【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的創(chuàng)新和多樣化 。 最近 ,日本東京大學(xué)余組元博士 、 增 澤隆久教授 等提出了電極等損耗概 念 ,即通過(guò) 對(duì) 加 工路徑的合 理規(guī) 劃 ,可使電極損耗處于等損耗 狀 態(tài) ,從而使電 極損耗的補(bǔ)償變得極為簡(jiǎn) 單 。 這一 概 念的提出為電火花成形加工運(yùn)動(dòng)方式的改進(jìn)提供了 必 要的理論 依 據(jù) 。 當(dāng) 然 ,由此產(chǎn)生的機(jī)床結(jié)構(gòu)改 變 及 其相關(guān)技術(shù) 理論的研究還需進(jìn)一步深入與完 善 , 甚至有可能發(fā)展出一種全新的加工理論 。 此 外 ,機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須充分考慮環(huán) 境 保 護(hù)以及 人 — 機(jī)協(xié)調(diào) 性 ,借助先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和 手 段 (如 CAD 、 有限 元分析等 ) 對(duì)機(jī) 床結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面 優(yōu) 化設(shè)計(jì) ,充分提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性和合理性 。 3. 3 電火花成形加工工藝的發(fā)展趨勢(shì) 通 過(guò)對(duì)電火花成形加工機(jī)理的研 究 ,進(jìn)一步 揭 示放電過(guò)程的內(nèi)在規(guī)律 ,并以此為指導(dǎo) ,推動(dòng)電火花 成形加工工藝 向高效 率 、 高精 度 、 低損耗方向發(fā) 展 , 同時(shí)還應(yīng)注意微細(xì)化加工方面的發(fā)展 。 (1) 加工過(guò)程的高效化 加工過(guò)程的高效化不僅體現(xiàn)在通過(guò)改進(jìn)電火花 加工伺服系統(tǒng) 、 控制系統(tǒng) 、 工作液系統(tǒng) 、 機(jī)床結(jié)構(gòu)等 , 減 少上述因素 對(duì)電火花成形加工效率的影 響 ,在 保 證加工精度的前提下提高粗 、 精加工效率 ,同時(shí)還應(yīng) 盡量減少輔助時(shí)間 (如編程時(shí)間 、 電極與工件定位時(shí) 間 、 維修時(shí)間 等 ) ,這就需要增強(qiáng)機(jī)床的自動(dòng)編程 功 能 ,擴(kuò)展機(jī)床的在線后臺(tái)編程能力 ,改進(jìn)和開發(fā)適用 的電極與工件定位裝臵 。在機(jī)床維護(hù)方面 ,應(yīng)增強(qiáng)機(jī) 床的多媒體功能和在線幫助功能 ,對(duì)于常見故障 ,操 作 人員可直接 根據(jù)計(jì)算機(jī)提示實(shí)現(xiàn)故障排 除 ,同 時(shí) 這也有利于增強(qiáng)機(jī)床的可操作性和操作人員的操作 技能 。 (2) 加工過(guò)程的精密化 通 過(guò)采用一系列先進(jìn)加工技術(shù)和工藝方 法 ,目 前 電火花成形 加工精度已有全面提 高 ,有的已可 達(dá) 到 鏡面加工 水 平 。 但從總體來(lái) 看 ,先進(jìn)技術(shù)在實(shí) 際 生 產(chǎn)中的應(yīng)用 還不夠成熟和廣 泛 ,因此有必要全 面 推動(dòng)已有先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步完善及向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā) 展 。 在保證加工速度 、 加工成本的前提下 ,使電火花 成 形加工的精 度水平進(jìn)一步提 高 ,使電火花成形 加 工 成為 一些主 要 零 件 、 關(guān) 鍵 零 件 的 最 終 加 工 方 式 。 同 時(shí) ,對(duì)加工精 度的衡量不能僅僅局限于工件的 尺 24 工 具 技 術(shù) 寸精度和表面粗糙度 ,還應(yīng)包括型面的幾何精度 、 變 質(zhì)層厚度以及微觀裂紋 、 氧化 、 銹蝕等 。 (3) 加工過(guò)程的微細(xì)化 電火花成形加工的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是窄 槽 、 深腔 、 微細(xì)零件的加工 ,因此加工過(guò)程的微細(xì)化是今 后一個(gè)重要的發(fā)展方向 。 電火花微細(xì)加工機(jī)理與常 規(guī)電火花成形加工相同 ,但有自身的工藝特點(diǎn) :每個(gè) 脈沖的放電能量很小 ,工作液循環(huán)困難 ,穩(wěn)定的放電 間 隙范圍小等 。 基于這些工藝特 點(diǎn) ,微細(xì)電火花 成 形加工的加工裝臵 、 工作液循環(huán)系統(tǒng) 、 電極制備等必 然 與常規(guī)電 火花成形加工有很大區(qū) 別 。 因 此 ,需 要 重點(diǎn)研究非機(jī)械作用力及其干擾對(duì)加工過(guò)程的影響 等 ,進(jìn)一步提高加工效率 、 加工精度及加工過(guò)程的穩(wěn) 定性 。 (4) 應(yīng)用范圍的擴(kuò)大 目 前 ,電火花成形加工不僅可加工各種導(dǎo)電 金 屬材料和復(fù)雜型腔 ,還能實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體材料 、 非導(dǎo)電 材料的加工 ,并取得了較好的加工效果 。 同時(shí) ,電極 材 料 的種類也 不 斷 增 多 。 這 方 面 的 主 要 發(fā) 展 趨 勢(shì) 為 :進(jìn)一步研究半導(dǎo)體材料 、 非導(dǎo)電材料的放電加工 機(jī)理 ,促進(jìn)其加 工效 率 、 加工精 度 、 加工過(guò)程穩(wěn)定 性 的 提高 ,擴(kuò)大可 加 工 材 料 的 范 圍 。 除 加 工 復(fù) 雜 型 腔 外 ,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) 對(duì)三維型 腔 、 復(fù)雜型面的加 工 。 研 制 性能優(yōu)越的新型電極材料 。 3. 4 電火花成形加工數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù) 控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部 分 ,其性能的 提 高 不僅可直接 改善加工效 率 、 加工精度和加工穩(wěn) 定 性 ,同時(shí)也是擴(kuò)大加工范圍 、 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜精密加工的重 要途徑 。 先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用可為電火花成形加工 帶 來(lái)顯著的經(jīng) 濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前 景 ,已成為 衡 量電火花成形加工技術(shù)水平的重要標(biāo)志 。 電火花成 形加工在數(shù)控系統(tǒng)方面的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下 幾方面 : (1) 建立基于 PC 機(jī)的開放式數(shù)控體系 具有開放性的數(shù)控體系是當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 主 流 , 而 PC 機(jī)自身的特點(diǎn)決定了它是一種 標(biāo)準(zhǔn) 的 開 放性結(jié) 構(gòu)系 統(tǒng) 。 PC 機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及性能 價(jià) 格比的不斷提高為數(shù)控系統(tǒng)提供了優(yōu)越的軟硬件平 臺(tái) 、 更友好的 人機(jī)接口和在線實(shí)時(shí)控制功 能 。 與 以 前 的數(shù)控系統(tǒng)相 比 , 基 于 PC 機(jī)的數(shù)控系統(tǒng) 具有 以 下優(yōu)點(diǎn) : ① 系統(tǒng)具有更高的集成度和可靠性 。 ② 資源 豐富 ,適于產(chǎn)品開發(fā) 。 ③ 控制功能強(qiáng)大 ,形式多樣 ,可 實(shí)現(xiàn)多機(jī)控制 、 多目標(biāo)控 制 。 ④ 系統(tǒng)具有更高柔 性 。 目 前應(yīng)用于數(shù) 控機(jī)床的基 于 PC 機(jī)的數(shù)控 系統(tǒng)多 為 專用型結(jié)構(gòu) ,雖 具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn) 單 、 技術(shù)較成 熟 、 開 發(fā) 成本較低等優(yōu)點(diǎn) ,但隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā) 展 ,其 軟 、 硬 件具有封 閉性的缺點(diǎn)愈益明 顯 。 例 如 ,這種結(jié) 構(gòu) 的 數(shù)控系統(tǒng)很 難及時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成 果 。 不 同系統(tǒng)之間 很難相互兼 容 。 用戶不易增設(shè)或改 進(jìn) 適 合自身實(shí) 際 的專用功 能 。 PC 機(jī)資源利用率 低 ,難 以 完全發(fā)揮 PC 機(jī)的優(yōu) 勢(shì) 。 控制系統(tǒng) 功能不完善 等 。 針 對(duì)上述缺 陷 , 建立基 于 PC 機(jī)的電火花成 形加 工 數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)將重點(diǎn)放在以下幾方面 : ① 模塊化 系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)開放性數(shù)控體系的統(tǒng)一 規(guī) 則建立模塊 化的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu) ,通過(guò)對(duì)電火花成形 加 工的系統(tǒng)研究 ,精選必要的功 能 ,擴(kuò)充可選功 能 ,剔 除不必要的功能 。 同時(shí)各模塊應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用 程序接口 ,不同的模塊可運(yùn)行于不同的系統(tǒng)平臺(tái) ,相 互之間應(yīng)具有協(xié)調(diào)工作的能力 。 ② 縮放 性 用戶可根據(jù)自己的加工要 求 ,通 過(guò) 增 添 、 剔 除 特 定 的 功 能 模 塊 , 實(shí) 現(xiàn) 用 戶 的 “ 專 用 系 統(tǒng) ” 。 ③ 互換性 具有相似功能及可靠性水平的模塊 之間可以相互替換 。 充分利用 PC 機(jī) 資源來(lái)開發(fā) 性能優(yōu)異的數(shù)控 系 統(tǒng)將是電火花成形加工的一個(gè)重要