机电一体化毕业实践报告-关于在深圳宝源科技园从事数控电火花加工现场应用技术的实践报告

机电一体化毕业实践报告-关于在深圳宝源科技园从事数控电火花加工现场应用技术的实践报告内容摘要：

切割机的技术含量高、市场前景好，可以获得较高的回报，是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。 也可以说，谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术，谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。 为了抢占中国市场， 16 日本、瑞士、台湾的电加工机床制造企业在中国大陆 设厂生产这类机床。 我国的科技工作者在科技部专项基金的支持下，投入了较大的研发力量，已完成新一代低速走丝电火花线切割机的研发，取得了重大突破，目前已拥有了具有自主知识产权的产品，并占领了一定的市场份额，其性能指标可达中档机水平。 目前还有一些国内企业则希望通过与台湾相关企业的合作，来发展低速走丝电火花线切割加工技术。 立式自旋转电火花线切割机（卧式自旋转电火花线切割机）。 立式回转电火花线切割机的特点与传统的高速走丝和低速走丝电火花线切割加工均有不同，首先是电极丝的运动方式比传统两种的电火花线切割加工多了一个电 极丝的回转运动；其次，电极丝走丝速度介于高速走丝和低速走丝直接，速度为 1～ 2m/s。 由于加工过程中电极丝增加了旋转运动，所以立式回旋电火花线切割机与其他类型线切割机相比，最大的区别在于走丝系统。 立式回转电火花线切割机的走丝系统由走丝端和放丝端两套结构完全相同的两端做为走丝结构，实现了电极丝的高速旋转运动和低速走丝的复合运动。 两套主轴头之间的区域为有效加工区域。 除走丝系统外，机床其他组成部分与高速走丝线切割机相同。 与单向低速走丝电火花线切割机床相比，往复高速走丝电火花线切割机床在平均生产率、切割精度及表面粗 糙度等关键技术指标上还存在较大差距。 针对这些差距，本世纪初，国内有数家高速往复走丝电火花线切割机生产企业实现了在高速走丝机上的多次切割加工（该类机床被俗称为“中走丝” Medium Speed Wire cut Electrical 17 Discharge Machining）。 所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间，而是复合走丝线切割机床，其走丝原理是在粗加工时采用812m/s 高速走丝，精加工时采用 13m/s 低速走丝，这样工作相对平稳、抖动小，并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差，使加工 质量也相对提高，加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。 因而可以说，用户所说的“中走丝”，实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术，并实现了无条纹切割和多次切割。 经过几年的发展，国内几乎所有生产高速走丝电火花线切割机床的厂家都在生产及销售中走丝，但最终表明不是所有的往复走丝电火花线切割机都能进行多次切割，或者说不是所有的往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后都能获得好的工艺效果。 多次切割是一项综合性的技术，它涉及到机床的数控精度、脉冲电源、工艺数据库、走丝系统、工作液及大量的工艺 问题，并不是简单地在高速走丝机上加上一套运丝变频调速系统即可实现的，只有那些制造精度高，并在诸方面创造了多次切割条件的往复走丝电火花线切割机才能进行多次切割和无条纹切割，并获得显著的工艺效果。 因此我们的生产企业必须充分注意到这个问题，一定要按系统工程来做，真正把这一技术用好，把这一产品做好。 如目前已有一些企业为进一步提高机床本体精度， X、 Y 坐标工作台采用了直流或交流伺服电机作驱动单元直接驱动滚珠丝杠，同时采用了带螺距补偿功能的全闭环控制，可以利用数控系统对机床的定位精度误差进行补偿和修正。 在保证精度的前提下 ，减小因长期使用而导致的加工精度下降，延长机床的使 18 用寿命。 运丝系统方面采用特殊（大多数采用金刚石）电极丝保持器，保持电极丝的相对稳定，减小加工过程中电极丝的张力变化。 冷却系统方面改变常用的粗放冷却方式，采取多级过滤并对介电常数等关键参数加以控制，确保精加工的顺利进行。 控制软件方面提供开放的加工参数数据库，可以根据材料的质地、厚度、粗糙度等条件选择对应的加工参数。 相信经过我们的努力，多次切割技术将会更加完善，往复走丝电火花线切割加工技术也将得到更好的应用和发展。 往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后，虽加 工质量有明显提高，但它仍然属于高速走丝电火花线切割机的范畴，切割精度和光洁度仍与低速走丝机存在较大差距，且精度和光洁度的保持性也需要进一步提高。 “中走丝机”具有结构简单、造价低以及使用消耗少等特点，因此也有其生存的空间，目前执行的标准仍然是高速走丝机的相关标准，因此生产企业在对用户的宣传上要注意，一定要实事求是。 电火花加工设备属于数控机床的范畴，电火花加工是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导体材料的电蚀现象来蚀除材料，从而使零件的 尺寸、形状和表面质量达到预定技术要求的一种加工方法。 在机械加工中，电火花加工的应用非常广泛，尤其在模具制造业、航空航天等领域有着极为重要的地位。 电火花放电机床的发展过程 数控电火花加工技术正不断向精密化、自动化、智能化、高效化等方向发展。 如今新型数控电火花机床层出不穷，如瑞士阿奇、瑞士 19 夏米尔、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等机床在这方面技术都有了全面的提高。 智能化 智能控制技术的出现把数控电火花加工推向了新的发展高度。 新型数控电火花机床采用了智能控制技术。 专家系统是数控电火花机床智能化 的重要体现，它的智能性体现在精确的检测技术和模糊控制技术两方面。 专家系统采用人机对话方式，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。 在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。 专家系统在检测加工条件时，只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标，就可自动推算并配置最佳加工条件。 模糊控制技术是由计算机监测来判定电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件；自动监控加 工过程，实现最稳定的加工过程的控制技术。 专家系统智能技术的应用使机床操作更容易，对操作人员的技术水平要求更低。 目前智能化技术不断地升级，使得智能控制技术的应用范围更加的广泛。 随着市场对电加工要求的提升，智能化技术将获得更为广阔的发展空间。 精密化 电火花加工的精密核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。 时下数控电火花机床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达 177。 2 3μm、底面拐角 R 值可小于 ，最佳加工表面 20 粗糙度可低于。 通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，可达到镜面 加工效果且能够成功地完成微型接插件、 IC 塑封、手机、CD 盒等高精密模具部位的电火花加工。 从总体来看，现代模具企业在先进数控电火花机床的应用上，还没能很好地挖掘出机床的精密加工性能。 因此有必要全面推动已有数控加工技术的进一步发展，不断提高模具加工精度。 自动化 目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。 机床的自动化运转降低了操作人员的劳动强度、提高生产效率。 但自动装置配件的价格 比较昂贵，大多模具企业的数控电火花机床的配置并不齐全。 数控电火花机床具备的自动测量找正、自动定位、多工件的连续加工等功能已较好地发挥了它的自动化性能。 自动操作过程不需人工干预，可以提高加工精度、效率。 普及机床的自动化程度是当前数控电火花机床行业的发展趋势之一。 高效化 现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。 如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求将大面积（例如100100mm）工件的放电时间大幅缩短，同时又要降 低粗糙度。 从原来的 改进到 ，使放电后不必再进行手工抛光 21 处理。 这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品质，使用粉末加工设备可达到要求。 另外减少辅助时间 (如编程时间、电极与工件定位时间等 )，这就需要增强机床的自动编程功能，配置电极与工件定位的夹具、装置。 若在大工件的粗加工中选用石墨电极材料也是提高加工效率的好方法。 最佳的加工模式是企业扩大市场空间、提升市场竞争力的资本，其开发而成的新产品、新技术亦愈受欢迎。 其它 数控电火花加工技术在微细化、安全化、环保化 等方面也取得了长足的发展。 数控电火花加工技术日新月异的发展，至使机床生产厂家纷纷对生产技术予以了改进。 目前数控电火花机床在伺服系统和脉冲电源的改进上取得了重大成果，大大的提高了数控电火花加工的质量、加工效率。 机床伺服系统的改进 精密的机床伺服系统对电火花加工具有重要的意义。 日前开发出的直线电机驱动的数控电火花加工设备，使加工性能获得明显改善。 在驱动轴上配置直线电机从而实现了高响应、平滑的驱动，提高了机械系统的稳定性，避免了动作滞后。 数控电火花机床主轴采用直线电机的高速抬刀技术，使加 工屑的排出性能进一步提高，进而提高了加工性能，实现免冲液加工。 直线电机驱动的机床，由于高响应性伺服产生的良好跟踪性，能把加工深度误差控制在最小限度达到高精度加 22 工。 直线伺服系统的应用在深窄、微小型腔加工方面具有明显的技术优势。 直线电机技术将成为 21 世纪电火花机床伺服系统的主导。 机床脉冲电源的改进 脉冲电源。