球面展成電火花加工計(jì)算機(jī)仿真研究

發(fā)布日期：2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽：2433

球面展成電火花加工計(jì)算機(jī)仿真研究 

1　引言

　 隨著電火花加工技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的電火花加工新工藝不斷應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。球面展成電火花加工法就是近年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的一種回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的工具主軸上，工具主軸通過(guò)數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)可以在XOY平面內(nèi)與X軸調(diào)整成某一角度θ，而工件被夾持在旋轉(zhuǎn)的工件主軸上，工件主軸固定在XY數(shù)控工作臺(tái)上，可以在X、Y方向移動(dòng)和進(jìn)給。加工時(shí)，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(guān)系上看，R、D和d應(yīng)滿足和D=2dcosθ關(guān)系，才能加工出要求的球面零件。

                                         

                                            圖1　回轉(zhuǎn)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(shè)備也不很復(fù)雜。因此 ，在生產(chǎn)中已有所應(yīng)用。為了進(jìn)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，并進(jìn)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，建立了對(duì)應(yīng)的通用數(shù)學(xué)模型。以這些數(shù)學(xué)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(jié)果。為球面零件的電火花展成加工實(shí)驗(yàn)和建立回轉(zhuǎn)電極電火花展成加工CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。

    2　球面展成電火花加工系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析

    2.1　球面展成電火花加工運(yùn)動(dòng)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(yīng)具備以下幾種運(yùn)動(dòng)：(1)中徑為d、半徑為r的筒狀工具電極的主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(角速度為ω1)；(2)直徑為D的工件的主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(角速度為ω2)；(3)調(diào)整交角為θ的工具電極主軸的分度運(yùn)動(dòng)(角速度為ω3)；(4)帶動(dòng)工件的主工作臺(tái)X軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(速度為Vx)；(5)帶動(dòng)工件的主工作臺(tái)Y軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(速度為Vy)。

                                                                  

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

　 這里，工件主軸和工具電極主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以滿足展成運(yùn)動(dòng)的要求。兩軸的回轉(zhuǎn)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(guò)程中，能控制工具主軸和工件主軸的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)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(lái)。

　 X軸和Y軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滿足補(bǔ)償加工過(guò)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(guò)X和Y軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，還可以調(diào)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(lái)提高工件的安裝精度。

 

更多相關(guān)信息