一、实训目的及要求

1.掌握电火花加工的基本原理。

2.熟悉电火花线切割及电火花成型加工的操作方法及机床构造。

3.了解电火花加工的特点及应用范围。

4. 能够独立设计数控电火花线切割图形,并切割成型。

5.掌握数控电火花成型机的编程方法。

6.了解激光产生的原理。

7.掌握激光加工的特点。

8.明白激光切割机床的操作方法。

9.掌握快速成型技术的原理及分类。

10.明白FDM需要设计辅助支撑的原因。

11.能够进行简单的三维模型设计及加工。

 

授课主要内容

 

工训时间为1周的训练内容

 

一、指导老师讲解:电火花加工的基础知识

A、1.数控电火花加工的安全操作规程。

2.讲解数控电火花机床的构造组成:机床主机部分、工作液系统、脉冲电源、数控装置

3.掌握数控电火花线切割全会编程软件。

B、开机步骤

(1)机床电源。(2)紧急停止开关( 3 )启动按钮。

C、数控电火花加工课程基础要点

1.数控电火花加工原理

2数控电火花加工必备条件

3. 数控电火花加工特点

4.数控电火花加工应用范围

D、观看电火花加工的现象及过程,明确电火花工作液的作用,了解特种加工的加工方式与传统加工方式的不同。

E、实践部分:

按照所给的简单的图形,学生能独立完成线切割操作(老师全过程指导)

 

工训时间为2周的训练内容(一部分同上)

 

二、指导老师讲解:电火花加工的操作

A 、实践阶段

    1. 根据所讲的全会编程软件独立把自己设计的简单图形用线切割机床切割出来。

    2. 熟悉电火花成型的对零过程及简单的加工。

B、 总结以上所学知识,归纳特种加工与传统加工方式的区别,掌握所用设备的基本维护保养知识。

C、实践部分

1、按照所给复杂图形,独立完成线切割操作,并在老师的指导下,完成设备的基本的维护保养工作。

2、依据各人喜好,设计加工各种小工艺品

 

               工训时间为3周的训练内容(一、二部分同上)

 

三、指导老师讲解:快速成型的基本知识

A、掌握快速成型技术的原理及分类。

    1.原理:离散—叠加原理。

    2.分类:SLA、FDM、SLS、LOM。

B、明白FDM需要设计辅助支撑的原因。

    FDM成形中,每一个层片都是在上一层上堆积而成,上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随着高度的增加,层片轮廓的面积和形状都会发生变化,当形状发生较大的变化时,上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用,这就需要设计一些辅助结构-“支撑”,以保证成形过程的顺利实现。

C、实践部分

1、能够进行简单的三维模型设计及加工。

2、按要求,用快走丝线切割设备加工出相应的零件。

3、学生可以依据各人喜好,设计加工各种小工艺品

 

工训时间为4周的训练内容(一~三部分同上)

 

四、指导老师讲解慢走丝及激光加工的基本知识

A、了解激光产生的原理。

   是一种重要的高能束加工方法,它是利用材料在激光聚焦照射下瞬时急剧熔化和气化,并产生很强的冲击波,使被熔化的物质爆炸式地喷溅来实现材料去除的加工技术。

由于激光具有四个极为重要的特性,经聚焦后,光斑直径仅为几微米,能量密度高达107~1011W/cm2,能产生104C°以上的高温。因此,激光能在千分之几秒甚至更短的时间内熔化、气化任何材料。

激光加工的物理过程大致可分为光能的吸收及能量转化、材料的无损加热、材料熔化、气化及溅出、作用终止及加工区冷凝等几个连续阶段。

B、掌握激光加工的特点。

    1.适应性强。激光加工的功率密度高,几乎能加工任何材料,如各种金属、 陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。

    2.加工精度高。激光束可聚焦成微米级的光斑(理论上直径可小于1um)适合精密微细加工。

    3.加工质量好。激光加工能量密度高,热作用时间很短,整个加工区几乎不受热的影响,工件热变形极小,故可加工对热冲击敏感的材料。

    4.加工速度快效率高。激光打孔只需0.01s,切割比常规方法提高效率8~20倍,激光焊接可提高效率30倍,微调薄膜电阻可提高1000倍,提高精度1~2数量级。

    5.容易实现自动化加工。激光束传输方便,易于控制,便于与机器人、自动检测、计算机数字控制等先进技术相结合。

    6.通用性强。用一台激光器改变不同的导光系统,可以处理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当的加工条件,用同一台装置进行切割、打孔、焊接和表面处理等多种加工。

    7.节能。节材激光束的能量利用率为常规热加工工艺的10~1000倍,激光切割可以节省材料15%~30%。

    8.激光可通过光学透明介质(玻璃、空气、惰性气体和某些液体)对工件进行加工。

激光加工是一种瞬时、局部的熔化和气化加工,影响因素多。因此,微细加工时的重复加工精度和表面粗糙度不易保证。此外对具有高热传导率材料的加工较困难。

C、激光加工的基本设备

激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统和机械系统等四大部分。近代将激光技术与计算机控制结合,组成柔性激光制造系统。此系统可控制全部激光输出参数和光学调整量以及正确迅速的控制工作台位置,对不同的产品只更换软件,从而大提高了激光加工的效率、精度以及产品更换的适应性。

D、数控电火花慢走丝线切割与快走丝线切割的区别

    1.所用丝线种类不同(钼丝跟铜丝)

2.加工液种类不同(乳化液跟去离子水)

3.加工精度不同

慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式,即线电极在运动过程中完成加工,因此即使线电极发生损耗,也能连续地予以补充,故能提高零件加工精度。

慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通常可达到Ra=0.8μm及以上,且慢走丝线切割机的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝线切割机好很多,所以在加工高精度零件时,慢走丝线切割机得到了广泛的应用。

4.放电间隙不同

慢走丝加工时在线电极与工件之间存在的疏松接触式轻压放电现象。当柔性电极丝与工件接近到通常认为的放电间隙(例如8~10μm)时,并不发生火花放电,甚至当电极丝已接触到工件,从显微镜中已看不到间隙时,也常常看不到火花,只有当工件将电极丝顶弯并偏移一定距离(几微米到几十微米)时才发生正常的火花放电。此时线电极每进给1μm,放电间隙并不减少1μm,而是电极丝增加一点线间张力,工件则增加一点侧向压力,显然,只有电极丝和工件之间保持一定的轻微接触压力后才能形成火花放电。据此认为在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质,当电极丝和工件接触时因其在不停运动,移动摩擦使该绝缘薄膜介质减薄到可被击穿的程度才会发生火花放电。

E、实践部分

1、个别同学进行激光加工的简单操作。

2、个别同学进行慢走丝线切割的简单操作。

3、掌握快走丝线切割设备的熟练使用,并能按要求进行加工工件。

4、依据各人喜欢,设计加工各种小工艺品。