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電火花型腔加工中加工余量分配的優(yōu)化研究

時(shí)間:2009-05-30瀏覽:617次收藏

1 概述

  眾所周知,電火花加工同其他一般的機(jī)械加工方法相比,其去除相同體積的工件材料所用的加工時(shí)間要長(zhǎng)得多,因此,如何提高電火花的加工效率,是從事電火花加工的研究人員一直追求的一個(gè)目標(biāo).在電火花型腔加工中,一般都是由粗加工經(jīng)中加工逐步過(guò)渡到精加工的.其中,如何確定加工余量及每一電規(guī)準(zhǔn)的加工量,即如何確定電極每一步深度方向的進(jìn)給量和搖動(dòng)加工中側(cè)向的平動(dòng)量,對(duì)電火花加工效率有很大的影響.因此,有必要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行更加深入的探討,建立一個(gè)電火花加工余量及分配的優(yōu)化模型,從而從根本上為每一步加工量的合理確定提供一個(gè)有效的依據(jù),進(jìn)而提高電火花的加工效率.本文即基于上述觀點(diǎn),提出了一種電
火花加工余量及分配的優(yōu)化模型,對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究.

2 電火花加工余量及分配的優(yōu)化模型

2.1 加工余量確定及分配的基本原則
  在電火花型腔加工中,必須經(jīng)過(guò)多次電規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換,完成從粗加工到精加工的全過(guò)程.其中粗規(guī)準(zhǔn)的加工效果是電極損耗小、表面粗糙度差、加工速度高、放電間隙大.因此,粗加工應(yīng)盡可能蝕除大部分余量,使工件基本成形.而從中加工到精加工則加工速度下降很多,為此,每一步電規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換,應(yīng)保證在修光前一放電規(guī)準(zhǔn)的放電痕的前提下,盡可能地減小加工量,以提高電火花加工效率.即不允許出現(xiàn)“欠修”現(xiàn)象.否則,“欠修”積累起來(lái)就會(huì)擾亂整個(gè)修整過(guò)程,甚至達(dá)不到精修的目的.同時(shí),又不能使加工量偏大,否則,將降低加工效率.若要換算成電極每一步深度方向的進(jìn)給量和搖動(dòng)加工中側(cè)向的平動(dòng)量,只需再考慮進(jìn)放電間隙及電極損耗等因素.
2.2 通常采用的方法及其不足
  對(duì)于電火花加工的操作者來(lái)說(shuō),合理地確定出每一步的加工量不是一件容易的事.他們往往參考通硩常推薦的加工量的范圍值來(lái)決定每一步的加工量.螎為了安全地得到最終所要求的表面粗糙度,難免使祶得中加工和精加工每一步的加工量偏大.這將從很磵大程度上影響加工效率.有的推薦用公式
(1)來(lái)計(jì)算平動(dòng)量:

Si=Gi-1+Ri-Gi+Ei   (1)

其中 Si—第i擋規(guī)準(zhǔn)的平動(dòng)量;
   Gi—第i擋規(guī)準(zhǔn)的火花間隙;
   Gi-1—第i-1擋規(guī)準(zhǔn)的火花間隙;
   Ri—第i擋規(guī)準(zhǔn)表面不平度的最大值;
   Ei—過(guò)修量.
  利用上述公式可以類似地計(jì)算電極沿深度方向的進(jìn)給量,這樣,每一步的加工量也就確定了.此外,還有一種方法被廣泛建議使用,即首先根據(jù)粗加工后的表面粗糙度得到一個(gè)加工余量經(jīng)驗(yàn)值,然后,使得每一步的加工量與每一步電規(guī)準(zhǔn)的表面粗糙度成正比,從而對(duì)中加工到精加工每一步的加工量進(jìn)行分配.
  上述這些方法可用圖1和圖2所示的電極深度方向進(jìn)給量和側(cè)向平動(dòng)量的示意圖來(lái)進(jìn)行概括.圖中Gi為每一電規(guī)準(zhǔn)的放電間隙,Ri為每一電規(guī)準(zhǔn)形成的表面粗糙度,Hi為電極的進(jìn)給量,Ei為過(guò)修量,Si為電極的平動(dòng)量.它們都是使得每一步加工都將前一規(guī)準(zhǔn)形成的表面粗糙度全部蝕除,而且還增加一個(gè)過(guò)修量,該過(guò)修量有時(shí)還過(guò)大,這樣就顯得過(guò)于保守,將大幅度降低加工效率.

 

圖1 通常的電極進(jìn)給量示意圖

圖2 通常的電極理動(dòng)量示意圖

2.3 加工余量及分配的優(yōu)化模型
  
實(shí)際上,每步加工都將上一步規(guī)準(zhǔn)形成的表面粗糙度<

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