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2.5轴数控电火花仿铣加工

2.5轴数控电火花仿铣加工 2011年12月10日 来源： [摘要]对2.5轴数控电火花仿铣加工进行了研究，讨论了该工艺的有效性和必要性，并给出了电极轨迹的计算方法和实例。关键词：电火花数控仿铣加工　2.5轴　电极轨迹生成[Abstract] In this paper, a study is made onthe 2.5 axes NC-EDMMILLING. The validity and necessity of the process is discussed. Moreover, the calculating method and example of tool path generation is presented.Keywords: EDMMILLING, 2.5 axes, tool path generation

电火花数控仿铣加工是一种新型的电火花成形加工工艺。这种工艺采用简单形状的工具电极，配合工作台及主轴多坐标数控伺服运动加工零件。具有无宏观切削力。电极制造简单，工艺准备周期短。成本低，易于实现柔性化生产等优点，是实现面向产品零件的电火花成形加工技术的有效途径。　　2.5轴数控电火花成形机床的X、Y、Z三个坐标中，可以任意两个坐标作联动插补运动，第三个坐标作单独的周期进给运动，能够利用简单形状的工具电极，仿铣加工平面轮廓曲线和简单立体曲面。在实际生产中，企业拥有的数控电火花成形机床中2.5轴类型所占的比例较大，但目前这类机床通常仍然采用“拷贝式电火花成形加工”的方法，用于加工平面内腔或简单曲面类零件，设备性能没有得到充分发挥。研究利用2.5轴数控电火花成形机床进行仿铣加工，无疑对于挖掘设备潜力，提高企业效益具有很重要的意义。

1　电极设计

采用电火花仿铣加工工艺的优势之一就是电极的设计与制造极为简单。加工平面轮廓类零件，通常采用圆柱棒电极，如图1（a）所示。加工立体曲面类零件，通常采用球头电极，如图1(b)所示。电火花仿铣加工是非接触式加工，无宏观切削力，因此，对电极的刚度要求不高。对于预加工后余量较小的工件，可直接进行精加工，电极尺寸L、D、R主要根据工件的工艺尺寸确定，在不产生干涉的前提下，应取尽可能小的L值和尽可能大的D(或R)值。

图1　电火花仿铣加工电极

防止产生干涉应遵循以下原则：　　　LHmax+Mmin+Gmax+Bmin　　　Rrmin-Gmax　　　DWmin-2Gmax-T式中　Mmin—电极最小装夹长度；　　　Hmax—工件的最大加工深度；　　　Gmax—电极与工件的最大放电间隙；　　　Bmin—排屑空间最小高度；　　　rmin—加工方向最小曲率半径；　　　Wmin—型腔最窄宽度；　　　T—安全常数（T=2 Gmax）。

2　工件的预加工　　目前，电火花加工的加工速度尚远不能与机械加工的切削速度相比。因此，为了缩短电加工时间，降低电极绝对损耗，有必要对毛坯余量较大的工件在热处理前进行预加工，以使工件在电加工前具有恰当的加工余量。原则上电加工余量在能够保证放电加工正常进行的前提下越小越好。一般来说，电火花仿铣加工的单边余量可取0.1～0.5mm。对于毛坯余量较小或者因形状复杂预加工有困难的工件，也可直接进行电火花仿铣加工。

3　电极运动轨迹的生成

3.1　仿铣加工平面轮廓零件的电极运动轨迹的生成　　对于没有预加工的平面轮廓零件，电火花仿铣加工的典型过程是沿轮廓边界留出加工余量，先用平头圆柱电极用环切或行切法走刀，去除多余的材最后沿轮廓走刀，精加工边界外形，对于预加工后具有恰当加工余量的工件，则直接沿轮廓走刀进行精加工。最后一次精加工清根时，所用圆柱电极的直径D应符合零件图纸的规定。如图2所示。

(a)零件模型

(b)粗加工电极轨迹

(c)精加工电极轨迹

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