數(shù)控線切割機(jī)床應(yīng)用“變脈沖當(dāng)量進(jìn)給”技術(shù)的原理探究
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cfwedm 發(fā)布時間：2013-01-21 16:36:56
數(shù)控線切割機(jī)床應(yīng)用“變脈沖當(dāng)量進(jìn)給”技術(shù)的原理探究
目前已經(jīng)可以在普通電火花線切割機(jī)床上采用“變脈沖當(dāng)量進(jìn)給”技術(shù)，即增加一數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺（甚至轉(zhuǎn)擺工作臺）附件，切割出多種復(fù)雜立體直紋筑面模具和零件曲線切割加工。但為達(dá)到此需要解決以下兩個問題。
1．借助于輔助裝置（擺動一回轉(zhuǎn)工作臺）．根據(jù)它們的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)大范圍內(nèi)的平面和錐度切割。
2. 解決鉬絲在工件不同回轉(zhuǎn)半徑上的“等脈沖當(dāng)量（線位移）進(jìn)給”問題。以保證加工過程的穩(wěn)定和加工的順利進(jìn)行。
而步進(jìn)電機(jī)距角的多級、可變細(xì)分技術(shù)（“變脈沖當(dāng)量（角位移）進(jìn)給”技術(shù)）為實現(xiàn)鉬絲在工件的不同回轉(zhuǎn)半徑上的“等脈沖當(dāng)量（線位移）進(jìn)給”。提供了技術(shù)保證。
下面具體介紹這種技術(shù)在珂基米德螺旋線的展成加工和標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒廓加工中的應(yīng)用：
1.阿基米德螺旋線的展成加工
阿基米德螺旋線是-射線繞一定點作等角速轉(zhuǎn)動的同時，射線上的某一動點、射線作等直線運(yùn)動時，此動點所走的軌跡，如圖三所示.其參數(shù)方程是：
Ρ=a • θ
其中：
a-比例系數(shù)
0一射線轉(zhuǎn)過的角度
ρ一動點到定點曲望離
從阿基米德螺旋線的形成原理可知，它需要有兩個運(yùn)動：一個直線運(yùn)動和一工回轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，借助于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，使工件等速轉(zhuǎn)動的同時，鉬絲在工件半徑方向上作等速直線運(yùn)動，則“刀具”鉬絲在工件上形成的軌連．就是阿基米德螺旋線，這從阿基米德螺旋線形成的原理是不難說明的，因此，轉(zhuǎn)動坐標(biāo)和移動坐標(biāo)只要按斜率為a的直線插補(bǔ)時，加工出的曲線就是阿基來德螺旋線：p—a乳
2.標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒廓加工
漸開線是一直線沿著一圓周作純滾動時，直線上一點所走過的軌跡，如圖四所示。其參數(shù)方程為：
其中：
γ-基翻半徑
θ-展開角
對于漸開線的形成來說，如果我們把參考坐標(biāo)系選在作滾動的直線上，參考原點為圓和直線的切點，亦即直線不動．一圓盤在直線上作純滾動，那么，直線上一定點的圓盤上所走過的軌跡就是漸開線。從這個意義上講，漸開線的形成也要有兩個運(yùn)動，即一個直線運(yùn)動（切點的直線運(yùn)動）和一個回轉(zhuǎn)運(yùn)動．因此，當(dāng)工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時，“刀具”鉬絲仍等逮主線運(yùn)動．并始終直線上一點所走過的軌跡，如圖四所示。其參數(shù)方程式為：
其中：γ—基圓半徑
θ—展開角
對于漸開線的形成來說，如果我們把參考線坐標(biāo)系選在作滾動的直線上，參考原點為圓和直線的切點，亦即：直線不動，一圓盤在直線上作純滾動，那么，直線上一定點的圓盤上所走過的軌跡就是漸開線。從這個意思上講，漸開線的形成也要有兩個運(yùn)動，即一個直線運(yùn)動（切點的直線運(yùn)動）和一個回轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此，當(dāng)工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時，“道具”鉬絲仍等速直線運(yùn)動，并始終保持直線運(yùn)線切割加工動的方向和工件回轉(zhuǎn)中心的距離為一恒值（即基圓半徑γ）“刀具”鉬絲在工件上切割出的形狀就是標(biāo)準(zhǔn)漸開線。所以,直線移動坐標(biāo)和轉(zhuǎn)的坐標(biāo)只要插補(bǔ)斜率為γ的斜線對，加工出的曲線就是基圜為v的標(biāo)準(zhǔn)漸開線．
同理，對于擺線(L=VO)和圓弧內(nèi)外擺線等，都可以采用類似的方法，得以簡單地加工出來。誠然，要使‘變脈沖當(dāng)量進(jìn)給”線切非圓曲線技術(shù)付諸使用，尚需解決實用的有限可變細(xì)分與連續(xù)的無級可變細(xì)分步進(jìn)電機(jī)步距角不能兼顧的矛盾．當(dāng)然，這一問題在技術(shù)上是可以解決的（后續(xù)）．
通過上述表面，采用“變脈沖當(dāng)量進(jìn)給”技術(shù)，在我國常用的數(shù)控線切割機(jī)床上．進(jìn)行了切割非圓曲線的應(yīng)用研究．實際切割表明，“變脈沖當(dāng)量進(jìn)給”技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控線切割機(jī)床后?？梢越鉀Q空載快速接近、短路快速回退與切割時小步距進(jìn)給不能兼顧的矛盾．可以解決直紋復(fù)雜曲面線切割加工時，鉬絲在工件不同回轉(zhuǎn)半徑處的線位移脈沖當(dāng)量不等、甚至由于工件回轉(zhuǎn)半徑過大（即相應(yīng)位移脈沖當(dāng)量過大）線切割加工無法穩(wěn)定加工的問題，有效地擴(kuò)大了線切割機(jī)的應(yīng)用范圍。
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