线切割机操作入门

电火花线切割加工是利用电火花放电对导电材料产生电蚀现象实现加工的 是电 热和流 体动力综合作用的结果 在火花放电过程中 脉冲电压是产生电火花放电的必要条件 而 高频电源就是产生脉冲电压的一个大功率高频脉冲信号源 是数控线切割机床中的一个重 要组成部件 在使用中要学会正确调节各个参数 一 调节原则 1 工件高度为 50mm 左右 钼丝直径在 0 16mm 时 切割加工时 一般置 电压调整 旋钮 2 档 脉冲幅度 开关接通 1 2 2 级 脉宽选择 旋钮 3 档 间隔微调 旋钮中间位置 切割 电流稳定在 2 0A 左右 不同高度工件详见 切割参数选择表 2 进给速度 由控制器选定 选定 在确定电压 幅度 脉宽 间隔后 先用人为短路的 办法 测定短路电流 然后开始切割 调节控制器的变频档位和跟踪旋钮等 使加工电流 达到短路电流的 70 75 为最佳 3 在切割加工时 各个状态的切换尽量在丝筒换向或关断高频时进行 且不要单次大幅度 调整状态 以免断丝 4 新换钼丝刚开始切割时 加工电流选择正常切割电流的三分之一至三分之二 经十来 分钟切割后 调至正常值 以延长钼丝使用时间 二 短路电流测试 置 电压调整 旋钮 2 档 脉冲幅度 开关接通 1 2 2 脉宽选择 旋钮 3 档 间隔微调 旋钮 中间位置 用较粗导线短路高频输出端 上线臂前端靠上导轮的一块钨钢是高频输出负极 工作台上沿是高频输出正极 开高频电源 开丝筒电机 开控制器高频控制开关 此时高 频电源电流表指示约为 2 8A 三 各个参数的选择 1 工作电压的选择 操作方法 旋转 电压调整 旋钮 可选择 70 110V 的加工电压 分为三档 电压表指示值 即为加工电压值 选择原则说明 高度在 50mm 以下的工件 加工电压选择在 70V 即第一档 高度在 50mm 150mm 的工件 加工电压选择在 90V 即第二档 高度在 150mm 以上的工件 加工电压选择在 110V 即第三档 2 工作电流的选择 改变 脉冲幅度 开关和调节 脉宽选择 和 间隔微调 旋钮都可以改变工作电流 这里指的 工作电流的选择就是指改变脉冲幅度开关的调节 操作方法 改变 脉冲幅度 五个开关的通断状态 可有 12 个级别的功率输出 能灵活 地调节输出电流 保证在各种不同工艺要求下所需的平均加工电流 如 2 个标有 2 的开关 接通 等于 1 个标有 1 和标有 3 的开关接通 其它类同 选择原则说明 脉冲幅度 开关接通级数越多 相当于功放管数选得越多 加工电流 就越大 加工速度也就快一些 但在同一脉冲宽度下 加工电流越大 表面粗糙度也就越 差 一般情况下 高度在 50mm 以下的工件 脉冲幅度开关接通级数在 1 5 级 如 1 2 3 或 1 2 1 3 或 2 2 1 2 2 或 2 3 高度在 50mm 150mm 的工件 脉冲幅度开关接通级数在 3 9 级 如 3 或 1 2 2 2 或 3 1 2 3 或 1 2 2 3 3 2 2 3 或 3 3 1 3 3 2 或 3 2 2 1 高度在 150mm 300mm 的工件 脉冲幅度开关接通级数在 6 11 级 如 3 3 2 2 3 或 3 3 1 3 3 2 或 3 2 2 1 3 3 2 1 3 3 2 2 3 3 2 2 1 3 脉冲宽度的选择 操作方法 旋转 脉宽选择 旋钮 可选择 8 s 80 s 脉冲宽度 分五档 分别为 1 档为 8 s 二档为 20 s 三档为 40 s 四档为 60 s 五档为 80 s 选择原则说明 脉冲宽度宽时 放电时间长 单个脉冲的能量大 加工稳定 切割效 率高 但表面粗糙度较差 反之 脉冲宽度窄时 单个脉冲的能量就小 加工稳定较差 切割效率低 但表面粗糙度较好 一般情况下 高度在 15mm 以下的工件 脉冲宽度选 1 5 档 高度在 15mm 50mm 的工件 脉冲宽度选 2 5 档 高度在 50mm 以上的工件 脉冲宽度选 3 5 档 4 脉冲间隔的选择 操作方法 旋转 间隔微调 旋钮 调节脉冲间隔宽度的大小 顺时针旋转间隔宽度 变大 逆时针旋转间隔宽度变小 选择原则说明 加工工件高度较高时 适当加大脉冲间隔 以利排屑 减少切割处 的电蚀污物的生成 使加工较稳定 防止断丝 因为在脉宽档位确定的情况下 间隔在 间 隔微调 旋钮确定下 间隔宽度是一定的 所以要调节间隔大小就是旋转 间隔微调 旋钮 在有稳定高频电流指示的情况下 旋转 间隔微调 旋钮时 电流变小表示间隔变大 电流 变大表示间隔变小 四 切割参数表 仅供参考 工件厚度 mm 加工电压 V 电工电流 A 脉宽档位 档 间隔微调 位 置 脉冲幅度 级 15700 8 1 81 5中间3 15 50700 8 2 02 5中间5 50 99901 2 2 23 5中间7 100 150901 2 2 43 5间隔变大9 150 2001101 8 2 83 5间隔变大9 200 2501101 8 2 83 5间隔变大9 250 3001101 8 2 83 5间隔变大11 高频电源常见故障分析 一 现象 保险丝断 原因 功率放大电路的整流电源的桥式整流堆击穿 短路 二 现象 电源指示正常 无高频电流 原因 1 输出线开路 2 高频电流表内部开路 3 控制回路故障 换向行程开关 SQ3 常闭触点不通 机床高频继电器线包断或触点 不通 控制器无 12V 输出 4 振荡电路故障 振荡板无 12V 电源 NE555 IC 损坏 脉宽和间隔调节开关损坏 三 现象 电源指示正常 高频短路电流异常偏大 原因 1 NE555 IC 损坏 2 VMOS 功率管击穿 3 脉宽和间隔调节开关损坏 线切割加工工件表面质量的改善与提高 电火花线切割机按切割速度可分为高速走丝和低速走丝两种 低速走丝线切割机所加工的 工件表面粗糙度和加工精度比高速走丝线切割机稍好 但低速走丝线切割机床的机床成本 和使用成本都比较高 目前在国内还没有普及 而我国独创的高速走丝线切割机床它结构 简单 机床成本和使用成本低 易加工大厚度工件 经近 40 年发展 已成为我国产量最大 应用最广泛的机床种类之一 在模具制造 新产品试制和零件加工中得到了广泛应用 由于高速丝线切割机是采取线电极高速往复供丝的方式 线电极的损耗均匀地分布在近 300 米电极丝上 虽然电极丝的损耗极小 但电火花线切割机工作时影响其加工工件表面 质量的因素很多 更需要对其有关加工工艺参数进行合理选配 才能保证所加工工件表面 质量 对线切割加工质量有直接影响的因素主要涉及人员 设备 材料等方面 为了改善加工 工件表面质量 可以从影响最大的人为因素 机床因素和材料因素等三方面来考虑对加工 质量的控制方式和改进方法 笔者在教学 科研和生产实践中对影响线切割加工工件表面 质量的相关因素方面做了一些探索和研究 积累了少许行之有效的工作经验 现介绍如下 一 影响线切割加工工件表面质量的人为因素的控制与改善 人为因素的控制与改善主要包括加工工艺的确定和加工方法的选择 这可以通过以下几 点来实现 1 合理安排切割路线 该措施的指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的内部应力平 衡 防止工件材料在切割过程中因在夹具等的作用下 由于切割路线安排不合理而产生显 著变形 致使切割表面质量下降 例如 工件与其夹持部分的分离应安排在最后 使加工 中刚性较好 如下图 其中 a 为错误的切割路线 b 为正确的切割路线 2 正确选择切割参数 对于不同的粗 精加工 其丝速和丝的张力应以参数表为基础作 适当调整 为了保证加工工件具有更高的精度和表面质量 可以适当调高线切割机的丝张 力 虽然制造线切割机床的厂家提供了适应不同切割条件的相关参数 但由于工件的材料 所需要的加工精度以及其他因素的影响 使得人们不能完全照搬书本上介绍的切割条件 而应以这些条件为基础 根据实际需要作相应的调整 例如若要加工厚度为 27mm 的工件 则在加工条件表中找不到相当的情况 这种条件下 必须根据厚度在 20mm 30mm 间的 切割条件做出调整 主要办法是 加工工件的厚度接近哪一个标准厚度就选择其为应设定 的加工厚度 3 采用近距离加工 为了使工件达到高精度和高表面质量 根据工件厚度及时调整丝架 高度 使上喷嘴与工件的距离尽量靠近 这样就可以避免因上喷嘴离工件较远而使线电极 振幅过大影响加工工件的表面质量 4 注意加工工件的固定 当加工工件即将切割完毕时 其与母体材料的连接强度势必下 降 此时要防止因加工液的冲击使得加工工件发生偏斜 因为一旦发生偏斜 就会改变切 割间隙 轻者影响工件表面质量 重者使工件切坏报废 所以要想办法固定好被加工工件 二 影响线切割加工工件表面质量的机床因素的控制与改善 高速走丝电火花线切割机属于高精度机床 机床的维护保养非常重要 因为加工工件的 高精度和高质量是直接建立在机床的高精度基础上的 因此在每次加工之前必须检查机床 的工作状态 才能为获得高质量的加工工件提供条件 需注意的环节和应采取的措施如下 1 在加工前 必须检查电极丝 电极丝的张力对加工工件的表面质量也有很大的影响 加工表面质量要求高的工件 应在不断丝的前提下尽可能提高电极丝的张力 2 高速走丝线切割机一般采用乳化油与水配制而成的工作液 火花放电必须在具有一定 绝缘性能的液体介质中进行 工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩 从而局限在 较小的通道半径内火花放电 形成瞬时和局部高温来熔化并气化金属 放电结束后又迅速 恢复放电间隙成为绝缘状态 绝缘性能太低 则工作液成了导电体 而不能形成火花放电 绝缘性能太高 则放电间隙小 排屑难 切割速度降低 加工前要根据不同的工艺条件选 择不同型号的乳化液 再者必须检查与冷却液有关的条件 检查加工液的液量及赃污程度 保证加工液的绝缘性能 洗涤性能 冷却性能达到要求 3 必须检查导电块的磨损情况 高速走丝线切割机一般在加工了 50 80 小时后就须考虑 改变导电块的切割位置或者更换导电块 有脏污时需用洗涤液清洗 必须注意的是 当变 更导电块的位置或者更换导电块时 必须重新校正电极丝的垂直度 以保证加工工件的精 度和表面质量 4 检查导轮的转动情况 若转动不好则应更换 还必须仔细检查上 下喷嘴的损伤和脏 污程度 用清洗液清除脏物 有损伤时需及时更换 还应经常检查贮丝筒内丝的情况 丝 损耗过大就会影响加工精度及表面质量 需及时更换 此外 导电块 导轮和上 下喷嘴 的不良状况也会引起线电极的振动 这时即使加工表面能进行良好的放电 但因线电极振 动 加工表面也很容易产生波峰或条纹 最终引起工件表面粗糙度变差 5 保持稳定的电源电压 电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定 从而引起击穿 放电过程不稳定而影响工件的表面质量 三 影响线切割加工工件表面质量的材料因素的控制与改善 为了加工出尺寸精度高 表面质量好的线切割产品 必须对所用工件材料进行细致考虑 1 由于工件材料不同 熔点 气化点 导热系数等都不一样 因而即使按同样方式加工 所获得的工件表面质量也不相同 因此必须根据实际需要的表面质量对工件材料作相应的 选择 例如要达到高精度 就必须选择硬质合金类材料 而不应该选不锈钢或未淬火的高 碳钢等 否则很难达到所需要求 2 由于工件材料内部残余应力对加工的影响较大 在对热处理后的材料进行加工时 由 于大面积去除金属和切断加工会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏 从而可能影响 零件的加工精度和表面质量 为了避免这些情况 应选择锻造性好 淬透性好 热处理变 形小的材料 3 加工过程中应将各项参数调到最佳状态 以减少断丝现象 如果发生断丝势必会回到 起始点 重新上丝再次进行加工 使加工工件表面质量和加工精度下降 在加工过程中还 应注意倾听机床发出的声音 正常加工的声音应为很光滑的 哧 哧 声 同时 正常加工时 机床的电流表 电压表的指针应是振幅很小 处于稳定状态 此时进给速度均匀而且平稳 影响电火花线切割加工工件表面质量的因素很多 但只要对其进行系统的分析和科学的 分类 就可以对这类复杂而且零乱的因素进行控制与调配 从而改善和提高工件表面质量 切割过程中突然断丝 原因 1 选择电参数不当 电流过大 2 进给调节不当 忽快忽慢 开路短路频繁 3 工作液使用不当 如错误使用普通机床乳化液 乳化液太稀 使用时间长 太脏 4 管道堵塞 工作液流量大减 5 导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕 造成接触不良 6 切割厚件时 间歇过小或使用不适合切厚件的工作液 7 脉冲电源削波二极管性能变差 加工中负波较大 使钼丝短时间内损耗加大 8 钼丝质量差或保管不善 产生氧化 或上丝时用小铁棒等不恰当工具张丝 使丝产生损伤 9 贮丝筒转速太慢 使钼丝在工作区停留时间过长 10 切割工件时钼丝直径选择不当 解决方法 1 将脉宽档调小 将间歇檔调大 或减少功率管个数 2 提高操作水平 进给调节合适 调节进给电位器 使进给稳定 3 使用线切割专用工作液 4 清洗管道 5 更换或将导电块移一个位置 6 选择合适的间歇 使用适合厚件切割的工作液 7 更换削波二极管 8 更换钼丝 使用上丝轮上丝 9 合理选择丝速檔 10 按使用说明书的推荐选择钼丝直径 快走丝线切割工作液的配制 线切割工作液由专用乳化油与自来水配制而成 有条件采用蒸馏水或磁化水与乳化油配制 效果更好 工作液配制的浓度取决于加工工件的厚度 材质及加工精度要求 从工件厚度来看 厚度小于 30mm 的薄型工件 工