多轴数控电火花成形加工机床

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2019-04-10
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数控刀片冲头模具对表面质量求非常高,要求均匀一致,无明显缺陷,刃口锋利。另外这类模具上很多加工面具有复杂的花纹,对加工后的面型精度要求也非常高,达到3μm。因此,加工时,要求参数合理,放电能量控制精准,要求伺服间隙控制稳定,加工过程不能出现异常放电。

北京机床所精密机电有限公司(以下简称:北京精密)在2019年4月15~20日举办的CIMT 2019展会上推出最新产品AUTOFORM35多轴数控电火花成形加工机床,此款产品是北京精密为了满足用户日益增长的多轴数控电加工成形加工机床的需求,在国家重大专项的支持下,历经5年时间研发成功的最新产品。

为了面型精度,不能采用摇动加工,必须通过多电极的非摇动的方式进行加工
为了面型精度,不能采用摇动加工,必须通过多电极的非摇动的方式进行加工

AUTOFORM35机床为四轴配置(X、Y、Z和C),采用一体化设计,简洁美观。行程为350mm×250mm×270mm,定位精度0.003mm,重复定位0.002mm,主轴高采用刚性设计以确保主轴高速抬刀平稳运行,其精度和行程可满足大部分中小型模具和零件的精密加工。机床搭载了新一代节能型脉冲电源,电源加工性能优良,可实现模具钢Ra0.06μm、硬质合金Ra0.16μm的高表面质量加工。

机床数控系统为国家重大专项成果,采用业界先进的SSB3工业现场总线技术,最大可实现6轴联动控制,系统采用高速高精运动控制算法以实现放电间隙、智能抬刀、精确逆向回退与平动加工的精准控制。凭借多年加工工艺积累,北京精密为新机床研制了全新的专家系统和人机交互接口,使机床具有良好的易操控性和易维护性。通过新电源、新工艺、新系统的综合应用,AUTOFORM35机床在数控刀具模具、软磁材料模具加工领域实现了高速、高精与高质量加工,加工性能到达国外同类机床水平,受到用户的好评,将成为国产机床优秀产品的代表。

数控刀片冲头模具对表面质量求非常高,要求均匀一致,无明显缺陷,刃口锋利。另外这类模具上很多加工面具有复杂的花纹,对加工后的面型精度要求也非常高,达到3μm。因此,加工时,要求参数合理,放电能量控制精准,要求伺服间隙控制稳定,加工过程不能出现异常放电。为了面型精度,不能采用摇动加工,必须通过多电极的非摇动的方式进行加工。

夹具及量具采用了初始套装3R-628.28-S、基准座3R-610.21-S、定位心轴3R-606及基准测球3R-656.31-3P。装夹方法为工件和电极都使用3R基准加工并安装在机床上;基准测球装夹在主轴的3R基准上,定位心轴装夹在工作台的3R基准上;使用机床外形找中功能,找到工作台上3R基准的中心;依次将3个电极安装在工作台的3R基准上,使用基准测球测量电极中心点的高度,记录并计算中加工电极和粗加工电极,精加工电极与中加工电极的高度差,在更换电极时,使用刀具补偿功能调整偏移量。同时,其测量标准为重复测量中心误差1μm以内;供油方式采用的是浸没加内孔下冲油。对于方案的简述为第一个粗加工,第二个半精加工,第三个精加工。加工参数选择中粗加工采用效率优先,精加工采用抛光功能。

此方案的总加工时间为上模2h加48min,下模2h加39min,表面粗糙度为Ra0.28μm,面形精度2μm,表面均匀一致,刃口锋利,无缺陷。试验结果表明,AUTOFORM35机床综合加工效率与外国某知名公司设备(约2h加30min)加工效率相当,加工后的表面质量、电极损耗和加工效率与其相当。另外,AUTOFORM35机床对电极的制造无特殊要求,延用某刀具公司现有标准制造的电极就可完成整套模具的加工。

软磁材料模具模体加工的工件材料为硬质合金,加工深度较大,要求加工面均匀一致,无明显缺陷,电加工面与线切割加工面要求衔接平滑,且不损伤线切割面,另外对加工效率要求较高。夹具及量具采用基准测球3R-656.31-3P,装夹方法为用压板将工件压在工作台上,电极使用夹板装夹在主轴头上。

使用千分表将工件上表面沿X向和Y向分别找正,将工件线切割平面沿X向找正;使用千分表将电极底面沿X向和Y向分别找正,将电极侧面沿X向找正;借助两个基准测球,使用机床外形找中功能将电极中心与工件中心重合;借助两个基准测球,使用端面找正功能,使不同电极间的Z向加工起始点重合。测量标准为借助两个测量基准球进行多次重复测量,中心与端面误差≤2μm,供油方式为内孔下冲油,对于方案的简述为第一个和第二个电极粗加工,第三个半精(中)加工,第四个精加工。加工参数选择了中粗加工采用效率优先,精加工采用抛光功能,

此方案的总加工时间为7h+4min,表面粗糙度为Ra0.29μm,位置精度为5μm。加工质量和效率符合用户要求。试验结果表明搭载了新一代节能型电源和源于国家重大专项成果的EDM专用数控系统的AUTOFORM40机床的综合加工效率有大幅提升,表面质量也有较大提升。与公司原有机床GW735机床(约18~20h,表面粗糙度为Ra0.4μm)相比,加工效率提高了近两倍,粗糙度也有较大降低,电极损耗也无明显变化。

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