采用電火花對小孔進(jìn)行流暢且精確的加工

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2136

在硬質(zhì)材料上加工極小鉆孔時,電火花線切割工藝便有了用武之地。流暢、精確和高品質(zhì),電極也越來越向深度發(fā)展。在鉆孔過程中,軟件影響著深度尺寸和電火花的特性。
  電火花加工特別適用于具備導(dǎo)電特性的硬質(zhì)材料的加工。通過80μm~3mm(特殊情況下可達(dá)10mm)直徑的電極管,可以達(dá)到700×D的鉆孔深度。例如采用1.0mm直徑的電極,即可以達(dá)到700mm的鉆孔深度。迄今為止,在高合金硬質(zhì)材料所達(dá)到的最大鉆孔深度為1500mm。另一種極端情況便是小型鉆孔,只有大約一根發(fā)絲那么厚(圖1)。迄今為止在高合金材料上所達(dá)到的最大鉆孔速度大約為70mm/min。

圖1 電火花鉆孔的一個長處便是孔的直徑規(guī)格非常小,例如其直徑可以達(dá)到只有一根頭發(fā)絲那樣細(xì)
  電火花鉆孔機(jī)可應(yīng)用于工具和模具制造行業(yè)、航空和航天工業(yè)、機(jī)床制造業(yè)、玻璃工業(yè)、汽車制造和制藥行業(yè)。主要的應(yīng)用場合可以是初鉆孔、噴嘴孔、排氣孔(例如汽車行業(yè)的鑄件模具)、塑料工具的冷卻孔、渦輪鏟的真空孔(圖2、3)。

圖2 在渦輪葉片上以極大的傾角對冷卻通風(fēng)出入口進(jìn)行鉆孔
  與傳統(tǒng)的鉆孔工藝相比,電火花加工的優(yōu)點(diǎn)非常明顯。傳統(tǒng)加工工藝在1mm以下等級上會出現(xiàn)問題,在0.10~3.0mm(特殊情況下至10mm)的直徑范圍內(nèi),機(jī)械鉆孔完全由電火花鉆孔所替代。其好處是極大節(jié)省時間和費(fèi)用,這是因?yàn)橹T如刀具破裂、刀具鈍化和刀具修磨等現(xiàn)象就不會再出現(xiàn)。電火花加工可以確?讖降母呔、孔的垂直度和圓柱度以及無毛刺和不偏向。經(jīng)過硬化處理的鋼材也可以接受電火花加工處理。因此,可以避免傳統(tǒng)的先鉆孔后淬火的板材的淬火變形的現(xiàn)象。甚至難切割材料(如鎢、鈦、因康鎳合金、鎳基合金、不銹鋼合金和鉬等)也都可以接受加工。采用Heun電火花機(jī)床,可以以極陡的角度進(jìn)入工件的表面并蝕穿未知的空區(qū)。整個過程精確可控,而無需事先設(shè)定精確的鉆孔深度。

圖3 大型柴油發(fā)動機(jī)的注油嘴
  經(jīng)過多年的研發(fā),現(xiàn)成功地研發(fā)出一種不受電極損耗影響而可達(dá)到對電極貫穿程度的探測和通過機(jī)床電控單元來影響電火花加工深度和特征的系統(tǒng)(圖4)。
  不同的加工工藝會對電極磨損程度產(chǎn)生不同的影響,因此,很難對電蝕深度進(jìn)行可重復(fù)的精確的控制。此外,在電蝕過程中電火花工藝也會發(fā)生變化,因此,在電蝕軸線上即使再繼續(xù)推進(jìn)2~3mm的話,也會需要與100mm鉆孔本身所需一樣長的時間。這又會影響到孔的直徑精度和電極在錐度和同圓度上的外形尺寸。

圖4 在對葉片上的大傾角出入孔進(jìn)行加工時,
采用穿透識別系統(tǒng)可以確保在不損傷緊鄰其后的后壁的情況下實(shí)現(xiàn)精確的電蝕深度
  Heun公司找到了一條解決此類問題的途徑。創(chuàng)意來自于渦輪機(jī)葉片的加工。在那里,知名企業(yè)均采用Heun公司的電火花切割系統(tǒng),以在葉片上鉆出大傾角的冷卻風(fēng)出入孔。這項(xiàng)工作的任務(wù)在于要在不損傷緊鄰的后壁的情況下,確保鉆孔能夠在未知厚度的材料上的可穿透性。
  穿透識別系統(tǒng)由硬件元件和一個相應(yīng)的智能軟件組成,它在識別電極貫穿之后,可以依據(jù)用戶的不同要求,實(shí)現(xiàn)不同的措施。
  在其他使用條件下(例如在工具和模具制造中),這種穿透識別技術(shù)也有很多好處。設(shè)備操作人員可以無需考慮電極磨損問題。他只負(fù)責(zé)在材料、電極直徑和加工策略之間做出合理選擇即可。其他方面均由智能控制系統(tǒng)在瞬間完成。生產(chǎn)企業(yè)則追求不斷提高生產(chǎn)的效率、靈活性和合理性。
  投入使用適應(yīng)性強(qiáng)的生產(chǎn)設(shè)備不僅可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,同時,在與當(dāng)今低制造成本國家的日益激烈的競爭中也是必須的。擁有復(fù)雜生產(chǎn)設(shè)備的大型企業(yè)是如此,只有單臺設(shè)備的小型企業(yè)亦是如此。
  Apos系列電火花鉆孔機(jī)的控制系統(tǒng)可以與機(jī)器人或測量系統(tǒng)、部件的可視化數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)或條形碼掃描儀等設(shè)備相對接,由于采用了客戶專用的系統(tǒng)接口,因此可以被納入到生產(chǎn)線、與上級管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程維護(hù)等體系里。

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