数控电火花成型机床讲解

数控机床控制技术应用数控电火花成型机床河南工业职业技术学院主讲人：彭二宝电火花加工机床的组成

电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成。机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成，是用以实现工件和工具电极的装夹固定和运动的机械系统。床身、支柱、坐标工作台是电火花机床的骨架，起着支承、定位和便于操作的作用。主轴头下面装夹的电极是自动调节系统的执行机构，其质量的好坏将影响到进给系统的灵敏度及加工过程的稳定性，进而影响工件的加工精度。电火花成型机床电火花加工机床的组成

机床主轴头和工作台常有一些附件，如可调节工具电极角度的夹头、平动头等。平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。它的工作原理是利用偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积.如图所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙δ之差，从而达到修光型腔的目的。电火花成型机床脉冲电源在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等工艺指标。脉冲电源输入为380V、50Hz的交流电，其输出应满足如下要求：(1)要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。(2)火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。(3)脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。(4)脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。(5)有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。 电火花成型机床脉冲电源电源的好坏直接关系到电火花加工机床的性能，所以电源往往是电火花机床制造厂商的核心机密之一。从理论上讲，电源一般有如下几种。1.弛张式脉冲电源是最早使用的电源，它是利用电容器充电储存电能，然后瞬时放出，形成火花放电来蚀除金属。因为电容器时而充电，时而放电，一弛一张，故又称“弛张式”脉冲电源其工作原理：首先直流电源E通过电阻R向电容器C充电，使电容器两端的电压不断升高，当电压上升到绝缘介质的击穿电压时，两极间的绝缘介质被击穿，形成放电通道，电容器上储存的能量瞬间释放，产生较大的脉冲电流。当电容C上积蓄的能量释放完时，间隙中的工作液又迅速恢复绝缘状态。此后电容再次充电，又重复上述过程，达到加工的目的。优点:结构简单，使用维修方便，加工精度较高。缺点：粗糙度值较小，但生产率低，电能利用率低，加工稳定性差。电火花成型机床脉冲电源2.闸流管式和电子管式脉冲电源闸流管脉冲电源的生产率较高，加工稳定，但脉冲宽度较窄，电极损耗较大。3.晶闸管式、晶体管式脉冲电源晶体管脉冲电源是近年来发展起来的以晶体元件作为开关元件的用途广泛的电火花脉冲电源，其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。电火花成型机床自动进给调节系统作用维持加工所需的“平均”放电间隙S,保证电火花加工正常进行电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各种电参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等也叫加工电规准)，以便能够获得最佳的加工工艺指标等。电-液自动进给调节系统电火花成型机床自动进给调节系统伺服进给系统是以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称拖动系统或位置随动系统。它的作用是及时调整放电间隙。要求具有(1)有较广的速度调节跟踪范围。

(2)有足够的灵敏度和快速性。

(3)有较高的稳定性和抗干扰能力。电火花成型机床工作液及其循环过滤系统电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀除产物越来越多，充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。这就破坏了电火花加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度和表面粗糙度。为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电极振动，以加强排屑作用；另一种办法是对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。工作液强迫循环过滤是由工作液循环过滤器来完成的。电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液泵、容器、过滤器及管道等，使工作液强迫循环。电火花成型机床数控电火花成型加工机床的主轴头主轴头运动控制方式电液伺服进给步进电机伺服进给直（交）流伺服进给直线电机伺服进给电火花成型机床