中航長風精密穿孔機技術工藝淺析

一、主要用途和性能特點

1、用途

  精密電火花數控穿孔機（電火花小孔機）利用電火花放電原理加工精密微孔。適合于加工各類噴嘴精密微孔、化纖紡絲板精密微孔等各類精密微孔，加工精密圓形微孔范圍一般在在￠0.05~￠1.0mm，孔深一般在1~5mm以內。

2、性能特點

     精密數控電火花穿孔機可采用圓形細長絲電極或細長扁絲電極，亦可采用異形整體電極加工圓形或各種異形截面微孔。

    機床帶細長絲電極再進給機構，實現加工中電極的伺服進給及損耗補償。為了實現微孔的穩定加工，加工中電極絲可作高頻振動， 以更好地導入加工液和排屑。

    該機床除裝夾工件及更換電極外，整個加工過程可以自動完成。可以自動修整電極，自動找零位，加工過程中可以自動切換工藝參數。加工深度到一定位置后可以自動回退。

    機床采用長電極加工，電極損耗通過再進給機構進行自動補償，電極用完可以自動報訊。

    機床提供開放式孔位編輯功能，用戶可以設置孔號，可以連續群孔加工，也可以任意指定孔號進行加工。

    各電參數可根據工藝要求，進行設置。機床采用工控機控制，彩色液晶顯示各加工狀態、工藝參數和孔號。   

二、精密數控電火花穿孔機的組成及布局

該機床由主機、電控箱及工作液系統組成。電控箱有工控機、電火花微精加工專用高頻脈沖電源、檢測伺服控制單元及機床電氣組成。

三、主機基本結構

精密數控電火花穿孔機主機共設有四軸。工作臺配置X、Y軸，采用滾珠絲杠、滾動導軌，以進口交流伺服電機驅動，完成工件各孔位置的移動，主軸頭配置了Z軸， Z軸為滾輪伺服運動軸，采用細分步進電機，完成加工中細長絲電極的伺服進給，主軸頭上裝有振動器，帶動電極作高頻振動，以利于加工中的排屑；立柱上配置了W軸，W軸為直線運動軸，完成導向器與工件之間高度位置的調整，采用進口交流伺服電機驅動，W軸也可以實現伺服加工。

精密數控電火花穿孔機可配置兩相互垂直的數控分度軸（A、C軸），實現兩軸全數控自動分度, 采用進口交流伺服電機驅動。A軸為擺動軸，擺動范圍為：±90°，C軸為回轉軸，回轉范圍為0°～360°。

精密數控電火花穿孔機主要技術參數：

1．機床尺寸（mm）：1200×1100×1650

2．電氣控制柜尺寸（mm）：620×850×1650

3．工作液系統尺寸（mm）：500×800×800

4．工作臺面高度（mm）：920mm

5．主軸滾輪伺服送絲進給當量：1.3um/步

6．主軸頭行程（W軸）（mm）：200mm

7．工作臺面尺寸（mm）：320×500

8．工作臺行程（mm）：250×320

9．工作液盤尺寸（mm）：400×600

10．導向器與工作臺面最大距離（mm）：200

11．最大加工電流（A）：0.4

12．輸入功率（KW）：1.5

13．輸入方式（V/HZ）：380/50

14．工作液：去離子水或煤油

15．整機重量（Kg）：1500

四、精密數控電火花穿孔機工作液系統

工作液系統采用水電導率自動控制系統，自動對水的電導率進行檢測并進行去離子。系統由自吸泵、節流閥、過濾器、樹脂桶、水電導率檢測控制系統及管路組成，實現加工過程中的外沖液的供液，對加工區進行冷卻和排屑。

加工鈦合金、硬質合金等特殊材料時可能需使用煤油作為工作液。

五、精密數控電火花穿孔機數控系統及控制功能

    1.采用工控機控制，15”彩色顯示器；X、Y、A、C、W軸采用進口松下交流伺服電機及驅動系統半閉環控制。Z軸為細分步進電機伺服控制。

    2.X、Y、A、B軸的點位數控，Z軸、W軸的伺服及位置控制。

    3.采用人機對話及中文操作界面。

    4.電極的自動補償修整，自動找零位，加工到預定深度后自動回退。

    5. 根據工藝要求，加工過程電參數的自動切換。

    6.電極用完報訊。

    7.六軸坐標顯示，加工狀態顯示，加工參數顯示。

    8.可以指定任意孔位加工。

    9．加工過程中，實際加工時間與設定時間偏差超過設定范圍時報警。

   10．可儲存1000種以上的工藝參數。

   11．軟驅和USB接口。

七、精密數控電火花穿孔機高頻電源

為實現精密微孔加工，本機床脈沖電源采用微精加工數字納秒級脈沖電源。

脈沖電源主要技術參數：

脈寬范圍：200ns～1.5ms（驅動級），分檔調節；

脈間范圍：200ns～1.5ms（驅動級），分檔調節；

峰值電流范圍：0. 1A～0.4A，分檔調節；

空載電壓：DC150V。

脈沖電源設有短路切電流保護、伺服自適應控制等功能。

脈沖電源各參數均由計算機實行數字化控制，在加工主頁菜單下可方便自由設定。

八、精密電火花數控穿孔機精度指標

1.        孔的加工精度（孔徑Φ0.2mm厚度≤1.0mm材料1Cr18Ni9Ti）:±0.005mm。

2.        加工表面粗糙度: Ra≤0.6μm

3.        單孔加工時間（孔徑￠0.2mm厚度1.0mm材料1Cr18Ni9Ti）：≤40秒
檢  驗  項  目
 
 允  差（mm）
 
  1．工作臺臺面的平面度
 
         0.020
 
 2．工作臺移動在垂直面內的直線度
 
 橫向0.019  縱向0.017
 
 3．工作臺移動在水平面內的直線度
 
 橫向0.017  縱向0.015
 
 4．工作臺移動對工作臺面的平行度
 
 橫向0.028  縱向0.025
 
 5．工作臺橫向移動對工作臺縱向的垂直度
 
        0.02/250
 
 6．工作臺運動的定位精度
 
 橫向0.020  縱向0.020
 
 7．工作臺運動的重復定位精度
 
        0.012
 
 8．主軸頭上下（W軸）移動的直線度
 
 縱橫兩方向  0.030/200
 
 9．主軸頭上下（W軸）移動對工作臺面的垂直度
 
 縱橫兩方向  0.030/200
 
 10.A、C軸分度精度
 
 5’
 
 11.A、C軸分度重復精度
 
 3’