1、,五、典型部件結構 1、主軸結構 2、自動換刀裝置 （1）自動換刀過程 1)刀套下轉90度 2)機械手轉75度 3)刀具松開 4)機械手拔刀 5)交換兩刀具位置 6)機械手插刀 7)刀具夾緊 8)液壓缸復位 9)機械手逆轉75度 10)刀套上轉90度,第3章電火花加工機床,一、電火花加工原理 要完成電火花加工，必須具有下面的基本構成：工具電極和待加工工件、脈沖電源、工作液、進給機構等。 條件： ）必須使兩極間表面保持 一定的放電間隙 ）脈沖電源必須具有脈沖性、間歇性 ）脈沖放電必須在一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進行,脈沖放電的個階段： ）電離 ）放電與熱膨脹 ）拋出電蝕物 ）消電離,二、電火花加工

2、的主要特點 優(yōu)點： ）不受材料硬度的限制 ）電極和工件之間作用力小 ）操作容易便于加工 ）比較容易選擇和變更加工條件 缺點： ）必須制作工具電極 ）加工部分形成殘留變質(zhì)層 ）放電間隙使誤差增大 ）加工精度受電極損耗的影響,三、電火花加工方法分類 按電極與工件運動方式和用途不同分電火花穿孔成型機、電火花線切割、電火花磨削和鏜削、電火花同步共軛回轉加工、電火花高速小孔加工、電火花表面強度與刻字 四、電火花加工方法應用 主要用于改變工件的形狀尺寸以及用于改善、改變零件表面性質(zhì) 五、電火花加工的工藝因素 放電間隙、電規(guī)準參數(shù)、電極損耗、極性效應、電極及待加工工件的材料,六、影響工件質(zhì)量的主要因素 、影

3、響加工精度的因素 ）放電間隙大小 ）放電間隙均勻性 ）工具電極形狀 ）電極損耗及穩(wěn)定性 ）“二次放電” ）熱升溫導致的機床變形,、影響表面粗糙度的因素 、影響表面結構和機械性能的因素,七、型號及分類 、型號,八、電火花成型機的基本構成,、主軸頭 主要由伺服進給機構、 導向和防扭機構、輔助 機構組成,、平動頭,三、油杯 四、工作液,數(shù)控線切割電火花機床,一、加工原理 數(shù)控電火花線切割是在電火花成形加工基礎上發(fā)展起來的，簡稱數(shù)控線切割，如圖 所示為其基本工作原理。工件裝夾在機床的坐標工作臺上，作為工件電極，接脈沖電源的正極；采用細金屬絲作為工具電極，稱為電極絲，接入負極。若在兩電極間施加脈沖電壓，

4、不斷噴注具有一定絕緣性能的水質(zhì)工作液，并由伺服電機驅動坐標工作臺按預先編制的數(shù)控加工程序沿 x 、 y 兩個坐標方向移動，則當兩電極間的距離小到一定程度時，工作液被脈沖電壓擊穿，引發(fā)火花放電，蝕除工件材料?？刂苾呻姌O間始終維持一定的放電間隙，并使電極絲沿其軸向以一定速度作走絲運動，避免電極絲因放電總發(fā)生在局部位置而被燒斷，即可實現(xiàn)電極絲沿工件預定軌跡邊蝕除、邊進給，逐步將工件切割加工成型。,二、加工特點 1、數(shù)控線切割加工是輪廓切割加工，勿需設計和制造成形工具電極，大大降低了加工費用，縮短了生產(chǎn)周期。 2、直接利用電能進行脈沖放電加工，工具電極和工件不直接接觸，無機械加工中的宏觀切削力，適宜于

5、加工低剛度零件及細小零件。 3、無論工件硬度如何，只要是導電或半導電的材料都能進行加工。 4、切縫可窄達僅 0.005mm ，只對工件材料沿輪廓進行“套料”加工，材料利用率高，能有效節(jié)約貴重材料。 5、移動的長電極絲連續(xù)不斷地通過切割區(qū)，單位長度電極絲的損耗量較小，加工精度高。 6、一般采用水基工作液，可避免發(fā)生火災，安全可靠，可實現(xiàn)晝夜無人值守連續(xù)加工。 7、通常用于加工零件上的直壁曲面，通過 X-Y-U-V 四軸聯(lián)動控制，也可進行錐度切割和加工上下截面異形體、形狀扭曲的曲面體和球形體等零件。 8、不能加工盲孔及縱向階梯表面。,分類,線切割機床一般按照電極絲運動速度分為快走絲線切割機床和慢走

6、絲線切割機床，快走絲線切割機床業(yè)已成為我國特有的線切割機床品種和加工模式，應用廣泛；慢走絲線切割機床是國外生產(chǎn)和使用的主流機種，屬于精密加工設備，代表著線切割機床的發(fā)展方向。,此外，線切割機床可按電極絲位置分為立式線切割機床和臥式線切割機床，按工作液供給方式分為沖液式線切割機床和浸液式線切割機床。,數(shù)控線切割加工已在生產(chǎn)中獲得廣泛應用，目前國內(nèi)外的線切割機床已占電加工機床的 60 以上。圖 為數(shù)控線切割加工出的多種表面和零件,一、加工模具 適用于加工各種形狀的沖模、注塑模、擠壓模、粉末冶金模、彎曲模等。 二、加工電火花成形加工用的電極 一般穿孔加工用、帶錐度型腔加工用及微細復雜形狀的電極，以及

7、銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，用線切割加工特別經(jīng)濟。 三、加工零件 可用于加工材料試驗樣件、各種型孔、特殊齒輪凸輪、樣板、成型刀具等復雜形狀零件及高硬材料的零件，可進行微細結構、異形槽和標準缺陷的加工；試制新產(chǎn)品時，可在坯料上直接割出零件；加工薄件時可多片疊在一起加工。,主要技術參數(shù),線切割機床的品種規(guī)格較多，主要技術參數(shù)包括機床尺寸參數(shù)及加工范圍參數(shù)、加工精度參數(shù)、電參數(shù)、運動參數(shù)等。表 6-3 為線切割機床的常見尺寸參數(shù)及加工范圍參數(shù)，其余參數(shù)可參見表 6-1 、 6-2 。,各種線切割機床的結構大同小異，圖 6-3 示出了兩種線切割機床的外觀，可分為主機、脈沖電源和數(shù)控裝置三大部分,坐標

8、工作臺,坐標工作臺用以裝夾工件，如圖 6-4 所示。下拖板通常與床身固定聯(lián)接；中拖板置于下拖板之上，可沿橫向導軌作 X 坐標方向往復移動；上拖板（工作臺）則置于中拖板之上，可沿縱向導軌作 Y 坐標方向往復移動。線切割加工時通過控制系統(tǒng)發(fā)出進給信號，控制兩個驅動電機帶動拖板沿兩個坐標方向各自移動，合成各種平面圖形曲線 軌跡，進行加工。工作臺的移動精度直接影響工件的加工質(zhì)量，因此各拖板均采用滾珠絲杠傳動副和滾動導軌，便于實現(xiàn)精確和微量移動，且運動靈活、平穩(wěn)。,與其它數(shù)控機床一致，線切割機床的坐標系符合國家標準，以右手直角笛卡兒坐標系為基礎，參考電極絲相對靜止工件的運動方向來決定：面向機床正面，橫向

9、為 X 方向，且絲向右運行為 X+ 方向，向左運行為 X- 方向；縱向為 Y 方向，且絲向外運行為 Y+ 方向，向內(nèi)運行為 Y- 方向。,走絲機構,走絲機構使電極絲以一定的速度連續(xù)不斷進入和離開放電區(qū)域，是線切割機床區(qū)別于普通機床的主要標志，如圖 6-5 、 6-6 所示。 一、快走絲機構 快走絲機構的電極絲材料一般采用鉬絲，細而長的鉬絲以一定張力平整地卷繞在儲絲筒上，儲絲筒通過彈性聯(lián)軸器與驅動電機相連，作旋轉運動，同時沿軸向移動，走絲速度等于儲絲筒周邊的線速度。為重復使用該段鉬絲，儲絲筒下方的 走絲溜扳 上置有左、右行程撞塊，當儲絲筒軸向運動到鉬絲供絲端終端時，行程撞塊碰到行程開關，立即控制

10、儲絲筒反轉，使供絲端成為收絲端，鉬絲反向移動，如此循環(huán)交替運轉，實現(xiàn)鉬絲的往復運動。在運動過程中，鉬絲由絲架支撐，并依靠上、下導輪形成鋸弓狀。,二、慢走絲機構 慢走絲機構主要包括供絲繞線軸、伺服電機恒張力控制裝置、電極絲導向器和電極絲自動卷繞機構。電極絲材料一般采用成卷的黃銅絲，可達數(shù)千米長、數(shù)十公斤重，預裝在供絲繞線軸上，為防止電極絲散亂，軸上裝有力矩很小的預張力電機。切割時電極絲的走行路徑為：整卷的電極絲由供絲繞線軸送出，經(jīng)一系列輪組、恒張力控制裝置、上部導向器引至工作臺處，再經(jīng)下部導向器和導輪走向自動卷繞機構，被拉絲卷筒和壓緊卷筒夾住，靠拉絲卷筒的等速回轉使電極絲緩慢移動。在運行過程中，

11、電極絲由絲架支撐，通過電極絲自動卷繞機構中兩個卷筒的夾送作用，確保電極絲以一定的速度運行；并依靠伺服電機恒張力控制裝置，在一定范圍內(nèi)調(diào)整張力，使電極絲保持一定的直線度，穩(wěn)定地運行。電極絲經(jīng)放電后就成為廢棄物，不再使用，被送到專門的收集器中或被再卷繞至收絲卷筒上回收。,錐度切割裝置,錐度切割裝置用于某些有錐度（斜度）的內(nèi)外表面，在線切割機床上廣泛采用，實現(xiàn)的方法也有多種，比較常見的一種結構型式是數(shù)控四軸聯(lián)動錐度切割裝置，如圖 6-7 所示。它主要依靠上部導向器作 U 、 V 軸驅動，與坐標工作臺的 X 、 Y 軸驅動構成數(shù)控四軸聯(lián)動，使電極絲傾斜一定的角度，從而切割工件上各個方向的斜面和加工上下

12、截面形狀異形的扭轉體，最大切割錐度一般為 15 30 。,圖 6-8 所示為四連桿機構錐度切割裝置，由 U 、 V 軸電機驅動“ L 2 -L 3 -L 4 - 電極絲”所組成的四連桿機構實現(xiàn)錐度切割。工作液的上、下噴嘴分別設置在連桿 L 7 和 L 5 上，構成了 L 1 -L 3 -L 2 - L 7 和 L 4 -L 3 -L 6 - L 5 兩個聯(lián)動的四連桿機構實現(xiàn)同軸沖液。如果將絲架上、下臂的兩個導向器設在四連桿機構的球心 O 1 和 O 2 上，則在進行錐度切割時無加工原理誤差。,在錐度切割時，保持電極絲與上、下部導向器的兩個接觸點之間的直線距離一定，是獲得高精度的重要前提。為此，

13、有的機床具有 Z 軸設置功能以設置這一導向間距。,工作液循環(huán)系統(tǒng),線切割加工時由于切縫很窄，順利排除電蝕產(chǎn)物是極為重要的問題，因此工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)是機床不可缺少的組成部分。其作用是充分地、連續(xù)地向放電區(qū)域供給清潔的工作液，及時排除其間的電蝕產(chǎn)物，冷卻電極絲和工件，以保持脈沖放電過程持續(xù)穩(wěn)定地進行。,一、快走絲工作液循環(huán)過濾系統(tǒng) 快走絲線切割時采用的工作液一般是 5 15 濃度的油酸鉀皂 乳化液，液壓泵抽出儲液箱里的工作液，流經(jīng)上、下供液管 被壓送到加工區(qū)域，隨后經(jīng)坐標工作臺中的回液管流回儲液箱，經(jīng)過濾復原后，繼續(xù)使用，如圖 6-9 所示。,二、慢走絲工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)慢走絲線切割時一般采用去

14、離子水做工作液，即將自來水通過離子交換樹脂凈化器去除水中的離子后供使用，圖 6-10 所示為工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)原理圖。泵 P 2 抽出清液槽里的工作液，流經(jīng)工作液溫度控制裝置被壓送到加工區(qū)域，隨后經(jīng)加工槽中的回流孔及管道流回污液槽；再由泵 P 1 抽出污液槽里的污液，經(jīng)過濾器過濾后，一部分直接流入清液槽，另一部分通過離子交換樹脂凈化器后流入清液槽。泵 P 2 抽出的工作液由電阻率控制裝置通過測量水的微弱電流值而測定電阻率，利用電磁閥的開關調(diào)整通過離子交換樹脂凈化器的水量，保持恒定的電阻率。,在用慢走絲電火花線切割機床進行特殊精加工時，也可采用絕緣性能較高的煤油作工作液。,脈沖電源,一、作用 電

15、火花線切割用的脈沖電源的作用是把工頻交流電流轉換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬。脈沖電源對線切割加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度、加工過程的穩(wěn)定性和電極絲損耗等技術經(jīng)濟指標有很大的影響，應給予足夠的重視。 二、分類 電火花線切割加工脈沖電源可按多種方式分類，現(xiàn)就機床上常用的類型做一簡單介紹。 晶體管矩形波脈沖電源廣泛用于快走絲線切割機床；并聯(lián)電容式脈沖電源可以實現(xiàn)窄的脈沖寬度和高的峰值電流，且易于控制，已在慢走絲線切割機床上用得很多；高頻交流式脈沖電源可以得到微小的單個脈沖放電能量，可用于微細精表面的加工；無電解作用式脈沖電源能使間隙電壓的平均值等于零，且加

16、工表面不發(fā)生電解腐蝕、無電解變質(zhì)及陽極氧化層，可控制加工表面硬度不下降，不僅可以提高模具零件壽命，而且可以大幅度削減研磨工作量。 受加工表面粗糙度和電極絲允許承載電流的限制，線切割加工總是采用正極性加工，電源的脈寬較窄，單個脈沖能量、平均電流一般較小。,數(shù)控多軸聯(lián)動激光加工設備,一、激光切割的原理、分類和特點 1、原理 利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實現(xiàn)將工件割開。,2、分類 分為汽化切割、熔化切割、氧化切割和劃片與控制斷裂。 （1）汽化切割：利用高能量密度的激光束加熱工件使溫度迅速上升，在非常

17、短的時間內(nèi)達到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸汽。多用于極薄的金屬材料和非金屬材料。 （2）熔化切割：用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化氣體，依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出。一般用于不易氧化的材料。 （3）氧化切割：利用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發(fā)生氧化反應，放出大量的氧化熱，另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區(qū)吹出，在金屬中形成切口。主要用語碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料 （4）劃片與控制斷裂：利用高能量密度的激光在脆性材料表面進行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定壓力，脆性材料就會就會沿小槽斷裂。,3、激光切割的特點 （1）切割質(zhì)量好 （2）效率高 （3）速度快 （4）非接觸式切割 （5）適用范圍廣 （6）只能切割中小厚度的板才和管材,二、激光切割的應用范圍 幾乎可以切割所有的材料 三、數(shù)控激光切割機床 1、主要構成 大多數(shù)采用CO2激光器，主要由