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数控线切割机床应用“变脉冲当量进给”技术的原理探究
发布者：cfwedm 发布时间：2013-01-21 16:38:53
数控线切割机床应用“变脉冲当量进给”技术的原理探究
目前已经可以在普通电火花线切割机床上采用“变脉冲当量进给”技术，即增加一数控回转工作台（甚至转摆工作台）附件，切割出多种复杂立体直纹筑面模具和零件曲线切割加工。但为达到此需要解决以下两个问题。
1．借助于辅助装置（摆动一回转工作台）．根据它们的数学模型，实现大范围内的平面和锥度切割。
2. 解决钼丝在工件不同回转半径上的“等脉冲当量（线位移）进给”问题。以保证加工过程的稳定和加工的顺利进行。
而步进电机距角的多级、可变细分技术（“变脉冲当量（角位移）进给”技术）为实现钼丝在工件的不同回转半径上的“等脉冲当量（线位移）进给”。提供了技术保证。
下面具体介绍这种技术在珂基米德螺旋线的展成加工和标准渐开线齿廓加工中的应用：
1.阿基米德螺旋线的展成加工
阿基米德螺旋线是-射线绕一定点作等角速转动的同时，射线上的某一动点、射线作等直线运动时，此动点所走的轨迹，如图三所示.其参数方程是：
Ρ=a • θ
其中：
a-比例系数
0一射线转过的角度
ρ一动点到定点曲望离
从阿基米德螺旋线的形成原理可知，它需要有两个运动：一个直线运动和一工回转运动，因此，借助于数控回转工作台，使工件等速转动的同时，钼丝在工件半径方向上作等速直线运动，则“刀具”钼丝在工件上形成的轨连．就是阿基米德螺旋线，这从阿基米德螺旋线形成的原理是不难说明的，因此，转动坐标和移动坐标只要按斜率为a的直线插补时，加工出的曲线就是阿基来德螺旋线：p—a乳
2.标准渐开线齿廓加工
渐开线是一直线沿着一圆周作纯滚动时，直线上一点所走过的轨迹，如图四所示。其参数方程为：
其中：
γ-基翻半径
θ-展开角
对于渐开线的形成来说，如果我们把参考坐标系选在作滚动的直线上，参考原点为圆和直线的切点，亦即直线不动．一圆盘在直线上作纯滚动，那么，直线上一定点的圆盘上所走过的轨迹就是渐开线。从这个意义上讲，渐开线的形成也要有两个运动，即一个直线运动（切点的直线运动）和一个回转运动．因此，当工件作回转运动的同时，“刀具”钼丝仍等逮主线运动．并始终直线上一点所走过的轨迹，如图四所示。其参数方程式为：
其中：γ—基圆半径
θ—展开角
对于渐开线的形成来说，如果我们把参考线坐标系选在作滚动的直线上，参考原点为圆和直线的切点，亦即：直线不动，一圆盘在直线上作纯滚动，那么，直线上一定点的圆盘上所走过的轨迹就是渐开线。从这个意思上讲，渐开线的形成也要有两个运动，即一个直线运动（切点的直线运动）和一个回转运动。因此，当工件作回转运动的同时，“道具”钼丝仍等速直线运动，并始终保持直线运线切割加工动的方向和工件回转中心的距离为一恒值（即基圆半径γ）“刀具”钼丝在工件上切割出的形状就是标准渐开线。所以,直线移动坐标和转的坐标只要插补斜率为γ的斜线对，加工出的曲线就是基圜为v的标准渐开线．
同理，对于摆线(L=VO)和圆弧内外摆线等，都可以采用类似的方法，得以简单地加工出来。诚然，要使‘变脉冲当量进给”线切非圆曲线技术付诸使用，尚需解决实用的有限可变细分与连续的无级可变细分步进电机步距角不能兼顾的矛盾．当然，这一问题在技术上是可以解决的（后续）．
通过上述表面，采用“变脉冲当量进给”技术，在我国常用的数控线切割机床上．进行了切割非圆曲线的应用研究．实际切割表明，“变脉冲当量进给”技术应用在数控线切割机床后。可以解决空载快速接近、短路快速回退与切割时小步距进给不能兼顾的矛盾．可以解决直纹复杂曲面线切割加工时，钼丝在工件不同回转半径处的线位移脉冲当量不等、甚至由于工件回转半径过大（即相应位移脉冲当量过大）线切割加工无法稳定加工的问题，有效地扩大了线切割机的应用范围。
目前已经可以在普通电火花线切割机床上采用“变脉冲当量进给”技术，即增加一数控回转工作台（甚至转摆工作台）附件，切割出多种复杂立体直纹筑面模具和零件曲线切割加工。但为达到此需要解决以下两个问题。
1．借助于辅助装置（摆动一回转工作台）．根据它们的数学模型，实现大范围内的平面和锥度切割。
2. 解决钼丝在工件不同回转半径上的“等脉冲当量（线位移）进给”问题。以保证加工过程的稳定和加工的顺利进行。
而步进电机距角的多级、可变细分技术（“变脉冲当量（角位移）进给”技术）为实现钼丝在工件的不同回转半径上的“等脉冲当量（线位移）进给”。提供了技术保证。
下面具体介绍这种技术在珂基米德螺旋线的展成加工和标准渐开线齿廓加工中的应用：
1.阿基米德螺旋线的展成加工
阿基米德螺旋线是-射线绕一定点作等角速转动的同时，射线上的某一动点、射线作等直线运动时，此动点所走的轨迹，如图三所示.其参数方程是：
Ρ=a • θ
其中：
a-比例系数
0一射线转过的角度
ρ一动点到定点曲望离
从阿基米德螺旋线的形成原理可知，它需要有两个运动：一个直线运动和一工回转运动，因此，借助于数控回转工作台，使工件等速转动的同时，钼丝在工件半径方向上作等速直线运动，则“刀具”钼丝在工件上形成的轨连．就是阿基米德螺旋线，这从阿基米德螺旋线形成的原理是不难说明的，因此，转动坐标和移动坐标只要按斜率为a的直线插补时，加工出的曲线就是阿基来德螺旋线：p—a乳
2.标准渐开线齿廓加工
渐开线是一直线沿着一圆周作纯滚动时，直线上一点所走过的轨迹，如图四所示。其参数方程为：
其中：
γ-基翻半径
θ-展开角
对于渐开线的形成来说，如果我们把参考坐标系选在作滚动的直线上，参考原点为圆和直线的切点，亦即直线不动．一圆盘在直线上作纯滚动，那么，直线上一定点的圆盘上所走过的轨迹就是渐开线。从这个意义上讲，渐开线的形成也要有两个运动，即一个直线运动（切点的直线运动）和一个回转运动．因此，当工件作回转运动的同时，“刀具”钼丝仍等逮主线运动．并始终直线上一点所走过的轨迹，如图四所示。其参数方程式为：
其中：γ—基圆半径
θ—展开角
对于渐开线的形成来说，如果我们把参考线坐标系选在作滚动的直线上，参考原点为圆和直线的切点，亦即：直线不动，一圆盘在直线上作纯滚动，那么，直线上一定点的圆盘上所走过的轨迹就是渐开线。从这个意思上讲，渐开线的形成也要有两个运动，即一个直线运动（切点的直线运动）和一个回转运动。因此，当工件作回转运动的同时，“道具”钼丝仍等速直线运动，并始终保持直线运线切割加工动的方向和工件回转中心的距离为一恒值（即基圆半径γ）“刀具”钼丝在工件上切割出的形状就是标准渐开线。所以,直线移动坐标和转的坐标只要插补斜率为γ的斜线对，加工出的曲线就是基圜为v的标准渐开线．
同理，对于摆线(L=VO)和圆弧内外摆线等，都可以采用类似的方法，得以简单地加工出来。诚然，要使‘变脉冲当量进给”线切非圆曲线技术付诸使用，尚需解决实用的有限可变细分与连续的无级可变细分步进电机步距角不能兼顾的矛盾．当然，这一问题在技术上是可以解决的（后续）．
通过上述表面，采用“变脉冲当量进给”技术，在我国常用的数控线切割机床上．进行了切割非圆曲线的应用研究．实际切割表明，“变脉冲当量进给”技术应用在数控线切割机床后。可以解决空载快速接近、短路快速回退与切割时小步距进给不能兼顾的矛盾．可以解决直纹复杂曲面线切割加工时，钼丝在工件不同回转半径处的线位移脉冲当量不等、甚至由于工件回转半径过大（即相应位移脉冲当量过大）线切割加工无法稳定加工的问题，有效地扩大了线切割机的应用范围。
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