找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

手机号码,快捷登录

手机号码,快捷登录

查看: 23879|回复: 9

[分享] 快走丝线切割工作原理与简单维修

[复制链接]
发表于 2016-8-8 19:05:14 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国河南郑州
电火花数控线切割的基本操作并不复杂,但它所涉及到的方面比较多,如电工知识、机械设备的维修保养知识、计算机知识、机械加工知识以及单片机或HL系统等方 面的知识。
基本工作原理
电火花数控线切割加工目前在世界上主要分为高速走丝(7~11m/s)与低速走丝(0.2~1m/s),还有就是中速走丝,其走丝速度介于高速与低速之间,放电原理则与高低速走丝基本一样。
坐标工作台运动由数控系统通过两个步进电机进行控制,步进电机经过减速箱的齿轮减速增加扭矩后带动滚球丝杠副,使工件台沿两个坐标方向运动(如若进行异形面切割,还须控制上丝架的U、V轴进行运动)。线切割加工时,电极丝接脉冲电源的负极,工件接正极。接通高频脉冲电源后,当电极丝某个点与工件之间的距离小于放电间隙时,它们先在两点之间建立一个电场,然后在电场力的作用下,电极丝上大量带负电子的电子高速撞击正极工件,从而将动能转化为热能,使距离电极丝最近处的工件产生汽化,其高温一般在5000摄氏度左右,局部能达到12000摄氏度。工作液将被熔化和汽化所产生的微粒冲刷出切缝,从而在工件上形成无数的小凹痕,电极丝在数控系统的作用下连续不断在放电,从而加工出所需要的形状。
工作液的作用是急速冷却电极丝并将腐蚀物快速排出加工区,以达到连续切割的目的。
加工工艺
线切割加工中的控制参数有脉冲间隙、脉冲宽度、电压、平均加工电流、切割速度、电极丝张紧力、电极丝直径和工作液种类与污染程度等因素。
1、 脉冲宽度
Ti
脉宽是单脉冲放电能量的决定因素之一,对加工速度和表面粗糙度均有很大的影响。脉宽大则表面粗糙度值大(光洁度差),但加工速度更快。
2、 脉冲间隙
To
调节脉冲间隙实际上就是调节占空比(占空比为脉冲宽度/脉冲间隙),即调节其输入的功率大小,间隙越大,更有利于排除加工区域里的腐蚀物,使后续加工更加稳定。但不能改变单个脉冲能量,所以它对粗糙度影响不大,但对加工速度有较大的影响。
采用矩形波时,不同的加工厚度所对应的占空比参考值:
工件厚度 <10 <30 <60 <100 <150 >
200
占空比 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:
6~8
采用分组脉冲时,结合实际情况不同的加工百度所采用的参考值:
工件厚度mm <20 <50 <100 >
100
小脉宽(Ti)
4 8 12 12
Ti/To 1
:1 1:1~2 1:2~3 1:
3~6
注:对于100mm以上的工件,使用分组脉冲要谨慎调节,否则易出现断丝现象。对于高厚度工件的切割应当注意占空比的调节,较小时容易断丝。
3、 加工电压
加工电压一方面影响着放电能量的大小,另一方面又影响着放电间隙,当电压波动太大(超过额定电压±10V)时就会影响到加工的稳定性,从而造成表面光洁度差或断丝,因此如有此现象时应当采用稳压措施。
注:加工工件厚度大于100mm时,应采用高电压100V。
4、 加工电流及进给速度调整
加工电流与脉宽、脉间、加工电压和进给速度都有直接的关系。调节好前三种参数后就当调节进给速度。
进给速度本身不具备提高加工速度的能力,其作用是保证加工的稳定性。当调节不当时会显著影响加工能力,并有可能造成断丝。
最佳进给速度调节可参考两个依据:
加工电流应当是短路电流的80%左右;
可通过电流表指针的摆动情况判断,正常加工时电流表指针应基本不动(电机换向和每条程序执行完再执行下一条时除外)。如是经常向下摇摆则说明欠跟踪,应调快进给速度,反之则应调慢。如指针来回大幅度摇摆则说明加工不稳定,应判明原因再作调节(脉宽等各项参数,还包括走丝机构,如导轮轴承等),否则极易断丝。
注:加工电流越大,放电间隙越大。此放电间隙与脉冲间隙不一样,与脉冲宽相当,此是指脉冲能量所能达到工件处的最远的距离。
5、电极丝张紧力及直径
线切割的电极丝有铜丝、钼丝和钨钼丝等几种。慢走丝一般用铜丝,快走丝一般用钨钼丝和钼丝,而钼丝又是快走丝机床中使用得最多的。下面就主要介绍钼丝。
钼丝的有关数据:
钼丝直径(mm) 可承受平均加工电流(A) 切割厚度(mm)
0.08 <2 <
30
0.10
<3 <
40
0.12
<3.5 <
50
0.13
<4 <
80
0.14
<4.5 <
150
0.15
<5 <
200
0.16
<6 <
250
0.18
<8 <
300
0.20
<10 <
400
0.22
<12 <
500
注:钼丝的张紧力大小对加工精度和加工稳定性都有较大的影响,提高并均衡钼丝张紧力有利于加工精度和加工稳定性的改善,应当定期紧丝。
另注:每次紧丝(大约1~2公斤力)后,应当空运行两分钟,以达到均衡钼丝张紧力的目的。
工件液
目前常用的工作液有DX-1、DX-2、DX-3、DX-4和固体乳化剂等,如下表:
种类 状态 稀释配比 配制方法 使用效果 使用寿命
DX-1 油基形 1:10~12 加入自来水
DX-2 油基形 1:10~12 加入自来水 效率比DX-1高10% 与DX-1相当
DX-3 水油基形1:12~15 加入自来水效率比DX-1高20%,光洁度差 与DX-1相当
DX-4 水基形 1:16~19 加入自来水 效率比DX-1高25% 比DX-1短
固体乳化剂 固体块状1:20~25 切成小块加入自来水效率比DX-1高30%,
注:DX-1不适合高厚度工件的切割,但可以与其它工作液混合使用,如与DX-3混合可使切割速度加快,光洁度有所改善。工作液一般使用100~150小时就需要更换,否则会影响加工效果。
操作及使用
1、贮丝筒排丝的左右两端应留有3~5mm的余量,同时应保证电极丝排丝间距3~5mm的空隙,以防行程过头和夹丝导致断丝的发生。
2、丝架的高度根据工件的不同高厚度进行调整,一般以上丝架到工件上表面距离10~20mm为宜。
3、电极丝垂直度的校正可采用透光法、放电校正法,一般使用后一种。
4、如遇加工要求精度高或表面已作抛光处理的工件时,分中或找起点宜采用万用表电阻碰丝的办法。将万用表置于测量电阻档位,电笔任意一极与机床根本工作台面上的正极相接,万用表电笔另一极与工件相接,然后缓慢摇动机床X或Y坐标的任意一个,密切注意万用表的指针或数字变化,多试几次,然后刻度归零,如是分中则须再摇至另一端,须注意与前一端的指针或数字须一样。找起点时则须注意电阻值越小越好。
5、加工前应当检查电极丝是否抖动,如抖动应先找出原因,解决问题后再进行加工。
6、在校丝后开始切割前应注意电极丝是否与工件接触,如接触或不确定是否接触时应当先关掉高频,再启动水泵电机,最后启动运丝电机,否则极易烧断电极丝。
7、导轮与轴承为高速度运动的部件,每分钟转速在7000转以上,且由带有被熔化和汽化所产生的微粒的工作液在加工时会渗入轴承,导致磨损,使导轮产生径向或轴向跳动,从而影响到工件表面粗糙度和精度。导轮如正常使用一般其寿命为3~6个月(按每天8小时计算),如切割出来的工件表面出现锯齿形波纹(高中速线切割所切割出来的工件的表面有三种纹路,一种是肉眼可见的黑白条纹但不影响加工表面质量的,这属于花丝现象(后面将作详细介绍),不属于导轮轴承的问题;一种是矩形条纹,时高时低,这属于电极丝和参数不当的问题,另一种就是锯齿形条纹,这便是导轮或轴承的问题了),电极丝抖动厉害,并伴有轴承的跳动噪声,就应当更换导轮。注意,上、下导轮和轴承必须一起更换,更换时轴承内应加注高速润滑脂,一般油脂会影响其使用寿命,轴承须使用密封性能好的,更换导轮装配时应当先将所有有关的零件与工具用煤油,最好是汽油清洗干净。
8、经常检查导电块与电极丝是否良好可靠地接触,如接触不好将直接影响加工过程中的稳定性,易造成断丝。导电块由于电极丝的摩擦导电,易产生沟槽,从而容易将电极丝硬行卡断,所以应及时调整电极丝与导电块的相对位置,同时也要防止切割时电极丝与导电块产生打火现象。
9、切割需要控制好精度的工件时,应当用外径千分尺测量出电极丝直径,计算好单边放电间隙,一般来说都是在电极丝半径的基础上加0.01mm,也就是我们常说的一丝。但是,对于大于100mm的工件加工时,由于脉冲宽度加宽等因素的影响,单边放电间隙应当适量加大。在加工过程中如需调整参数,切记必须先暂停切割,待调整完毕后再恢复切割,否则极易因接触不良好而烧毁电气元件。
10、切割编程应当注意必须从工件最薄处开始,以免变形致使工件报废。
11、对于加工精度要求较高的工件可采用两次或多次切割,每一次与下一次之间的放电间隔约设为0.03~0.05mm。
10、因氧化物不导电,如遇工件表面有氧化层须清除或使用手动切入(须加大脉宽,增加功放管数量),切不可使用控制器控制自动切入,否则易因导电不良造成断丝。
11、切割过程中应注意工件液是否包裹电极丝,如遇堵塞需及时疏通,否则切割出来的,工件光洁度不好,甚至于断丝。另外,水流量也不必过大,要做到下面水流量比上面大。
12、高频开启之后,不可用手或持导电工具同时接触高频电源的两极(床身负极与工件正极),防止触电。
13、高厚度切割:电压调至100V~110V,可增加高频电源的整体能量,也能使高频取样信号(高频取样线即上丝架靠近后单边导轮附近的导电块上的那条线)有所加强。利用高脉冲高脉宽和浓度相对高一些的工作液进行切割。切割厚度超过150mm的工件时加工电流应当控制在2.5A以下。
14、归零:找好切割起点后,必须先锁定X、Y坐标归零后再执行进给,以防中途出现问题却无法找到原始起点,造成切割误差。
机床的维护与保养
1、定期维护:当机床运行累计500小时以上时,需进行例行检查,包括各传动部件螺丝、螺帽是否松动,并按润滑要求进行加油或油脂。当机床累计工作5000小时以上,应进行全面检修。
2、日常保养:机床应保持整洁,飞溅出来的工作液应及时擦掉,特别是用DX—4时应尤为注意。停机后,应将工作台面上的腐蚀物清理干净,用煤油将导轮和导电块清洗干净。
3、防锈处理:停机过长或工作一定时间(半个月)后,机床还应当作涂油防护。注意:丝杆上必须使用好的润滑油。
4、电器:工作时应当密切注意工作液不得渗入机床内,以防造成短路而烧毁电气元件。当供电外部电压超过额定电压范围内(180~240V)时,应当立即停机,可在控制柜外增加一台稳压器。

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

发表于 2020-3-8 20:57:19 | 显示全部楼层 来自 中国上海
谢谢,学习中

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

回复

使用道具 举报

发表于 2022-3-29 23:44:52 | 显示全部楼层 来自 中国重庆
感谢分享!!!1

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

回复

使用道具 举报

发表于 2022-4-4 09:14:52 | 显示全部楼层 来自 中国广东深圳
感谢分享

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

回复

使用道具 举报

发表于 2022-4-14 20:18:35 | 显示全部楼层 来自 中国江苏苏州
感谢大师

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

回复

使用道具 举报

发表于 2022-11-23 08:28:56 | 显示全部楼层 来自 中国浙江宁波
感谢分享!!!

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

回复

使用道具 举报

发表于 2022-11-23 18:30:51 | 显示全部楼层 来自 中国安徽池州

好东西要顶啊

不要加网友的QQ或微信!请勿与网友私下钱财交易!

回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|手机版|小黑屋|爱数控网 ( 沪ICP备14029127号-2 )

GMT+8, 2024-3-29 14:53 , Processed in 0.094352 second(s), 7 queries , Redis On.

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2023 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表