探讨高速走丝电火花线切割机断丝的原因及解决方法

1、机床与液压20051No15189探讨高速走丝电火花线切割机断丝的原因及解决方法谭彬,张蓉(湖南大学衡阳分校机械系,衡阳421101)摘要:针对高速走丝线切割机易断丝的问题,从选择电极丝、运丝机构、绕丝方法、安装工件、选择工艺参数及操作等方面提出了减少断丝的方法。关键词:线切割机;断丝;方法中图分类号:TG580166文献标识码:B文章编号:1001-3881(2005)5-189-1TheDiscussionoftheProblemofCuttingSilkforWEDMandtheSolutionTANBin,ZHANGRong(HunanUniversityHengyangBranch,

2、Hengyang421101,China)Abstract:TheproblemofcuttingsilkforWEDMwasdiscussed,andsomemethodstosolvetheproblemwerepresented,inclu2dingchoosingelectrodethread,threadfeedingmechanism,circlingsilk,installingworkpiece,choosingelectricparametersandoper2atingmethods.Keywords:WEDM;Cuttingsilk;Method0引言电火花线切割是利用火

3、花放电对金属的电腐蚀作用来实现切割加工的,它为机械制造业中加工某些特殊的材料、特殊形状的工件提供了切实可行的方法,如高强度、高硬度的淬火钢;微细异型孔、窄缝等。相对国外来说,我国的高速走丝线切割机发展相当好。我校DK7725电火花线切割机就是这种高速走丝线切割机,一直使用在教学中,但经常出现断丝。现就我校DK7725高速走丝线切割机易断丝的问题,总结高速走丝线切割机断丝的普遍原因,找出减少断丝的具体方法。1选择电极丝高速走丝线切割机进行加工时,在满足加工要求的前提下,尽量选用较粗的电极丝,这样可以提高电极丝的张力,减少抖动;同时切缝加宽,工作液更容易渗透,有利于排出金属粉尘;另一方面由于电极丝

4、质量不过关,丝径有变化,甚至有小凹块,加工时容易断丝,若电极丝材料被氧化,加工时也容易断丝;在储丝筒上经常使用的电极丝,由于损耗,就会影响到加工精度、稳定性等,要及时更换电极丝。一般来说,须选用质量好的较粗的电极丝。2运丝机构(图1)运丝是电动机通过联轴节带动储丝筒交替做正反向转动,电极丝整齐排列在储丝筒上,并经过丝架导轮做反复运动。这些部件安装不当,间隙图1WEDM运丝不合理,转动不灵活,运动时机构示意图有偏摆都会使电极丝运动受阻,从而引起断丝。因此要仔细调整运丝机构各部件的位置,保持储丝筒、导轮转动灵活。同时上下导轮模块长期使用,会被污垢堵塞,妨碍电极丝顺利走丝,引起断丝。为减少断丝,要定

5、期清洗导丝模块。3绕丝电极丝是按规定的走向(不重叠)整齐绕在储丝筒上,拉紧电极丝,把它固定在储丝筒两端。绕丝量的多少由储丝筒的长度来决定,最少不得少于储丝筒长度的一半,两端各留出15mm左右不排丝,中间尽可能排满丝。这样可避免电机频繁换向加速电极丝损耗。绕丝完毕,调整换向挡块的位置,两端各留20mm左右的电极丝不参加切割,以免换向时由于惯性导致储丝筒超出挡块位置而发生断丝。启动电机空载走丝,检验电极丝是否抖动,确定是否拉紧。此外,加工完毕后,应在换向后不久才停机,防止储丝筒因惯性超出挡块位置而拉断电极丝。加工一段时间后,由于电极丝的自身拉伸也会出现松弛,从而出现电极丝在丝筒上重叠或走丝不稳、抖

6、动等现象,应及时修正、拉紧电极丝。4选择工艺参数线切割加工的工艺参数很多,主要有脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流及电压等,在选择参数时要兼顾加工速度、稳定性、表面质量等。通常参数选得越大,加工速度快、表面粗糙度大,就容易断丝。一般根据加工要求、电极丝直径、工件的厚度选择工艺参数。脉冲选得稍宽些,有利于电蚀后金属粉尘的排出,同时峰值电流和空载电压不宜过高,否则使单个脉冲能量变大,切割速度加快,产生集中放电、拉弧,从而引起断丝。5安装工件线切割力虽然很小,但工件仍需要固定。若在加工中工件位置变动就会出现夹丝从而造成断丝。6操作方法加工工件时,从孔或端面开始加工在最初放电位置最容易出现断丝,特别是工件存

7、在毛刺、铁锈或污物时,要在该处集中放电,如图2所示。在加工之(下转第182页)© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.1824D;机床与液压20051No15D平衡缸柱塞直径,D=280mm;p平衡缸的工作压力,由液压系统提供,考虑到运动副之间的摩擦,取p=8MPa。平衡缸的运动速度由液压系统流量保证,该流量值应满足:-223Qmax2vA=2×312×10×0128×60×104=23614(L/min)式中:2v2个平衡缸应达

8、到的最大速度,v=0132×10-3t=/0101=312×10-2(m/s);t平衡缸克服齿侧间隙所需要的时间,该值由工艺要求确定为0101s;Qmax二辊平衡液压系统应提供的最大流量。液压系统应提供的功率为:N=pQ=617×10×-3-323614×10÷60×10=2614(kW)若该功率全部直接由泵站电机提供,则电机功率不能低于2614kW,这样的功率在平衡缸的平衡过程中(缸保压不动的状态),是以液压油热能的形式白白浪费掉的。如果不采取措施,势必产生系统能耗大、液压油发热快的后果。因此,合理设计液压系统的动力装置,

9、减少功耗是很有必要的。为此,设计了恒压泵+蓄能器的动力源,如图2所示。蓄能器的总容积按应急动力源要求设计为:VKQt=5×23614×1/6020(L)这样,泵站的流量只按系统的泄漏量设计即可。实际系统的泵站流量按最小规格的液压泵(力士乐公司的A10VSO28DR恒压变量泵)选取。-66电机功率N电=qnp=28×10×1500×8×10×106÷60=516(kW)这样,电机功率可下降N=2614-516=2018(kW),从而可大大节省系统改造工程的投资。213按系统的压力平稳性要求设计系统压力控制-3为补油系

10、统,蓄能器为辅助动力源的方案。因此,要控制平衡缸工作压力,关键是控制好蓄能器站的压力。由于液压泵只起补油作用,只有在蓄能器容腔内的压力低于规定值才需要启动补油泵。因此,平衡缸工作过程中,如果系统有良好的密封性,则液压泵可以长时间不启动。为此,采用恒压泵的调定压力为蓄能器的最高工作压力、蓄能器的工作压力由压力继电器控制的方案。系统采用带压力数字显示的二通道输出压力开关进行两级压力控制,在系统压力达到8MPa时,泵自动卸荷,蓄能器补充柱塞液压缸无杆腔中的内泄漏并保持压力稳定;当压力低于7MPa时,泵自动启动,提供压力油。数字式压力继电器的压力分辨率可按要求设定(最低为01001MPa),从而提高了

11、系统的压力控制精度。恒压变量泵的压力流量特性曲线如图3所示。由图3可知,这种泵本身的压力控制精度可达p=1MPa,已满足系统对压力稳定性的要求。如果结合蓄能器中数字式压力继电器的控制,则液压泵可在平衡图3恒压变量泵的压力流量特性曲线缸压力低于规定值才启动。这样,大大减小泵的工作时间,进一步降低能耗。3结论采用恒压变量泵+蓄能器的动力源设计液压系统的保压回路,可减小电机和液压泵的规格,节省设备投资,确保液压系统在工作中的能耗最低。作者简介:许益民,男,1962年12月生,汉族,湖北省鄂州市人。副教授,工学硕士。主要研究方向为液压控制技术、计算机应用、液压系统的状态监测与故障诊断等。电话027-86333211,E-mail:xuy2iminvip1sina1com。装置按节能要求设计的液压动力装置,采用了液压泵(上接第189页)前,先要清除起始位置的毛刺、铁锈,然后用稍弱的加工条件进行加工。收稿时间:2004-06-237总结以上对线切割加工可能出现的断丝情况作了简要分析,提出了减少断丝的方法,仅供参考。参考文献【1】赵万生1特种加工