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中走絲線切割
點(diǎn)擊次數(shù):2243次    發(fā)布時(shí)間:2016/9/26


基本簡(jiǎn)介

       值得注意的是,經(jīng)過近幾年的推廣與普及,國(guó)內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)高速走絲電火花線切割機(jī)床的廠家都在生產(chǎn)及銷售中走絲,但最終表明不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)都能進(jìn)行多次切割,或者說不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)采用多次切割技術(shù)后都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項(xiàng)綜合性的技術(shù),它涉及到機(jī)床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝問題,并不是簡(jiǎn)單地在高速走絲機(jī)上加上一套運(yùn)絲變頻調(diào)速系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)的,只有那些制造精度高,并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)才能進(jìn)行多次切割和無條紋切割,并獲得顯著的工藝效果。中斯特技術(shù)中,因此我們的生產(chǎn)企業(yè)必須充分注意到這個(gè)問題,一定要按系統(tǒng)工程來做,真正把這一技術(shù)用好,把這一產(chǎn)品做好。如目前已有一些企業(yè)為進(jìn)一步提高機(jī)床本體精度,X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)采用了直流或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)單元直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠,同時(shí)采用了帶螺距補(bǔ)償功能的全閉環(huán)控制,可以利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的定位精度誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正。在保證精度的前提下,減小因長(zhǎng)期使用而導(dǎo)致的加工精度下降,延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。運(yùn)絲系統(tǒng)方面采用特殊(大多數(shù)采用金剛石)電極絲保持器,保持電極絲的相對(duì)穩(wěn)定,減小加工過程中電極絲的張力變化。冷卻系統(tǒng)方面改變常用的粗放冷卻方式,采取多級(jí)過濾并對(duì)介電常數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)加以控制,確保精加工的順利進(jìn)行?刂栖浖矫嫣峁╅_放的加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫,可以根據(jù)材料的質(zhì)地、厚度、粗糙度等條件選擇對(duì)應(yīng)的加工參數(shù)。相信經(jīng)過我們的努力,多次切割技術(shù)將會(huì)更加完善,往復(fù)走絲電火花線切割加工技術(shù)也將得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。

加工原理

       它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件, 例如模具的凸模、凹模。它是在電火花穿孔、成形加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它不僅使電火花加工的應(yīng)用得到了發(fā)展,而且某些方面已取代了電火花穿孔、成形加工。線切割機(jī)床已占電火花機(jī)床的大半。

中走絲線切其工作原理: 繞在運(yùn)絲筒上的電極絲沿運(yùn)絲筒的回轉(zhuǎn)方向以一定的速度移動(dòng),裝在機(jī)床工作臺(tái)上的工件由工作臺(tái)按預(yù)定控制軌跡相對(duì)與電極絲做成型運(yùn)動(dòng)。脈沖電源的一極接工件,另一極接電極絲。在工件與電極絲之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液,電極之間的火花放電蝕出一定的縫隙,連續(xù)不斷的脈沖放電就切出了所需形狀和尺寸的工件。 中斯特技術(shù)在這里指出,“中走絲”電火花線切割機(jī)比快走絲電火花線切割雖加工質(zhì)量有明顯提高,但它仍然屬于高速走絲電火花線切割機(jī)的范疇,切割精度和光潔度仍與低速走絲機(jī)存在較大差距,且精度和光潔度的保持性也需要進(jìn)一步提高!爸凶呓z機(jī)”具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低以及使用消耗少等特點(diǎn),因此也有其生存的空間,目前執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)仍然是高速走絲機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),因此生產(chǎn)企業(yè)在對(duì)用戶的宣傳上要注意,一定要實(shí)事求是。

加工條件

中走絲線切割加工能正常運(yùn)行,技術(shù)指出必須具備下列條件:

1. 鉬絲與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙,間隙的寬度由工作電壓、加工量等加工條件而定。

2. 電火花線切割機(jī)床加工時(shí),必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行,如煤油、皂化油、去離子水等,要求教高絕緣性是為了利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電,液體介質(zhì)還有排除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物和冷卻電極作用。鉬絲和工件被加工表面之間保持一定間隙,如果間隙過大,極間電壓不能擊穿極間介質(zhì),則不能產(chǎn)生電火花放電;如果間隙過小,則容易形成短路連接,也不能產(chǎn)生電火花放電。

3. 必須采用脈沖電源,即火花放電必須是脈沖性、間歇性,圖1中ti為脈沖寬度、to為脈沖間隔、tp為脈沖周期。在脈沖間隔內(nèi),使間隙介質(zhì)消除電離,使下一個(gè)脈沖能在兩極間擊穿放電。

器件組成

中走絲線切割機(jī)床組成

1.機(jī)床主體:床身、絲架、走絲機(jī)構(gòu)、X—Y數(shù)控工作臺(tái)

2.工作液系統(tǒng)

3. 高頻電源:產(chǎn)生高頻矩形脈沖,脈沖信號(hào)的幅值、脈沖寬度可以根據(jù)不同工作狀況調(diào)節(jié)。

4. 數(shù)控和伺服系統(tǒng)

主要應(yīng)用

中走絲線切割加工的應(yīng)用

1.廣泛應(yīng)用于加工各種沖模。

2.可以加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件

3.加工樣板和成型刀具。

4.加工粉末冶金模、鑲拼型腔模、拉絲模、波紋板成型模

5.加工硬質(zhì)材料、切割薄片,切割貴重金屬材料。

6.加工凸輪,特殊的齒輪。

7.適合于小批量、多品種零件的加工,減少模具制作費(fèi)用,縮短生產(chǎn)周期

開環(huán)控制

       中走絲線切割開環(huán)控制(Open -loop control system )指調(diào)節(jié)系統(tǒng)不接受反饋的控制,只控制輸出,不計(jì)后果的控制。又稱為無反饋控制系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床中由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線路組成。數(shù)控裝置根據(jù)輸入指令,經(jīng)過運(yùn)算發(fā)出脈沖指令給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線路,從而驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)一定距離。這種伺服系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,工作穩(wěn)定,容易掌握使用,但精度和速度的提高受到限制。所以一般僅用于可以不考慮外界影響,或慣性小,或精度要求不高的一些經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。

閉環(huán)控制

       中走絲線切割閉環(huán)控制(closed-loop control system)則是由信號(hào)正向通路和反饋通路構(gòu)成閉合回路的自動(dòng)控制系統(tǒng),又稱反饋控制系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床中由伺服電動(dòng)機(jī)、比較線路、伺服放大線路、速度檢測(cè)器和安裝在工作臺(tái)上的位置檢測(cè)器組成。這種系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)實(shí)際位移量進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并與指令值進(jìn)行比較,用差值進(jìn)行控制。這種系統(tǒng)定位精度高,但系統(tǒng)復(fù)雜,調(diào)試和維修困難,價(jià)格較貴,主要用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。

半閉環(huán)控制

       中走絲線切割半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理和閉環(huán)伺服系統(tǒng)相似,只是位置檢測(cè)器不是安裝在工作臺(tái)上,而是安裝在伺服電動(dòng)機(jī)的軸上。這種伺服系統(tǒng)所能達(dá)以的精度、速度和動(dòng)太特性優(yōu)于開環(huán)伺服系統(tǒng),其復(fù)雜性和成本低于閉環(huán)伺系統(tǒng),主要用于大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床。

參數(shù)設(shè)置

中走絲線切割機(jī)床多次切割工藝參數(shù)設(shè)置

中斯特技術(shù)說明第一次切割任務(wù)是高速穩(wěn)定切割

⑴脈沖參數(shù):選用高峰值電流,較長(zhǎng)脈寬的規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行大電流切割,以獲得較高的切割速度。

⑵電極絲中心軌跡的補(bǔ)償量小:

f = 1/2φd +δ+ △ + S式中,f為補(bǔ)償量(mm);δ為第一次切割時(shí)的放電間隙(mm);φd為電極絲直徑(mm);△為留給第二次切割的加工余量(mm); S為精修余量(mm)。在高峰值電流粗規(guī)準(zhǔn)切割時(shí),單邊放電間隙大約為 0.02mm;精修余量甚微,一般只有0.003mm。而加工余量△則取決于第一次切割后的加工表面粗糙度及機(jī)床精度,大約在0.03~0.04mm范圍內(nèi)。這樣,第一次切割的補(bǔ)償量應(yīng)在0.05~0.06mm之間,選大了會(huì)影響第二次切割的速度,選小了又難于消除第一次切割的痕跡。

⑶走絲方式:采用高速走絲,走絲速度為8~12m/s,達(dá)到最大加工效率。

第二次切割的任務(wù)是精修,保證加工尺寸精度 。

⑴脈沖參數(shù):選用中等規(guī)準(zhǔn),使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4~1.7μm之間。

⑵補(bǔ)償量f:由于第二次切割是精修,此時(shí)放電間隙較小,δ不到0.01mm,而第三次切割所需的加工 質(zhì)量甚微,只有幾微米,二者加起來約為0.01mm。所以,第二次切割的補(bǔ)償量f約為1/2d+0.01mm即可。

⑶走絲方式:為了達(dá)到精修的目的,通常采用低速走絲方式,走絲速度為1~3m/s,并對(duì)跟蹤進(jìn)給速度限止在一定范圍內(nèi),以消除往返切割條紋,并獲得所需的加工尺寸精度。

第三次切割的任務(wù)是拋磨修光 。

⑴脈沖參數(shù):用最小脈寬進(jìn)行修光,而峰值電流隨加工表面質(zhì)量要求而異。

⑵補(bǔ)償量f:理論上是電極絲的半徑加上0.003mm的放電間隙,實(shí)際上精修過程是一種電火花磨削,加工量甚微,不會(huì)改變工件的尺寸大小。所以,僅用電極的半徑作補(bǔ)償量也能獲得理想效果。

⑶走絲方式:像第二次切割那樣采用低速走絲限速進(jìn)給即可

加工處理

中走絲線切割多次切割加工中工件余留部位的處理

       中斯特技術(shù)在調(diào)查中,得出隨著世界范圍內(nèi)模具工業(yè)新技術(shù)、新材料和新工藝的發(fā)展,為了增強(qiáng)模具的耐磨性,人們廣泛使用各種高強(qiáng)度、高硬度和高韌性的模具材料,這對(duì)提高模具的使用壽命極為有利,但它給電火花線切割工件余留部位加工后所帶來的技術(shù)處理造成不便。來處理工件余留部位的加工問題,這樣才能保證工件余留部位的表面質(zhì)量和表面精度。特別是在塑料模、精密多工位級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)加工過程中,能保證得到良好的尺寸精度,直接影響模具的裝配精度、零件的精度以及模具的使用壽命等。由于加工工件精度要求高,因此在加工過程中若有一點(diǎn)疏忽,就會(huì)造成工件報(bào)廢,同時(shí)也會(huì)給模具的制造成本和加工周期帶來負(fù)面影響。對(duì)于高硬度、高精度和高復(fù)雜度、且加工表面為非平面的小工件來說,采用多次切割加工的方法處理工件余留部位的切割任務(wù)顯得更為重要。

處理方法

       對(duì)于線切割工件余留部位切割的多次加工,首先必須解決被加工工件的導(dǎo)電問題,因?yàn)樵诟呔染切割加工中,線電極的行走路線可能需要沿加工軌跡往復(fù)行走多次,才能保證被加工工件具有較高表面粗糙度和表面精度,這時(shí)線切割加工是靠工件余留部位起到導(dǎo)電作用以保障電加工正常進(jìn)行。但在進(jìn)行工件余留部位的切割加工時(shí),若第一次切割即切下工件余留部位,將會(huì)導(dǎo)致被切割部分與母體分離,以致導(dǎo)電回路中斷,無法進(jìn)行繼續(xù)加工,所以從線切割加工的條件性和延續(xù)性考慮,必須使工件余留部位即便在多次切割的情況下也能保持與母體之間正常導(dǎo)電的要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,操作工人力圖營(yíng)造人為環(huán)境和條件來滿足導(dǎo)電要求,即當(dāng)工作人員在操作電火花線切割機(jī)遇到切割工件余留部位時(shí),可采用在被切割部分和母體之間粘銅片和在切割間隙中塞銅片的處理方法來造成人為的定位條件和導(dǎo)電條件,使是火花加工得以繼續(xù)進(jìn)行,其具體做法與技巧如下:

做法技巧

在被切割部分與母體材料之間粘貼連接銅片

其目的是使工件余留部分在切割時(shí)與母體材料相連固定,保證線切割有良好的定位條件,從而保障工件有優(yōu)異的加工質(zhì)量,這可依照以下步驟進(jìn)行:

①首先根據(jù)加工工件的大小把薄銅片(厚度根據(jù)線電極情況和加工部位形狀而定)剪成長(zhǎng)條形,然后折疊,井保證折疊部分一長(zhǎng)一短。

②然后把銅片折疊的彎曲部分用小手錘錘平,并用什錦銼修理成楔形;

③再把經(jīng)以上處理的銅片塞到線電極加工所形成的縫隙里,同時(shí)在工件該部分的表面滴上502膠水(即環(huán)氧樹脂瞬時(shí)快干膠)。由于切割時(shí),電火花線切割機(jī)沖水使工件所受壓力較大,若單純用銅片塞緊來保證導(dǎo)電和固定,容易產(chǎn)生以下問題:(a)銅片塞得太松,擔(dān)心固定不可靠、導(dǎo)電不穩(wěn)定;(b)銅片塞得太緊,又擔(dān)心損傷工件表面、破壞形位公差,所以采用502膠水來保證被切割部分與母體材料固定;

④在將銅片塞進(jìn)加工部位時(shí),應(yīng)注意是:用502膠水粘貼連接銅片時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離工件余留部件處,以免502膠水滲到,造成絕緣。此外粘貼連接銅片的位置應(yīng)考慮對(duì)稱分布,且應(yīng)保證同時(shí)塞緊,避免工件發(fā)生偏移,以致影響工件加工質(zhì)量。保證被切割工件余留部位形狀的正確性和精度的可靠性。

在被切割部分與母體材料之間填充導(dǎo)電銅片

      把經(jīng)折疊、剪齊、錘平和修銼的薄銅片填充在線電極加工形成的縫隙里,并使銅片和縫隙壁緊密貼合。填充此銅片的目的是為了導(dǎo)電,因?yàn)榍懊嬲迟N連接銅片時(shí)用了502膠水,而502膠水是不導(dǎo)電的。為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電要求,故采用填充導(dǎo)電銅片的方法,填充導(dǎo)電銅片時(shí)同樣應(yīng)注意銅片的對(duì)稱布置以及銅片應(yīng)同時(shí)加緊,并且不能塞得過緊以免劃傷工件的表面。不管是粘貼連接銅片還是填充導(dǎo)電銅縫隙的形狀。都應(yīng)該把小銅片制成圓弧形,而且還應(yīng)該用金相砂布打磨被錘過的銅片表面,以保證銅片表面光滑以避免劃傷工件已加工過的表面。

       在采用電火花線切割機(jī)加工高硬度、高精度和高復(fù)雜度的小型工件時(shí),按照上述方法和步驟進(jìn)行線切割加工中工件余留部位的精密切割,是一種行之有效的方法,它所提出的步驟和技巧,經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便、實(shí)用可行,從而為改善和提高精密線切割加工的質(zhì)量和效率探索出新的途徑。

控制系統(tǒng)

1 、選用工業(yè)PC機(jī),安全性能符合UL/CSA/TUV要求,具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力。

2 、自動(dòng)編程與加工控制一體化同時(shí)輸入代碼。

3 、后臺(tái)編程功能,有效減少輔助時(shí)間。

4 、全數(shù)字化控制,良好的自適應(yīng)性。

5 、三維立體造型加工軌跡顯示。

6 、四軸聯(lián)動(dòng),上下異形面加工。

7 、脈沖電源波形顯示。

8 、全繪圖式編程,功能強(qiáng)大。

9 、可與AUTOCAD.DXF文件直接通訊。

10 、配備PIXIEⅡ智能高頻電源系統(tǒng)。

其它相關(guān)

線切割加工屑粘附在鉬絲上的解決方法

當(dāng)電火花線切割機(jī)床加工中遇到工件放電后的加工屑粘附在鉬絲上,解決加工屑粘附到鉬絲上的問題,可從改善間隙冷卻條件和放電柱對(duì)放電點(diǎn)施加的壓力來著手,可采取以下措施:

工作液的選擇及防護(hù)

       目前常采用DX-1乳化液的水溶液作為線切割加工工作液,常規(guī)比例是1:10(乳化液1份,水10份),而加工防銹鋁合金時(shí)宜彩用3:8的比例。為了保持工作液的清潔,使其正常有效地工作,并延長(zhǎng)工作液的使用期,可將一塊5mm厚的海綿(其大小根據(jù)工件而定),置于工作臺(tái)面兩夾具之間。這樣可避免殘屑流入水箱,保持工作液的暢通,減少電極絲上加工屑的粘附。另在上線架后端槽中加一塊海綿,高速往返的電極絲經(jīng)海綿摩擦,可去掉一部分粘附的氧化物,同時(shí)減少鉬絲抖動(dòng),更好地保證放電通道的暢通,確保脈沖電源效率的正常發(fā)揮,同時(shí)也減少對(duì)饋電塊的磨損。對(duì)海綿墊要進(jìn)行定期的清洗或更換,電極絲、饋電塊和導(dǎo)輪也要定期用煤油或汽油在空運(yùn)行時(shí)進(jìn)行清洗,清洗時(shí)將回水管拿出水箱,避免殘屑流入工作液中。

檢查工作液的流量

       電火花線切割機(jī)床加工時(shí),工作液的上下噴水量應(yīng)均勻,以便及時(shí)把蝕除物排除。加工前首先打開油泵電機(jī),檢查上下噴嘴是否堵塞、工作液是否充分暢通。如工作液不暢通就要檢查原因,如出水管、上下噴嘴旋轉(zhuǎn)方向等,直到水流正常為止。

改進(jìn)饋電塊

       為了延長(zhǎng)饋電塊的壽命、降低成本、提高生產(chǎn)率,可對(duì)饋電塊進(jìn)行改進(jìn)。饋電塊是在導(dǎo)電塊上焊一塊厚3mm、¢15mm的硬質(zhì)合金塊。

饋電塊一般是固定的或不可調(diào)的。實(shí)踐中,對(duì)饋電塊進(jìn)行了改進(jìn)。采取的主要措施有:

變固定的饋電塊成活動(dòng)的饋電塊:適當(dāng)減小硬質(zhì)合金的公差尺寸,使導(dǎo)電塊與硬質(zhì)合金的雙邊間隙為0.10~0.20mm(間隙配合),將硬質(zhì)合金塊置于銅套里面,按要求的配合尺寸不需焊接,變固定的饋電塊成活動(dòng)的饋電塊,持續(xù)切割50~70h,將硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)一個(gè)方向后繼續(xù)使用;

適當(dāng)增加硬質(zhì)合金的厚度:硬質(zhì)合金¢15mm的大小是不變的(成形),但可將厚度增加0.2mm。既可使電極絲與饋電塊接觸良好,又不會(huì)使饋電塊失去彈性,還可減少饋電塊上下的跳動(dòng)距離,使饋電塊的磨損減小。

實(shí)際加工表明,改進(jìn)后的饋電塊可持續(xù)切割防銹鋁合金3個(gè)月,壽命提高8~10倍,降低了加工成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。

ƒ優(yōu)化電火花線切割機(jī)床加工參數(shù):提高脈沖電源的空載電壓幅值,減少加工屑粘附到鉬絲上的可能性;選擇適當(dāng)?shù)拿}沖方式、功放管數(shù)量及進(jìn)給速度。如電規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)、跟蹤不良,輕者將影響加工質(zhì)量,重者將造成短路、斷絲。

斷絲原因

1、鉬絲鉬絲的松緊程度

       如果鉬絲安裝太松,則鉬絲抖動(dòng)厲害 ,不僅會(huì)造成斷絲,而且由于鉬絲的抖動(dòng)直接影響工件表面粗糙度。但鉬絲也不能安裝 得太緊,太緊內(nèi)應(yīng)力增大,也會(huì)造成斷絲,因此鉬絲在切割過程中,其松緊程度要適當(dāng) ,新安裝的鉬絲,要先緊絲再加工,緊絲時(shí)用力不要太大。鉬絲在加工一段時(shí)間后,由 于自身的拉伸而變松。當(dāng)伸長(zhǎng)量較大時(shí),會(huì)加劇鉬絲振動(dòng)或出現(xiàn)鉬絲在貯絲筒上重疊。 使走絲不穩(wěn)而引起斷絲。應(yīng)經(jīng)常檢查鉬絲的松緊程度,如果存在松弛現(xiàn)象,要及時(shí)拉緊 。

       鉬絲安裝。鉬絲要按規(guī)定的走向繞在貯絲筒上,同時(shí)固定兩端。繞絲時(shí),一般貯絲 筒兩端各留10mm,中間繞滿不重疊,寬度不少于貯絲筒長(zhǎng)度的一半,以免電機(jī)換向頻繁 而使機(jī)件加速損壞,也防止鉬絲頻繁參與切割而斷絲。

       機(jī)床上鉬絲引出處有擋絲棒,擋絲棒是由兩根紅寶石制成的導(dǎo)向立柱,擋絲棒不像 導(dǎo)輪那樣作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),他們直接與鉬絲接觸,作滑動(dòng)摩擦。因此磨損很快,使用不久柱 體與鉬絲接觸的地方就會(huì)形成深溝,必須及時(shí)檢查并進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和更換,否則會(huì)出現(xiàn)疊絲 斷絲。

2、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)

       中走絲線切割機(jī)的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)主要是由貯絲筒、線架和導(dǎo)輪組成。當(dāng)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的精度下降時(shí) (主要是傳動(dòng)軸承),會(huì)引起貯絲筒的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。貯絲筒的徑向跳動(dòng)會(huì)使電 極絲的張力減小,造成絲松,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鉬絲從導(dǎo)輪槽中脫出拉斷。貯絲筒的軸向竄動(dòng) 會(huì)使排絲不勻,產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象。貯絲筒的軸和軸承等零件常因磨損而產(chǎn)生間隙,也容易 引起絲抖動(dòng)而斷絲,因此必須及時(shí)更換磨損的軸和軸承等零件。貯絲筒換向時(shí),如沒有 切斷高頻電源,會(huì)導(dǎo)致鉬絲在短時(shí)間內(nèi)溫度過高而燒斷鉬絲,因此必須檢查貯絲筒后端 的行程開關(guān)是否失靈。要保持貯絲筒、導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,否則在往返運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起運(yùn)絲系 統(tǒng)振動(dòng)而斷絲。繞絲后空載走絲檢驗(yàn)鉬絲是否抖動(dòng),若發(fā)生抖動(dòng)要分析原因。貯絲筒后 端的限位擋塊必須調(diào)整好,避免貯絲筒沖出限位行程而斷絲。擋絲裝置中擋塊與快速運(yùn) 動(dòng)的鉬絲接觸、摩擦,易產(chǎn)生溝槽并造成夾絲拉斷,因此也需及時(shí)更換。導(dǎo)輪軸承的磨 損將直接影響導(dǎo)絲精度,此外,當(dāng)導(dǎo)輪的v型槽、寶石限位塊、導(dǎo)電塊磨損后產(chǎn)生的溝槽 ,也會(huì)使電極絲的摩擦力過大,易將鉬絲拉斷。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在機(jī)床使用時(shí)間較長(zhǎng) 、加工工件較厚、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)不易清理的情況下。因此在機(jī)床使用中應(yīng)定期檢查運(yùn)絲機(jī)構(gòu) 的精度,及時(shí)更換易磨損件。

3、工件

工件材料:對(duì)不經(jīng)鍛打、不淬火材料,在線切割加工前最好采用低溫回火消除內(nèi)應(yīng) 力,因?yàn)槿绻ぜ膬?nèi)應(yīng)力沒有得到消除,在切割時(shí),有的工件會(huì)開裂,把鉬絲碰斷; 有的會(huì)使間隙變形,把鉬絲夾斷或彈斷。如淬火后t8鋼在線切割加工中及易引起斷絲盡 量少用。切割厚鋁材料時(shí),由于排屑困難,導(dǎo)電塊磨損較大,注意及時(shí)更換。

工件裝夾:雖然線切割加工過程中工件受力極小,但仍需牢固夾緊工件,防止加工 過程中因工件位置變動(dòng)造成斷絲。同時(shí)要避免由于工件的自重和工件材料的彈性變形造 成的斷絲。在加工厚重工件時(shí),可在加工快要結(jié)束時(shí),用磁鐵吸住將要下落的工件,或 者人工保護(hù)下落的工件,使其平行緩慢下落從而防止斷絲。 4電參數(shù)電參數(shù)選擇不當(dāng)也 是引起斷絲的一個(gè)重要原因,所以要根據(jù)工件厚度選擇合理的電參數(shù),將脈沖間隔拉開 一些,有利于熔化金屬微粒的排出,同時(shí)峰值電流和空載電壓不宜過高,否則使單個(gè)脈 沖能量變大,切割速度加快,容易產(chǎn)生集中放電和拉弧,引起斷絲。一般空載電壓為 100v左右。在電火花加工中,電弧放電是造成負(fù)極腐蝕損壞的主要因素,再加上間隙不 合適,容易使某一脈沖形成電弧放電,只要電弧放電集中于某一段,就會(huì)引起斷絲。

根據(jù)工件厚度選擇合適的放電間隙:放電間隙不能太小,否則容易產(chǎn)生短路,也不 利于冷卻和電蝕物的排出;放電間隙過大,將影響表面粗糙度及加工速度。當(dāng)切割厚度 較大的工件時(shí),應(yīng)盡量選用大脈寬電流,同時(shí)放電間隙也要大一點(diǎn),長(zhǎng)而增強(qiáng)排屑效果 ,提高切割的穩(wěn)定性。

原因分析

線切割作為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種電火花線切割加工模式,應(yīng)用極為廣泛。電火花線切割加工的優(yōu)點(diǎn)在于可以加工淬火類等熱處理后的零件、異型零件,切除廢料少等。工具電極通常為直徑0.10~0.18mm的鉬絲,加工過程中極易斷絲,不但耽誤生產(chǎn)時(shí)間、增加生產(chǎn)成本,而且降低了零件的加工質(zhì)量。原因分析如下:

1.跟工件有關(guān)的斷絲

(1)工件經(jīng)熱處理后工件內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力,在切割過程中造成內(nèi)應(yīng)力釋放,夾住鑰絲而造成斷絲。如果在工件熱處理前加工穿絲孔,從工件內(nèi)側(cè)進(jìn)行切割可以避免內(nèi)應(yīng)力造成斷絲。

(2)切割工件后,由于廢料自重較大,在掉落瞬間夾住鑰絲造成斷絲。在切割快完成時(shí),可以用磁鐵同時(shí)吸住廢料和工件,或用夾具(如壓板)夾住,等待加工完成后再取下廢料。

(3)鑄造類零件在鑄造過程中可能造成的砂眼、氣孔,工件內(nèi)部有不導(dǎo)電的雜質(zhì),在切割過程中可能會(huì)拉斷絲。對(duì)于此類零件,條件許可情況下可以采用探測(cè)工具探測(cè)零件內(nèi)部材質(zhì)是否均勻,對(duì)于不具備條件的應(yīng)該隨時(shí)監(jiān)測(cè)切割過程中機(jī)床儀表,對(duì)于電壓或者電流突變情況應(yīng)該及時(shí)處理。

(4)工件切入點(diǎn)處或者穿絲孔在熱處理后可能會(huì)有不導(dǎo)電的氧化物等雜質(zhì)造成無法切割,造成斷絲。對(duì)此可以用銼刀或者砂輪打磨工件切入點(diǎn),去除不導(dǎo)電物質(zhì),露出導(dǎo)電部分再切割。

(5)工件表面覆蓋層(如塑料薄膜,油漆等)不導(dǎo)電造成的斷絲。工件接脈沖電源正極,鑰絲接脈沖電源負(fù)極,如果工件由于覆蓋層跟脈沖電源正極接觸不良,則無法放電加工,可能會(huì)拉斷鉬絲,因此必須保證工件和脈沖電源正極可靠連接,必要時(shí)首先去除掉工件表面覆蓋層。

2.跟工作液有關(guān)的斷絲

(1)工作液的濃度不合理造成斷絲。工作液濃度要合理,首先要選擇質(zhì)量好的工作液,水質(zhì)要好,然后根據(jù)零件不同的加工工藝指標(biāo)要求進(jìn)行工作液配制,配比一般為5%~20%。通常電火花線切割機(jī)床每天工作8h,連續(xù)使用8~10天后就需要更換新的工作液,否則容易斷絲。對(duì)于大厚度或要求切割速度高的工件可以將工作液濃度降低5%~8%左右,這樣加工穩(wěn)定;而對(duì)于加工質(zhì)量要求高的工件,工作液配比可以提高到10%~20%。

(2)工作液沖刷不足造成的斷絲。工作液的作用之一是沖刷切縫,冷卻鑰絲和工件,排除蝕除物。工作液噴出時(shí)如果沖擊力過大可能會(huì)造成鑰絲偏移,放電不均勻;沖擊力過小時(shí)則工作液噴出不足,無法沖入切縫中,無法放電,造成放電條件惡劣,無法排出蝕除物造成斷絲。因此要定時(shí)檢查噴嘴和回流通道是否有堵塞,工作液噴出速度要合理,對(duì)于大厚度零件可以開大工作液噴出速度,使得工作液能充分進(jìn)入切縫進(jìn)行冷卻和排屑。

(3)工作液不夠或者堵塞造成無切削液加工,鑰絲很快會(huì)燒斷。因此,機(jī)床工作過程中要不定時(shí)檢查工作液是否足夠,循環(huán)通道是否暢通。

3.跟走絲機(jī)構(gòu)有關(guān)的斷絲

(1)跟導(dǎo)電塊有關(guān)的斷絲。導(dǎo)電塊通常是壓住或者抬起鑰絲一點(diǎn),由于鉬絲運(yùn)行長(zhǎng)時(shí)間接觸導(dǎo)電塊,導(dǎo)電塊會(huì)有溝痕,溝痕過大會(huì)夾斷鋁絲,因此應(yīng)該定期將導(dǎo)電塊旋轉(zhuǎn)一定的角度,或者直接更換導(dǎo)電塊。

(2)跟導(dǎo)輪有關(guān)的斷絲。鉬絲通過導(dǎo)輪導(dǎo)向,因此導(dǎo)輪的精度影響鉬絲運(yùn)行,其中支撐導(dǎo)輪的軸承影響導(dǎo)輪的軸向和徑向跳動(dòng),進(jìn)而影響到鑰絲放電加工時(shí)的穩(wěn)定性,因此,應(yīng)該嚴(yán)格按照機(jī)床保養(yǎng)說明定期噴注潤(rùn)滑脂或者更換軸承,乃至直接更換導(dǎo)輪組件。

(3)張緊機(jī)構(gòu)造成的斷絲。如果張絲的時(shí)候重錘過重,在張絲過程中也可能會(huì)造成斷絲,或者鉬絲超過彈性變形的限度,鋁絲在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于頻繁換向以及頻繁的放電以及冷卻,很快也會(huì)斷絲。因此,張絲的時(shí)候應(yīng)該選擇合理的重錘個(gè)數(shù)進(jìn)行張緊。

(4)儲(chǔ)絲筒造成的斷絲。儲(chǔ)絲筒的徑向跳動(dòng)會(huì)造成鉬絲切割過程中張力突變,會(huì)拉斷鉬絲軸向跳動(dòng)還會(huì)造成疊絲,更容易造成斷絲。因此應(yīng)該定期檢測(cè)儲(chǔ)絲筒精度并調(diào)整。

(5)鉬絲在儲(chǔ)絲筒上纏繞不合理造成的斷絲。鉬絲在儲(chǔ)絲筒兩端應(yīng)該預(yù)留5~10mm寬度的鉬絲,否則鉬絲在換向時(shí)張緊力不均勻容易掙斷鉬絲,如果鑰絲在儲(chǔ)絲筒上有疊絲也會(huì)造成斷絲,因此應(yīng)該在張絲時(shí)候調(diào)整鉬絲在儲(chǔ)絲筒上排列合理。

(6)儲(chǔ)絲筒運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的換向機(jī)構(gòu)失靈造成的斷絲。儲(chǔ)絲筒運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)的換向通過手動(dòng)調(diào)整壓板調(diào)節(jié)儲(chǔ)絲筒的軸向行程,開關(guān)壓板壓下行程開關(guān)后電機(jī)應(yīng)該換向,如果開關(guān)壓板沒有固定好或者沒有壓下行程開關(guān),或者行程開關(guān)失靈,從而會(huì)造成儲(chǔ)絲筒超程拉斷鉬絲。因此,機(jī)床運(yùn)行前應(yīng)該保證行程開關(guān)和開關(guān)壓板可靠工作。

(7)鉬絲沒有放置在導(dǎo)輪的槽中造成的斷絲。上鉬絲時(shí)如果鉬絲沒有放置在正常的走絲路徑上,如導(dǎo)輪槽外等,開機(jī)即會(huì)拉斷絲,后果很嚴(yán)重。所以穿好鉬絲后一定檢查一遍走絲路徑,看鉬絲是否在正常的走絲路徑上。

(8)鉬絲熱脹冷縮造成斷絲。工件加工完畢后,如果鉬絲停靠在儲(chǔ)絲筒的中間段,若鉬絲張得過緊則在冷卻后可能會(huì)掙斷鉬絲。因此,鉬絲應(yīng)該停靠在儲(chǔ)絲筒的一端,如果不加工零件還應(yīng)該松開絲頭一端。

 4.跟編程有關(guān)的斷絲

(1)工件加工編程路徑不合理造成斷絲。選擇了容易造成工件切割過程中變形的走絲路徑,工件變形時(shí)夾斷鉬絲,而且切割出來的凸模尺寸精度低。應(yīng)選擇整個(gè)加工過程中,盡量保持工件變形最小的走絲路徑,而且切割出來的凸模尺寸精度高。

(2)二次切割造成的斷絲。如果切割過程中斷絲,機(jī)床會(huì)有回退功能,重新上新鉬絲后沿著原切割路徑從頭開始切割,則由于第一次切縫后的縫隙,再次切割放電會(huì)不均勻,鋁絲損耗會(huì)比較嚴(yán)重。曾經(jīng)切割一個(gè)大厚度零件,一晚上連續(xù)斷絲七次,每次總是不等切割到第一次的斷絲點(diǎn)就再次斷絲,細(xì)心查找原因發(fā)現(xiàn),斷絲點(diǎn)都是燒斷的。通過更改切割路徑,使鉬絲反向走絲切割,順利加工出零件,沒有再斷絲。

5.跟鉬絲有關(guān)的斷絲

(1)鉬絲質(zhì)量差造成的斷絲。鉬絲質(zhì)量不好可能會(huì)造成斷絲,應(yīng)該選擇質(zhì)量好的鉬絲。

(2)鉬絲損耗造成的斷絲。正常情況下鉬絲每切割l0000mm2直徑損耗大概為0.001~0.02mm,因此鉬絲損耗過多且壽命到期后,尤其是將要再次長(zhǎng)時(shí)間一次性切割一個(gè)零件,為了避免切割中可能會(huì)斷絲,也為了保證加工質(zhì)量,應(yīng)該及時(shí)更換新鉬絲。

(3)鉬絲張緊力不合適造成的斷絲。走絲路徑長(zhǎng)短以及合理與否對(duì)張力影響很大,而且新上鉬絲應(yīng)該首先調(diào)整張力均勻,如果鉬絲張緊太緊,容易拉斷絲;如果鋁絲張緊太松,則鑰絲伸長(zhǎng)后容易短路回退,如果跳出導(dǎo)輪也容易拉斷鉬絲。因此,鉬絲張緊力要定期調(diào)整到合適大小。

(4)廢除的斷絲頭造成的斷絲。鉬絲固定端剪斷的鉬絲如果混入線路中或者在絲桶上面疊絲也會(huì)造成斷絲,因此剪掉的鉬絲應(yīng)該專門放入一個(gè)容器中,避免引起斷絲。

(5)鋁絲打折或者疊絲造成斷絲鉬絲不耐彎曲,因此鉬絲打折或者在儲(chǔ)絲桶上疊絲都很容易造成斷絲,對(duì)此在上絲或者調(diào)整鉬絲張力的時(shí)候一定注意。

6.跟切割工藝參數(shù)有關(guān)的斷絲

(1)工藝參數(shù)設(shè)置不合理造成的斷絲。工藝參數(shù)選擇不合理會(huì)對(duì)鉬絲損耗有很大的影響,過大的損耗會(huì)加快斷絲。工藝參數(shù)的選取應(yīng)該根據(jù)具體的零件而選擇,如零件的材質(zhì)、零件厚度、零件的精度要求等進(jìn)行選取。參數(shù)選取一般由操作人員憑經(jīng)驗(yàn)選取,也可以憑借一些智能技術(shù),如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的BP算法等進(jìn)行優(yōu)化選取切割工藝參數(shù)。

(2)對(duì)于大厚度零件,通常排屑困難,工作液很難進(jìn)入到切縫中去,因此進(jìn)給速度不能太快,否則容易出現(xiàn)短路或者拉弧現(xiàn)象,從而很快燒斷鉬絲。所以要選擇大的脈寬等,讓工作液充分沖刷切縫中的蝕除物,否則加工不穩(wěn)定,燒斷鉬絲,但是過大的工作電流也很容易燒斷鉬絲。

(3)對(duì)于薄壁類零件,如果進(jìn)給速度過快,也容易造成頻繁短路,鉬絲也很容易燒斷或拉斷。因此,切割工藝參數(shù)選擇不能過大。

綜上所述,造成斷絲的原因是多方面的,工件材料的不同、工作液的性能優(yōu)劣、電極絲的磨損、電極絲的張緊力、機(jī)床的導(dǎo)絲結(jié)構(gòu)以及切割工藝參數(shù)的合理性等都與穩(wěn)定線切割加工過程,提高線切割加工質(zhì)量和延長(zhǎng)電極絲的使用壽命有關(guān)。只有找到具體斷絲的原因,才能有效地提高加工效率、預(yù)防斷絲。

結(jié)論展望

       中走絲機(jī)床是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電加工機(jī)床,在模具制造及零件加工領(lǐng)域內(nèi)有廣泛的應(yīng)用,在中低檔市場(chǎng)中占有相當(dāng)?shù)姆至。目前,中走絲機(jī)床如何發(fā)展是電加工行業(yè)十分關(guān)心的課題。我們必須吸取國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,直接應(yīng)用當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新成果,盡快研制功能強(qiáng)大的基于PC的數(shù)控系統(tǒng),從硬件上為中走絲機(jī)床的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ);同時(shí)注意人工智能技術(shù)與高速走絲線切割機(jī)的結(jié)合,運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來提高機(jī)床的性能。此外,加強(qiáng)機(jī)床本體的研究和開展多次切割工藝技術(shù)的應(yīng)用,使機(jī)床的整體加工水平有一個(gè)較大的提高,不斷增強(qiáng)高速走絲線切割機(jī)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。在運(yùn)用新技術(shù)、新工藝的同時(shí),還必須重視對(duì)電火花線切割加工工藝規(guī)律進(jìn)行深入細(xì)致的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究,這也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)


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