电极编程原理及加工策略.ppt
2023/2/14,电极编程原理及加工策略,2023/2/14,培训内容数控加工技术的概述电极编程的理论知识 高速编程加工的策略电极编程经验交流和对加工现场的建议,电极编程原理及加工策略,2023/2/14,数控加工的定义 数控加工是按照事先编制好的加工程式自动对被加工零件进行加工的过程。我们把零件的加工工艺路线，工艺参数，刀具的运动轨迹，位移量，切削参数（主轴转数，进给量，背吃刀量等），按照数控机床规定的指定代码，及程式格式编写加工程式单，然后输入到数控机床的数控装置上，从而指挥机床加工零件。数控机床的发展历史 1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出应用电子计算机控制机床来加工样板曲线的设想，后来受美国空军委托，帕森斯公司与麻省理工学院合作进行研制工作。于1952年试制成功第一台三坐标立式数控机床。后来又经过改进并发展自动编程技术的研究，于1955年进入实用阶段。这对美国飞机制造的发展起到了重要作用。,数控加工的相关知识,2023/2/14,数控加工技术的前景 数控加工技术是一种集机，电，液，光，自动控制技术为一体的知识密集技术。它是制造业实现现代化，柔性化，集成化生产的基础。同时也是提高生产率不可少的物质手段。在发达国家中，数控机床已经得到普遍使用，而目前我国机床的数控化率仅为1.9%，而日本高达30%，美国40%。国家规划在2010年前使数控化率达10%，数控化率每提高一个百分点，需要5-6万台数控机床，这样算来数年内将增加40-50万台数控机床，相应需60-80万数控专业人才。,数控加工的相关知识,2023/2/14,适 应 性 强精度高，质量好生产效率高能加工复杂的零件有利于生产管理现代化,数控加工的特点,2023/2/14,数控加工的理论知识,加工轴数 通常CNC加工分为两轴加工、三轴加工和多轴加工。加工轮廓 轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，它的作用是用来指定被加工的区域或是被加工的图形本身。,2023/2/14,数控加工的理论知识,区域、岛屿和轮廓,区域,轮廓,岛屿,2023/2/14,数控加工的理论知识,加工精度 加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，分为内外公差两种。零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。,2023/2/14,数控加工的理论知识,内外公差,外公差,内公差,刀位轨迹,加工误差,加工误差,2023/2/14,数控加工的理论知识,顺、逆铣顺 铣：刀具与工件接触部分的旋转方向与工件进 给方向相同为顺铣。逆 铣：刀具与工件接触部分的旋转方向与工件进 给方向相反为逆铣。,2023/2/14,数控加工的理论知识,顺、逆铣,顺 铣,逆 铣,2023/2/14,数控加工的理论知识,刀具的种类整体式刀具：这类刀具可以直接在刀把或者主轴上夹持加工。分体式刀具：这类刀具最大的特点就是利用可舍弃刀片来进行各种零件的加工。,2023/2/14,数控加工的理论知识,刀具的种类,整体式刀具,分体式刀具刀具,2023/2/14,数控加工的理论知识,切削步长与残留余量切削步长：步长就是两相邻刀位点之间的距离（行距）。残留余量：残留余量是指两行刀路轨迹之间未被切除剩余材料。,2023/2/14,电极编程的理论知识,毛胚料 毛胚料是指零件未加工前的原始形状，一般情况需经过处理后才可以进行加工（热处理，淬火加工），同时正确选择模具材料也是控制加工成本的一种手段。,2023/2/14,电极编程的理论知识,电极材料选择要素很好的导电导热性能可加工性材料本身的损耗加工速度工件表面的光洁度材料的性价比,2023/2/14,电极编程的理论知识,用作模具EDM加工主要的材料铜电极石墨电极,石墨电极,铜电极,2023/2/14,电极编程的理论知识,2023/2/14,电极编程的理论知识,2023/2/14,电极编程的理论知识,NC程式,数控加工,刀路检查与模拟,NC程式资料（加工坐标位置、刀具信息、工件装夹、注意事项说明等）,2023/2/14,高速加工技术的定义：是以适合的主轴转数，高进给，高切削步距，以最短的时间除去更多的材料。右图示（随切削参数的增加，而刀具寿命、材料切削去除量都相对提高；而切削力，工件表面质量也能保持稳定。）,高速加工技术,切削参数变化对刀具的影响,2023/2/14,高速加工的特点效率高精度高可加工复杂且普通机床难以加工的薄壁零件可以使用更小的刀具加工硬度高的材料提高零件表面粗糙度，而不需抛光,高速加工技术,2023/2/14,高速机床加工手机模仁效果图,高速加工技术,2023/2/14,高速机床加工钢料效果图,高速加工技术,2023/2/14,高速加工中心对编程的要求：采用高速加工设备后，对编程人员的需求将会增加，因高速加工工艺要求严格，过切保护更加重要，故要多花时间对NC程式进行防真检验；除刀具和加工参数根据具体情况选择外，加工方法的选择和采用的编程策略就成了关键。一名合格的CNC编程工程师，应该同时是一名合格的模具设计师，他应该对零件结构，模具结构有正确的理解，对数控加工的基本理论知识，对各种刀具有深入了解，具备理想的工序安排及合理的刀路轨迹设计的构思。同时也要注意以下几点：加工方法的安全性，可行性。尽可能保证刀路轨迹光滑平稳。保证刀具对工件的切削力均匀。,高速加工技术,2023/2/14,高速加工中心对刀具的要求：刀具技术和机床制造，从一开始就是相辅相成共同发展的，可以毫不夸张的说，只有刀具和机床技术不断发展，才推进了高速加工技术。所以刀具是实现高速加工技术的关键技术之一。高速加工刀具必须具备可靠的安全性和高的耐用度。,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,典型的高速铣削刀具,2023/2/14,高速切削对编程的具体要求保持恒定的切削载荷保证工件的高精度保证工件优质的表面,高速加工技术,2023/2/14,为保证以上要求就需要有更合适的高速编程加工策略如下：分层加工优于防工件外形加工（也就是UG里所说的层优先与深度优先）,高速加工技术,加,层优先,深度优先,2023/2/14,刀具要平滑切入工件。在高速切削过程中，让刀具沿一定斜度或螺旋方式切入工件要优于让刀具直接垂直线切入工件。,高速加工技术,垂直线切入工件,斜度、螺旋方式,2023/2/14,粗加工 第一次要面队的便是粗加工，粗加工的定义就是在一件原材料作切削，所以我们要注意就是刀具开始进刀切入材料的一刻，而进刀的方法最佳是采用斜向或螺旋进刀的方法。,高速加工技术,2023/2/14,粗加工进刀方法螺旋进刀来回斜向进刀外形斜向进刀,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,螺旋进刀,2023/2/14,高速加工技术,来回斜向进刀,2023/2/14,高速加工技术,外形斜向进刀,2023/2/14,看过以上的进刀方法，大致上来说，最佳的进刀方法应该是外形斜向进刀，因为它的优点是可以跟工件的外形来斜向进刀的，可能大家认为软件有斜向进刀就够了，当然如果外形是长方形的话，就可以用来回斜向进刀，如果外形是圆形，就可以用螺旋进刀，但如果外形是三角的话，那么这两种未必适合，这个时候用外形斜向进刀就可以达到要求了。,高速加工技术,2023/2/14,1.恒定的切削条件2.恒定的金属去除率3.走刀方式的选择4.尽量减少刀具的切入次数5.尽量减少刀具的急速换向6.在Z方向切削连续的平面,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,在高速切削的精加工过程中，保证精加工余量的恒定至关重要。为保证精加工余量的恒定，需要注意几个方面：1.笔式加工（清根）2.余量加工（清根）3.控制残余高度 4.采用fp工艺来达到高速高精度工件表面 5.退刀时采用进给速率 6.采用不同的加工方法 7.应用边界识别功能 8.保证加工轨迹的一致性,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,两种方法控制残余高度：,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工技术,2023/2/14,高速加工需要同时满足多方面的应用条件，一旦参数出现错误便会导致全面失效。有些关键参数容易定义，如配有功能强大的CNC系统和高精度主轴的高质量机床、高刚性和精确平衡的机床夹持、高性能的切削刀具等。有些参数则不容易定义，却往往由于这些参数的选用不当，导致高速加工失败。,高速加工技术,2023/2/14,编程注意事项,高速加工刀具路径的限制因素按重要性排列如下：(1)刀具不能和零件碰撞；(2)切削负荷必须在刀具的极限负荷之内；(3)残留材料不能大于指定极限；(4)应避免材料切除率突然变化；(5)切削速度和加速度必须在机床的能力范围内；(6)切削方向（顺铣/逆铣）应保持恒定；(7)应避免切削方向突然变化；(8)尽量减少空程移动；(9)切削时间应减至最少。,2023/2/14,加工顺序安排的基本原则：(1)考虑加工成形的几何形状，应同时考虑希望切除的材料。(2)把加工步骤减至最少。(3)使用连续的方法，如偏置路径通常比平衡路径好等。(4)避免垂直下刀，应从材料的外部切入。(5)在零件的临界区域，确保不同步骤的精加工路径不会重复，否则必定出现刀痕。(6)尽量不换刀，使用单一刀具精加工临界区域。刀具设置错误常常导致精加工后的加工表面出现刀痕。(7)长刀具容易磨损，应尽量使用短刀具。如果可以，应考虑重新定位零件方向，在难以加工的区域使用短刀具进行加工。,编程注意事项,2023/2/14,编程注意事项,遇到内R，一定要选用比工件内R小的刀具进行加工。一般情况下，“刀具R”小于“工件内R”0.5 以上,2023/2/14,编程注意事项,下刀点和进刀点1 一般情况下，要求刀具在工件外面下刀。2 需要中间下刀时，必须设定螺旋下刀。3 Profile外形光刀之进刀点尽量选择在圆弧端点位置或避空位置,圆弧端点进刀,能有效避免进刀痕,2023/2/14,编程注意事项,加工素材简化：粗加工时，对于刀具无法加工到的拐角（或死角）位，或者是加工后呈波浪状的工件，需要将加工图进行作面简化，再进行编程。简化后的图档计算出的刀路将大大提高机床加工效率。,2023/2/14,没有简化计算的刀路拐弯太多，造成加工不顺畅，效率低下,简化后计算的刀路非常顺畅,编程注意事项,2023/2/14,编程注意事项,编程经验分享：1.铣非平面,多用球刀,少用端刀,不要怕接刀;2.小刀清角,大刀精修;3.不要怕补面,适当补面可以提高加工速度,美化加工效果.4.尽量用0度与90度平行刀路精加工，少用45度角加工。5.尽量用顺铣加工方法 6.要保持余量均匀后精加工,要执行刀路过切检查 7.骨位电极先加工顶面再加工侧面 8.铜工清角时，先检查角上R大小，再确定用多大的球刀 9.做每一道工序前，想清楚前一道工序加工后所剩的余量，以 避免空刀或加工过多而过切 10.树立责任感，仔细检查每个参数，避免NG返工,2023/2/14,编程注意事项,45度刀路轨迹,2023/2/14,现场加工事宜,对CNC操作、加工的几点建议确定来料尺寸是否标准加工前按照程序单，仔细核对刀具规格是否正确，提前备好所需要刀具。工件装夹时的清洁，检查是否牢靠、跟踪巡视加工过程，时刻保持正确必要的加工条件（如冷却，油雾，程序的异常等）加工完成后，进行必要的检查。铜公：批峰，毛边，有无弹刀，表面光洁度，分中位是否光到位、是否接顺等（对于多件加工的，如出现异常，必须停止后续的加工）,2023/2/14,
