球面展成電火花加工計算機仿真研究

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2432

球面展成電火花加工計算機仿真研究 

1　引言

　 隨著電火花加工技術的進步，越來越多的電火花加工新工藝不斷應用到實際生產(chǎn)中。球面展成電火花加工法就是近年來逐漸發(fā)展起來的一種回轉電極電火花加工方法。 

其加工原理如圖1所示。工具電極被夾持在旋轉的工具主軸上，工具主軸通過數(shù)控回轉臺可以在XOY平面內與X軸調整成某一角度θ，而工件被夾持在旋轉的工件主軸上，工件主軸固定在XY數(shù)控工作臺上，可以在X、Y方向移動和進給。加工時，只要保證工具主軸軸線和工件主軸軸線保持θ角不變，便可以加工出球面零件。圖1中，工件的直徑為D，工具電極筒的中徑為d(半徑為r)，要加工的球面半徑為R。從幾何關系上看，R、D和d應滿足和D=2dcosθ關系，才能加工出要求的球面零件。

                                         

                                            圖1　回轉電極展成球面加工原理圖

　 這種電火花加工方法的基本原理較易掌握，而且所用設備也不很復雜。因此 ，在生產(chǎn)中已有所應用。為了進一步探討球面展成電火花加工的普遍規(guī)律，拓寬這種加工方法的工藝范圍，本文提出了球面展成電火花加工計算機仿真技術，并進行了大量研究工作。系統(tǒng)分析了球面展成電火花加工法的運動規(guī)律，建立了對應的通用數(shù)學模型。以這些數(shù)學模型為仿真模型，編制了大量的圖形仿真程序，獲得了較為理想的仿真結果。為球面零件的電火花展成加工實驗和建立回轉電極電火花展成加工CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)打下了基礎。

    2　球面展成電火花加工系統(tǒng)的運動規(guī)律分析

    2.1　球面展成電火花加工運動分析

　 為了滿足球面加工的要求，球面展成電火花加工系統(tǒng)(如圖2所示)應具備以下幾種運動：(1)中徑為d、半徑為r的筒狀工具電極的主軸回轉運動(角速度為ω1)；(2)直徑為D的工件的主軸回轉運動(角速度為ω2)；(3)調整交角為θ的工具電極主軸的分度運動(角速度為ω3)；(4)帶動工件的主工作臺X軸方向的進給運動(速度為Vx)；(5)帶動工件的主工作臺Y軸方向的進給運動(速度為Vy)。

                                                                  

                                             圖2　球面展成電火花加工系統(tǒng)簡圖

　 這里，工件主軸和工具電極主軸的回轉運動可以滿足展成運動的要求。兩軸的回轉方向既可以是同向的，也可以是反向的，可以根據(jù)具體的加工條件而定。在加工過程中，能控制工具主軸和工件主軸的回轉方向與速度，使電極損耗最低，從而獲得最好的球面加工效果。

　 工具電極主軸的分度回轉運動可以滿足加工不同曲率半徑的球面零件的加工要求。分度范圍即回轉角區(qū)間為-90°～+90°。因此，最小曲率半徑的超半球面和最大曲率半徑的平面零件都可以加工出來。

　 X軸和Y軸方向的進給運動，滿足補償加工過程中工件電極和工具電極損耗以及保證球面加工的最終尺寸的要求。通過X和Y軸的進給運動，還可以調整工件在加工系統(tǒng)中的正確位置，充分利用X軸和Y軸的數(shù)控功能來提高工件的安裝精度。

 

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