Sg火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。
必要条件:电流
脉宽
工作液
电火花线切割 电火花线切割机(wire cut electrical discharge machining简称wedm),属电加工范畴,是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联,我国是第一个用于工业生产的国家。
基本物理原理
自由正离子和电子在场中积累,很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段,两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞,形成一个等离子区,并很快升高到8000到12000度的高温,在两导体表面瞬间熔化一些材料,同时,由于电极和电介液的汽化,形成一个气泡,并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断,温度突然降低,引起气泡内向爆炸,产生的动力把溶化的物质抛出弹坑,然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体,并被电介液排走。然后通过nc控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。
编辑本段分类
电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机(reciprocating type high speed wire cut electrical discharge machining俗称“快走丝”)、低速单向走丝电火花线切割机(low speed one-way walk wire cut electrical discharge machining俗称“慢走丝”)和立式自旋转电火花线切割机(vertical wire electrical discharge machining machine tool with rotation wire)三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型(俗称龙门型)。
往复走丝电火花线切割机床
往复走丝电火花线切割机订的走丝速度为6~12 m/s,是我国独创的机种。自1970年9月由第三机械工业部所属国营长风机械总厂研制成功“数字程序自动控制线切割机床”,为该类机床国内首创。1972年第三机械工业部对工厂生产的ckx数控线切割机床进行技术鉴定,认为已经达到当时国内先进水平。1973年按照第三机械工业部的决定,编号为ckx — 1的数控线切割机床开始投入批量生产。1981年9月成功研制出具有锥度切割功能的dk3220型的坐标数控机,产品的最大特点是具有1.5度锥度切割功能。完成了线切割机床的重大技术改进。随着大锥度切割技术逐步完善,变锥度、上下异形的切割加工也取得了很大的进步。大厚度切割技术的突破,横剖面及纵剖面精度有了较大提高,加工厚度可超过1000mm以上。使往复走丝线切割机床更具有一定的优势。同时满足了国内外客户的需求。这类机床的数量正以较快的速度增长,由原来年产量2~3千台上升到年产量数万台,目前全国往复走丝线切割机床的存量已达20余万台,应用于各类中低档模具制造和特殊零件加工,成为我国数控机床中应用最广泛的机种之一。但由于往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制,故电极丝抖动大,在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用,所以会造成电极丝损耗,加工精度和表面质量降低。
低速单向走丝电火花线切割机
低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极,一般以低于0.2m/s的速度作单向运动,在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300v的脉冲电压,并保持5~50um间隙,间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质,使电极与被加工物之间发生火花放电,并彼此被消耗、腐蚀,在工件表面上电蚀出无数的小坑,通过nc控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。目前精度可达0.001mm级,表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用,而且采用无电阻防电解电源,一般均带有自动穿丝和恒张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好,但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密,技术含量高,机床价格高,因此使用成本也高。 单向走丝电火花线切割机床早期只有国外公司的独有机种。台湾的低速走丝电火花线切割机起步虽然较晚,但这几年来发展迅速。其关键的一个举措就是由若干家电加工机床制造企业共同出资,在有关部门一定限度的支持下,由台湾工业技术研究院投入大量的人力、物力做关键技术的开发。经过10多年的攻关,在控制系统及电源等关键技术上取得了突破。台湾各企业制造的低速走丝电火花线切割机目前应属中档机的范围,近3年每年达到20%~30%的增长率,估计未来5年,台湾低速走丝电火花线切割机的年产量能达2000台,可占世界市场的25%以上。低速走丝电火花线切割机的技术含量高、市场前景好,可以获得较高的回报,是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。也可以说,谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术,谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。为了抢占中国市场,日本、瑞士、台湾的电加工机床制造企业在中国大陆设厂生产这类机床。我国的科技工作者在科技部专项基金的支持下,投入了较大的研发力量,已完成新一代低速走丝电火花线切割机的研发,取得了重大突破,目前已拥有了具有自主知识产权的产品,并占领了一定的市场份额,其性能指标可达中档机水平。目前还有一些国内企业则希望通过与台湾相关企业的合作,来发展低速走丝电火花线切割加工技术。
立式自旋转电火花线切割机
立式自旋转电火花线切割机(卧式自旋转电火花线切割机)。立式回转电火花线切割机的特点与传统的高速走丝和低速走丝电火花线切割加工均有不同,首先是电极丝的运动方式比传统两种的电火花线切割加工多了一个电极丝的回转运动;其次,电极丝走丝速度介于高速走丝和低速走丝直接,速度为1~2m/s。由于加工过程中电极丝增加了旋转运动,所以立式回旋电火花线切割机与其他类型线切割机相比,最大的区别在于走丝系统。立式回转电火花线切割机的走丝系统由走丝端和放丝端两套结构完全相同的两端做为走丝结构,实现了电极丝的高速旋转运动和低速走丝的复合运动。两套主轴头之间的区域为有效加工区域。除走丝系统外,机床其他组成部分与高速走丝线切割机相同。 与单向低速走丝电火花线切割机床相比,往复高速走丝电火花线切割机床在平均生产率、切割精度及表面粗糙度等关键技术指标上还存在较大差距。针对这些差距,本世纪初,国内有数家高速往复走丝电火花线切割机生产企业实现了在高速走丝机上的多次切割加工(该类机床被俗称为“中走丝” medium speed wire cut electrical discharge machining)。所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,其走丝原理是在粗加工时采用8-12m/s高速走丝,精加工时采用1-3m/s低速走丝,这样工作相对平稳、抖动小,并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,使加工质量也相对提高,加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说,用户所说的“中走丝”,实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术,并实现了无条纹切割和多次切割。经过几年的发展,国内几乎所有生产高速走丝电火花线切割机床的厂家都在生产及销售中走丝,但最终表明不是所有的往复走丝电火花线切割机都能进行多次切割,或者说不是所有的往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后都能获得好的工艺效果。多次切割是一项综合性的技术,它涉及到机床的数控精度、脉冲电源、工艺数据库、走丝系统、工作液及大量的工艺问题,并不是简单地在高速走丝机上加上一套运丝变频调速系统即可实现的,只有那些制造精度高,并在诸方面创造了多次切割条件的往复走丝电火花线切割机才能进行多次切割和无条纹切割,并获得显著的工艺效果。因此我们的生产企业必须充分注意到这个问题,一定要按系统工程来做,真正把这一技术用好,把这一产品做好。如目前已有一些企业为进一步提高机床本体精度,x、y坐标工作台采用了直流或交流伺服电机作驱动单元直接驱动滚珠丝杠,同时采用了带螺距补偿功能的全闭环控制,可以利用数控系统对机床的定位精度误差进行补偿和修正。在保证精度的前提下,减小因长期使用而导致的加工精度下降,延长机床的使用寿命。运丝系统方面采用特殊(大多数采用金刚石)电极丝保持器,保持电极丝的相对稳定,减小加工过程中电极丝的张力变化。冷却系统方面改变常用的粗放冷却方式,采取多级过滤并对介电常数等关键参数加以控制,确保精加工的顺利进行。控制软件方面提供开放的加工参数数据库,可以根据材料的质地、厚度、粗糙度等条件选择对应的加工参数。相信经过我们的努力,多次切割技术将会更加完善,往复走丝电火花线切割加工技术也将得到更好的应用和发展。 往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后,虽加工质量有明显提高,但它仍然属于高速走丝电火花线切割机的范畴,切割精度和光洁度仍与低速走丝机存在较大差距,且精度和光洁度的保持性也需要进一步提高。“中走丝机”具有结构简单、造价低以及使用消耗少等特点,因此也有其生存的空间,目前执行的标准仍然是高速走丝机的相关标准,因此生产企业在对用户的宣传上要注意,一定要实事求是。
电火花线切割分类
区分快走丝线切割,中走丝线切割,慢走丝线切割。 1:快走丝电火花线切割的走丝速度为6~12 m/s,电极丝作高速往返运动,切割精度较差。 2:中走丝电火花线切割是在快走丝线切割的基础上实现变频多次切割功能,是近几年发展的新工艺。 3:慢走丝电火花线切割的走丝速度为0.2m/s,电极丝做低速单向运动,切割精度很高。
电火花线切割 电火花线切割机(wire cut electrical discharge machining简称wedm),属电加工范畴,是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联,我国是第一个用于工业生产的国家。
基本物理原理
自由正离子和电子在场中积累,很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段,两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞,形成一个等离子区,并很快升高到8000到12000度的高温,在两导体表面瞬间熔化一些材料,同时,由于电极和电介液的汽化,形成一个气泡,并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断,温度突然降低,引起气泡内向爆炸,产生的动力把溶化的物质抛出弹坑,然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体,并被电介液排走。然后通过nc控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。
编辑本段分类
电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机(reciprocating type high speed wire cut electrical discharge machining俗称“快走丝”)、低速单向走丝电火花线切割机(low speed one-way walk wire cut electrical discharge machining俗称“慢走丝”)和立式自旋转电火花线切割机(vertical wire electrical discharge machining machine tool with rotation wire)三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型(俗称龙门型)。
往复走丝电火花线切割机床
往复走丝电火花线切割机订的走丝速度为6~12 m/s,是我国独创的机种。自1970年9月由第三机械工业部所属国营长风机械总厂研制成功“数字程序自动控制线切割机床”,为该类机床国内首创。1972年第三机械工业部对工厂生产的ckx数控线切割机床进行技术鉴定,认为已经达到当时国内先进水平。1973年按照第三机械工业部的决定,编号为ckx — 1的数控线切割机床开始投入批量生产。1981年9月成功研制出具有锥度切割功能的dk3220型的坐标数控机,产品的最大特点是具有1.5度锥度切割功能。完成了线切割机床的重大技术改进。随着大锥度切割技术逐步完善,变锥度、上下异形的切割加工也取得了很大的进步。大厚度切割技术的突破,横剖面及纵剖面精度有了较大提高,加工厚度可超过1000mm以上。使往复走丝线切割机床更具有一定的优势。同时满足了国内外客户的需求。这类机床的数量正以较快的速度增长,由原来年产量2~3千台上升到年产量数万台,目前全国往复走丝线切割机床的存量已达20余万台,应用于各类中低档模具制造和特殊零件加工,成为我国数控机床中应用最广泛的机种之一。但由于往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制,故电极丝抖动大,在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用,所以会造成电极丝损耗,加工精度和表面质量降低。
低速单向走丝电火花线切割机
低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极,一般以低于0.2m/s的速度作单向运动,在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300v的脉冲电压,并保持5~50um间隙,间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质,使电极与被加工物之间发生火花放电,并彼此被消耗、腐蚀,在工件表面上电蚀出无数的小坑,通过nc控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。目前精度可达0.001mm级,表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用,而且采用无电阻防电解电源,一般均带有自动穿丝和恒张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好,但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密,技术含量高,机床价格高,因此使用成本也高。 单向走丝电火花线切割机床早期只有国外公司的独有机种。台湾的低速走丝电火花线切割机起步虽然较晚,但这几年来发展迅速。其关键的一个举措就是由若干家电加工机床制造企业共同出资,在有关部门一定限度的支持下,由台湾工业技术研究院投入大量的人力、物力做关键技术的开发。经过10多年的攻关,在控制系统及电源等关键技术上取得了突破。台湾各企业制造的低速走丝电火花线切割机目前应属中档机的范围,近3年每年达到20%~30%的增长率,估计未来5年,台湾低速走丝电火花线切割机的年产量能达2000台,可占世界市场的25%以上。低速走丝电火花线切割机的技术含量高、市场前景好,可以获得较高的回报,是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。也可以说,谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术,谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。为了抢占中国市场,日本、瑞士、台湾的电加工机床制造企业在中国大陆设厂生产这类机床。我国的科技工作者在科技部专项基金的支持下,投入了较大的研发力量,已完成新一代低速走丝电火花线切割机的研发,取得了重大突破,目前已拥有了具有自主知识产权的产品,并占领了一定的市场份额,其性能指标可达中档机水平。目前还有一些国内企业则希望通过与台湾相关企业的合作,来发展低速走丝电火花线切割加工技术。
立式自旋转电火花线切割机
立式自旋转电火花线切割机(卧式自旋转电火花线切割机)。立式回转电火花线切割机的特点与传统的高速走丝和低速走丝电火花线切割加工均有不同,首先是电极丝的运动方式比传统两种的电火花线切割加工多了一个电极丝的回转运动;其次,电极丝走丝速度介于高速走丝和低速走丝直接,速度为1~2m/s。由于加工过程中电极丝增加了旋转运动,所以立式回旋电火花线切割机与其他类型线切割机相比,最大的区别在于走丝系统。立式回转电火花线切割机的走丝系统由走丝端和放丝端两套结构完全相同的两端做为走丝结构,实现了电极丝的高速旋转运动和低速走丝的复合运动。两套主轴头之间的区域为有效加工区域。除走丝系统外,机床其他组成部分与高速走丝线切割机相同。 与单向低速走丝电火花线切割机床相比,往复高速走丝电火花线切割机床在平均生产率、切割精度及表面粗糙度等关键技术指标上还存在较大差距。针对这些差距,本世纪初,国内有数家高速往复走丝电火花线切割机生产企业实现了在高速走丝机上的多次切割加工(该类机床被俗称为“中走丝” medium speed wire cut electrical discharge machining)。所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,其走丝原理是在粗加工时采用8-12m/s高速走丝,精加工时采用1-3m/s低速走丝,这样工作相对平稳、抖动小,并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,使加工质量也相对提高,加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说,用户所说的“中走丝”,实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术,并实现了无条纹切割和多次切割。经过几年的发展,国内几乎所有生产高速走丝电火花线切割机床的厂家都在生产及销售中走丝,但最终表明不是所有的往复走丝电火花线切割机都能进行多次切割,或者说不是所有的往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后都能获得好的工艺效果。多次切割是一项综合性的技术,它涉及到机床的数控精度、脉冲电源、工艺数据库、走丝系统、工作液及大量的工艺问题,并不是简单地在高速走丝机上加上一套运丝变频调速系统即可实现的,只有那些制造精度高,并在诸方面创造了多次切割条件的往复走丝电火花线切割机才能进行多次切割和无条纹切割,并获得显著的工艺效果。因此我们的生产企业必须充分注意到这个问题,一定要按系统工程来做,真正把这一技术用好,把这一产品做好。如目前已有一些企业为进一步提高机床本体精度,x、y坐标工作台采用了直流或交流伺服电机作驱动单元直接驱动滚珠丝杠,同时采用了带螺距补偿功能的全闭环控制,可以利用数控系统对机床的定位精度误差进行补偿和修正。在保证精度的前提下,减小因长期使用而导致的加工精度下降,延长机床的使用寿命。运丝系统方面采用特殊(大多数采用金刚石)电极丝保持器,保持电极丝的相对稳定,减小加工过程中电极丝的张力变化。冷却系统方面改变常用的粗放冷却方式,采取多级过滤并对介电常数等关键参数加以控制,确保精加工的顺利进行。控制软件方面提供开放的加工参数数据库,可以根据材料的质地、厚度、粗糙度等条件选择对应的加工参数。相信经过我们的努力,多次切割技术将会更加完善,往复走丝电火花线切割加工技术也将得到更好的应用和发展。 往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后,虽加工质量有明显提高,但它仍然属于高速走丝电火花线切割机的范畴,切割精度和光洁度仍与低速走丝机存在较大差距,且精度和光洁度的保持性也需要进一步提高。“中走丝机”具有结构简单、造价低以及使用消耗少等特点,因此也有其生存的空间,目前执行的标准仍然是高速走丝机的相关标准,因此生产企业在对用户的宣传上要注意,一定要实事求是。
电火花线切割分类
区分快走丝线切割,中走丝线切割,慢走丝线切割。 1:快走丝电火花线切割的走丝速度为6~12 m/s,电极丝作高速往返运动,切割精度较差。 2:中走丝电火花线切割是在快走丝线切割的基础上实现变频多次切割功能,是近几年发展的新工艺。 3:慢走丝电火花线切割的走丝速度为0.2m/s,电极丝做低速单向运动,切割精度很高。
对电火花线切割加工的第一道重要工序,笔者从事电火花线切割工作多年总结出一些装丝技巧。
1、装丝过程中要保持一定的张力 装丝过程中要用手扶住钼丝轮保持一定的张力,如果没有张力容易造成丝筒乱丝和丝滑出导轮的现象。
2、丝入倒轮 装好的钼丝应该镶入导轮,避免钼丝与机架发生摩擦磨损对机架造成损伤,同时降低钼丝的使用寿命。
3、要有足够的丝长 线切割加工当中丝筒作的是一种往复运动丝筒装丝宽度应至少大于丝筒宽度的二分之一略小于丝筒宽度。
4、保持丝与工作台垂直 电极丝缠绕并张紧后,应教正和调整电极丝对工作台的垂直度,在生产实践当中,大多采用简易工具。(如直角尺、圆柱尺或规则的六面体),以工作面(或放置其上的夹具工作台)为检验基准,目测电极丝与工具表面的间隙上下是否一致,调整至间隙上下一致为止。
5、丝装好后要重新张紧 一般电火花线切割机床都有钼丝张紧装置, 对丝架没有张紧装置的线切割机床,加工之前要用手轮对丝拉紧。
扩展资料
产品结构
1、机床由床身、储丝机构、线架、XY工作台、油箱等部件组成。绕在储丝筒上的钼丝经过线架作高速往复运动。加工工件固定在XY工作台上。X、Y两方向的运动各由一台步进电机控制。
2、数控系统每发出一个信号,步进电机就走一步,并通过中间传动机构带动两方向的丝杠旋转,分别使得X、Y工作台进给。
操作规程
为保证实践教学质量,规范实验设备使用,避免出现机床及人身事故,特制定本规程:
1、 开机前应充分了解机床性能、结构、正确的操作步骤。
2、 检查机床的行程开关和换向开关是否安全可靠,不允许带故障工作。
3、 应在机床的允许规格范围内进行加工,不要超重或超行程工作。(工作台最大承载重量120kg)
4、应按规定在润滑部位定时注入规定的润滑油或润滑脂。以保证机构运转灵活,特别是倒向器和轴承,要定期检查更换(暂定半年)。
5、加工前应检查工作液箱中的工作液是否足够,水管和喷嘴是否畅通,不应有堵塞现象。
6、检查程序坐标方向是否与工件安装坐标方向一致。
7、 加工中禁止触摸工件、丝架,以免触电。
8、 实习结束应将工作区域清理干净,夹具和附件等应擦拭干净放回工具箱,并保持完整无损。
9、应定期检查机床电器和性能是否可靠并清理尘埃,防止金属物落入。
10、驱动器工作时禁止插拔软盘。
参考资料:百科-线切割机
线切割机床钼丝安装步骤说明:
1.操作者站在丝筒后面。
2.在机床开机前将左右撞块分别调整放置在行程的最大位置。
3.把钼丝盘拧在上丝轮上,钼丝的一端固定在丝筒的螺钉上。
4.拧紧后逆时针手动转动丝筒,使 钼丝缠绕4-5圈。然后开启丝筒运 行开关,丝筒转动,丝筒滑块整体部分向左移动,钼丝均匀缠绕在丝筒上,根据所需的安装丝的多少 ,停止丝筒的转动。
5.丝筒上缠好后,将钼丝的另一端从下排丝轮—导电块—下导轮—上导轮—宝石挡丝块—导电块(2个)—上排丝轮—断丝保护—卷丝筒。装好后,顺时针手动转动丝筒,使钼丝回转缠绕4-5 圈。
6.将右撞块压到有接近传感器上, 再按下丝筒运行开关,使丝筒向左移动,接近丝筒端头时,关闭丝筒运行开关,使丝筒停止转动,然后 将左限位撞块压在左接近传感器上 。
7.从工具箱中取出紧丝轮,拉住丝筒上的钼丝,开启运行开关,丝筒滑块整体向右移动。紧丝过程中,手适当使用均匀力度张紧,消除松动间隙。在接近丝筒端头时,关闭丝筒运行开关,重新固定钼丝。
电火花线切割加工装丝技巧
对电火花线切割加工的第一道重要工序,笔者从事电火花线切割工作多年总结出一些装丝技巧。
1、装丝过程中要保持一定的张力 装丝过程中要用手扶住钼丝轮保持一定的张力,如果没有张力容易造成丝筒乱丝和丝滑出导轮的现象。
2、丝入倒轮 装好的钼丝应该镶入导轮,避免钼丝与机架发生摩擦磨损对机架造成损伤,同时降低钼丝的使用寿命。
3、要有足够的丝长 线切割加工当中丝筒作的是一种往复运动丝筒装丝宽度应至少大于丝筒宽度的二分之一略小于丝筒宽度。
4、保持丝与工作台垂直 电极丝缠绕并张紧后,应教正和调整电极丝对工作台的垂直度,在生产实践当中,大多采用简易工具。(如直角尺、圆柱尺或规则的六面体),以工作面(或放置其上的夹具工作台)为检验基准,目测电极丝与工具表面的间隙上下是否一致,调整至间隙上下一致为止。
5、丝装好后要重新张紧 一般电火花线切割机床都有钼丝张紧装置, 对丝架没有张紧装置的线切割机床,加工之前要用手轮对丝拉紧。
数控高速走丝电火花线切割加工断丝原因及解决办法刊号:2008 年第 2 期 作者:伍初站王还革美德观空持非端阳 北京阿奇夏米尔技术服务有限责任公司 (北京 101300) 摘要:从实际生产的角度出发分析了数控高速走丝电火花线切割加工中出现断丝的原因,并提出了一些解决办法,对模具企业数控高速走丝电火花线切割加工具加蒸溶如有指导意义。
关键词:电火花线切割加工;断丝;电参数;运丝机构;电极微把与编简十察丝 数控高速走丝电火标肉形磁部充建元花线切割加工首先必须保证在切割过程中不断丝。如果在切割工件过程中发析击云举门生断丝,不仅会带来重新上丝的麻烦,造成一定的经济损失,而且会在工件上产生断丝痕迹,影响加工质量,严重的话会造成工件报走县育任克钢废。因此在数控高速走丝电火花线切割加工中要防止发生断丝。1 数控高速走丝电火花线切割加工断丝原因及解决办法
下面从实际生产的角度出发分析了数控高速走丝电火花线切割加工中出现断丝的原因,并提出了一些解决办法。
脱置1.1 与电参数选择及脉冲电源相关的断丝
电参数选择不当是引起断丝的一个重要原因,应根据不同的加工情况选择合理的电参数来防范断丝现象的发生。
一般来说,断丝的机率随着放电能量的增加而加大。这是因为加工中的脉冲能量靠电极丝来传递,如果电极丝载流量太大时,本身的电阻发热官入调景血会使它固有的抗拉强度降低很多,所以结许影素很容易造成断丝。可将脉冲间隙参数设大些,以有利于熔化金属微粒的排出。同时峰值电流和空载电压不宜过高,否则容易产生此集中放电和拉弧。由于电弧放电是造成电极丝(负极)腐蚀损坏的主要因素,只要电弧放电集中于某一段,就会引起断丝。
选用电参数的放电间隙要合适。放电间隙不能太小,否则容易产生短路,也不利于冷却和电蚀物的排出。当切割厚度较大的工件时,应尽量选用大脉宽、大电流,这样会使放电间隙增大,从而增强排屑效果,提高切割的稳定性,减少断丝的机率。
加工中电极丝上如果出现“疙瘩”状的烧伤点,极易发生断丝。帮教赶参因为粘附物起到了使放电集中在电极丝上的作用,此时若冷却散热条件差,就很可能使该处的温度升高,这样一来在连续的放电中就可能继门续有其它加工屑粘附在该点附近,如此造成一种恶性循环,最后导致该处发生烧伤现象,解决的办法是提高脉冲电源的空载电压幅值,可减少加工屑粘附到电极丝上的可能性。
一些脉冲电源的故障会直接造成加工中发生断丝。如加工电流很大、火花放电异常、导致断丝。这种故障多数是脉冲电源的输出已变为直流输出所致,解决的办水担河季法是从脉冲电源的输出级向片纸然众第送针十阻多谐振荡器逐级检北全块随可测查波形,更换损坏的元车技哪阻阻责精滑件,使输出为合乎要求的脉冲波形。
在加工过程中火花放电突然变为蓝色的弧光放电,电流超过限值,将电极丝烧断,用示波器测输入端和振荡部分都无波形输出,可判断故障出在振荡部分,检修后高频电源恢复正常。
电流在限值以上,用示波器测量高频电源输出端,其波形幅值减小,并有负波,而脉冲宽度符合要求,测量推动级波形其频率、脉冲宽度及幅值均符合要求,判断故障在功放部分,检查功率管,测得其中一只管子的ce极间内逐谓粮室部击穿,使末级电流直接加到电极丝与工件之间,引起电弧烧断电极丝,换去该管,恢复正常。
1必开.2 与运丝机构相关的断丝
机床的运丝机构精度变差,会增加电极丝的抖动,破坏火花放电的正常间隙,易造成大电流集中放电,从而增加断丝的机会。这种现象一般发生在机床使用时间较长、加工工件较厚、运丝机构不易清理的情况下。因此在机床使用中应定期检查运丝机构的精度,及时更换易磨损件。在上丝后应空载走丝检查电极丝是否抖动,若发生抖动要分析原因。 贮丝筒的轴和轴承等零件常因磨损而产生间隙,容易引起贮丝筒的径向跳动和轴向窜动,会使电极丝的张力减小,造成电极丝松弛、抖动而断丝,严重时会使电极丝从导轮槽中脱出拉断;贮丝筒的轴向窜动会使排丝不匀,产生叠丝现象。应及时更换磨损的轴和轴承等零件。
贮丝筒换向时,如没有切断高频电源,会导致电极丝在短时间内温度过高而烧断电极丝,必须检查贮丝筒后端的行程开关是否失灵。
贮丝筒后端的限位挡块必须调整好,避免贮丝筒冲出限位行程而断丝;挡丝装置中挡块与快速运动的电极丝接触、摩擦,易产生沟槽并造成夹丝拉断,因此也需及时更换。
导轮轴承的磨损将直接影响导丝精度,当导轮转动不灵活时会引起运丝系统振动而断丝。此外,当导轮的V型槽、宝石限位块、导电块磨损后产生的沟槽,也会使电极丝的摩擦力过大,易将电极丝拉断。
1.3 与电极丝相关的断丝
电极丝的材料应根据加工情况而定,否则会引起断丝。对于数控高速走丝电火花线切割加工,广泛采用钼丝。因为钼丝耐损耗、抗拉强度高、丝质不易变脆,不易断丝。采用钨丝加工,可获得较高的加工速度,但放电后丝变脆,易断丝,应用较少,一般在弱电规准时使用。钨钼丝(钨、钼各50%)加工效果比前两种都好,故使用寿命和加工速度都比钼丝高,但价格昂贵。
对于数控高速走丝电火花线切割加工,一般电极丝直径在φ0.06~0.25mm之间,常用的电极丝直径在φ0.12~0.18mm之间。需获得精细的形状和很小的圆角半径时,则选择细的电极丝。通常尽可能在满足加工要求条件下,选择较粗的电极丝。电极丝直径越小,能承受的电流越小,切缝也窄,不利于排屑和稳定加工,容易发生断丝。粗的电极丝可提高电极丝的张力,减少电极丝的抖动,不易断丝。另外,电极丝在加工中反复使用,电极丝的损耗使它由粗变细,这时在加工中也容易发生断丝。一般来说,在测量丝径比新丝减少0.03~0.05mm时,应及时更换新丝。
电极丝在切割过程中,其张力大小要适当。由于贮丝筒上的电极丝在正反运动时的张力不一样,工作一段时间后电极丝会伸长,致使张力下降,张力下降的后果是抖丝加剧,极易断丝。提高电极丝的张力可减少抖丝影响造成的断丝。值得注意的是,电极丝的张力也不能提高得太大,否则电极丝内应力增大,反而也会造成断丝。新安装的电极丝,要先紧丝再进行加工,紧丝时用力要适当。电极丝在加工一段时间后,应经常检查其松紧程度,如果存在松弛现象,要及时紧丝。有张力机构的数控高速走丝电火花线切割加工机床,可以不需要人工进行紧丝,但应根据所选电极丝的直径选择正确的配重块重量,以保证加工中电极丝合适的张力。
电极丝的走丝速度要适中。走丝速度过高,电极丝抖动严重,破坏了加工的稳定性,易造成断丝。但走丝速度也不能过低,否则加工时加工屑不能及时排出,也易断丝。
新电极丝表面有一层黑色氧化物,加工时切割速度快,工件表面呈粗黑色,这时电源能量太大,易断丝。因此对于新电极丝,加工电流需适当减小,等电极丝基本发白后,即可恢复正常电参数。
1.4 与工件相关的断丝
未经锻打、淬火、回火处理的材料,钢材中所含碳化物颗粒大,并且聚集成团,而分布又不均匀,存在较大的内应力。如果工件的内应力没有得到消除,在切割时,有的工件会开裂,把电极丝碰断,有的会使间隙变形,切缝变窄而卡断电极丝。为减少因材料引起的断丝,在电火花线切割加工前最好采用低温回火消除内应力。应选择锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的材料,钢材中所含碳化物分布均匀,从而使加工稳定性增强。如以电火花线切割加工为主要工艺的冷冲模具,尽量选用 CrWMn、 Cr12Mo、GCr15等合金工具钢,并要正确选择热加工方法和严格执行热处理规范。
锻打或熔炼的材料,工件中可能含有不导电的杂质。这些杂质不具有良好的导电性,导致加工中不断发生短路,最终勒断电极丝。解决的办法是,可编制一段每进0.05~0.1mm便后退0.5~1mm的程序,在加工中反复使用。并加大冷却液流量,一般可冲刷掉杂质,恢复正常切割。
切割较厚的铝材料时,导电块磨损较大,会使电极丝的摩擦力过大,易将电极丝拉断,应注意及时更换导电块。
加工薄工件(3mm以下)时,线架上下导丝轮的开距是固定的,一般约70mm左右。在高速走丝的情况下,电极丝失去了加工厚工件时产生的冷却液的阻尼作用,加上火花放电的影响,电极丝易抖动,也较容易断丝。解决的办法是减少脉冲放电能量,也可在上下导轮之间采用辅料加厚的方法,加大厚度以增加阻尼,也可防止钼丝抖动,这种方法较简便,而且不需调整加工电参数。
加工厚工件(大于100mm),在加工快要结束时,可用磁铁吸住将要下落的工件,或者人工保护下落的工件,使其平行缓慢下落从而防止砸断电极丝。
工件在平磨以后应退磁。若工件未退磁,电火花线切割加工中产生的电腐蚀颗粒易吸附在割缝中,特别是工件较厚时,不退磁易造成切割进给不均匀,造成短路、断丝。
1.5 与工作液相关的断丝
工作液在较长时间使用后,变得脏污、综合性能变差是引起断丝的重要原因。根据加工经验,新换的工作液每天工作8 小时,使用两天后效果最好,继续使用8~10天则易断丝,须更换新的工作液。
对要求切割速度高或大厚度工件,其工作液的配比可适当淡一些,约5%~8%的浓度,这样加工较稳定,不易断丝。用纯净水配置的工作液加工较自来水配置的工作液在加工中更稳定,较少断丝。
1.6 与操作相关的断丝
在数控电火花线切割加工上丝、穿丝操作中,如果不小心使电极丝局部打了折。打折的地方抗拉强度和承受热能负荷的能力下降,极易发生断裂。为了避免电极丝打折,在上丝、穿丝操作时应仔细认真、规范操作。
在自动找中心时,如果工艺孔壁有油污、毛刺或某些不导电的物质,当电极丝移动到孔壁时未火花放电,致使机床不能自动换向,最后勒断电极丝。因此加工前一定要将工艺孔清理干净。
某些时候需要手动切割时(人为控制进给),应眼观电流表,不得超过正常切割时的变频速度,否则极易断丝。
2 结束语
在实际的加工过程中,由于加工设备、加工工艺等各个方面造成断丝的原因有很多,需要在工作中不断总结加工经验。参考文献
[1] 范文有.高速走丝线切割机断丝原因的分析及对策[J].电加工与模具, 2002(2).
[2] 曹风国.电火花加工技术[M].北京:化学工业出版社.2005.来源:《东方模具》