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標題: 電火花數(shù)控線切割 [打印本頁]

作者: 咪嗪 時間: 2015-4-9 22:21
標題: 電火花數(shù)控線切割

　　電火花數(shù)控線切割的基本操作并不復雜，但它所涉及到的方面比較多,，如電工知識、機械設備的維修保養(yǎng)知識,、計算機知識,、機械加工知識以及單片機或HL系統(tǒng)等方面的知識,。

　　基本工作原理

　　電火花數(shù)控線切割加工目前在世界上主要分為高速走絲（7~11m/s）與低速走絲（0.2~1m/s），還有就是中速走絲,，其走絲速度介于高速與低速之間,，放電原理則與高低速走絲基本一樣。

　　坐標工作臺運動由數(shù)控系統(tǒng)通過兩個步進電機進行控制,，步進電機經(jīng)過減速箱的齒輪減速增加扭矩后帶動滾球絲杠副,，使工件臺沿兩個坐標方向運動（如若進行異形面切割，還須控制上絲架的U,、V軸進行運動）,。線切割加工時，電極絲接脈沖電源的負極,，工件接正極,。接通高頻脈沖電源后,，當電極絲某個點與工件之間的距離小于放電間隙時，它們先在兩點之間建立一個電場,，然后在電場力的作用下,，電極絲上大量帶負電子的電子高速撞擊正極工件，從而將動能轉(zhuǎn)化為熱能,，使距離電極絲最近處的工件產(chǎn)生汽化,，其高溫一般在5000攝氏度左右，局部能達到12000攝氏度,。工作液將被熔化和汽化所產(chǎn)生的微粒沖刷出切縫,，從而在工件上形成無數(shù)的小凹痕，電極絲在數(shù)控系統(tǒng)的作用下連續(xù)不斷在放電,，從而加工出所需要的形狀,。

　　工作液的作用是急速冷卻電極絲并將腐蝕物快速排出加工區(qū)，以達到連續(xù)切割的目的,。

　　加工工藝

　　線切割加工中的控制參數(shù)有脈沖間隙,、脈沖寬度、電壓,、平均加工電流,、切割速度、電極絲張緊力,、電極絲直徑和工作液種類與污染程度等因素,。

　　1、脈沖寬度Ti

　　脈寬是單脈沖放電能量的決定因素之一,，對加工速度和表面粗糙度均有很大的影響,。脈寬大則表面粗糙度值大（光潔度差），但加工速度更快,。

　　2,、脈沖間隙To

　　調(diào)節(jié)脈沖間隙實際上就是調(diào)節(jié)占空比（占空比為脈沖寬度/脈沖間隙），即調(diào)節(jié)其輸入的功率大小,，間隙越大,，更有利于排除加工區(qū)域里的腐蝕物，使后續(xù)加工更加穩(wěn)定,。但不能改變單個脈沖能量,，所以它對粗糙度影響不大，但對加工速度有較大的影響,。

　　采用矩形波時,，不同的加工厚度所對應的占空比參考值：

　　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

　　采用分組脈沖時，結(jié)合實際情況不同的加工百度所采用的參考值：

　　工件厚度mm ＜20 ＜50 ＜100 ＞100

　　小脈寬（Ti） 4 8 12 12

　　Ti/To 1：1 1：1~2 1：2~3 1：3~6

　　注：對于100mm以上的工件，使用分組脈沖要謹慎調(diào)節(jié),，否則易出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象,。對于高厚度工件的切割應當注意占空比的調(diào)節(jié)，較小時容易斷絲,。

　　3,、加工電壓

　　加工電壓一方面影響著放電能量的大小，另一方面又影響著放電間隙,，當電壓波動太大（超過額定電壓±10V）時就會影響到加工的穩(wěn)定性,，從而造成表面光潔度差或斷絲，因此如有此現(xiàn)象時應當采用穩(wěn)壓措施,。

　　注：加工工件厚度大于100mm時,，應采用高電壓100V。

　　4,、加工電流及進給速度調(diào)整

　　加工電流與脈寬,、脈間、加工電壓和進給速度都有直接的關(guān)系,。調(diào)節(jié)好前三種參數(shù)后就當調(diào)節(jié)進給速度,。

　　進給速度本身不具備提高加工速度的能力，其作用是保證加工的穩(wěn)定性,。當調(diào)節(jié)不當時會顯著影響加工能力,，并有可能造成斷絲。

　　最佳進給速度調(diào)節(jié)可參考兩個依據(jù)：

　　加工電流應當是短路電流的80%左右,；

　　可通過電流表指針的擺動情況判斷,，正常加工時電流表指針應基本不動（電機換向和每條程序執(zhí)行完再執(zhí)行下一條時除外）。如是經(jīng)常向下?lián)u擺則說明欠跟蹤,，應調(diào)快進給速度,，反之則應調(diào)慢。如指針來回大幅度搖擺則說明加工不穩(wěn)定,，應判明原因再作調(diào)節(jié)（脈寬等各項參數(shù),，還包括走絲機構(gòu)，如導輪軸承等）,，否則極易斷絲,。

　　注：加工電流越大,，放電間隙越大,。此放電間隙與脈沖間隙不一樣，與脈沖寬相當,，此是指脈沖能量所能達到工件處的最遠的距離,。

　　5、電極絲張緊力及直徑

　　線切割的電極絲有銅絲、鉬絲和鎢鉬絲等幾種,。慢走絲一般用銅絲,，快走絲一般用鎢鉬絲和鉬絲，而鉬絲又是快走絲機床中使用得最多的,。下面就主要介紹鉬絲,。

　　鉬絲的有關(guān)數(shù)據(jù)：

　　鉬絲直徑（mm）可承受平均加工電流（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：鉬絲的張緊力大小對加工精度和加工穩(wěn)定性都有較大的影響，提高并均衡鉬絲張緊力有利于加工精度和加工穩(wěn)定性的改善,，應當定期緊絲,。

　　另注：每次緊絲（大約1~2公斤力）后，應當空運行兩分鐘,，以達到均衡鉬絲張緊力的目的,。

　　工件液

　　目前常用的工作液有DX-1、DX-2,、DX-3,、DX-4和固體乳化劑等，如下表：

　　種類狀態(tài) 稀釋配比配制方法使用效果使用壽命

　　DX-1 油基形 1：10~12 加入自來水

　　DX-2 油基形 1：10~12 加入自來水效率比DX-1高10% 與DX-1相當

　　DX-3 水油基形 1：12~15 加入自來水效率比DX-1高20%,，光潔度差與DX-1相當

　　DX-4 水基形 1：16~19 加入自來水效率比DX-1高25% 比DX-1短

　　固體乳化劑固體塊狀 1：20~25 切成小塊加入自來水效率比DX-1高30%,，

　　注：DX-1不適合高厚度工件的切割，但可以與其它工作液混合使用,，如與DX-3混合可使切割速度加快,，光潔度有所改善。工作液一般使用100~150小時就需要更換,，否則會影響加工效果,。

　　操作及使用

　　1、貯絲筒排絲的左右兩端應留有3~5mm的余量,，同時應保證電極絲排絲間距3~5mm的空隙,，以防行程過頭和夾絲導致斷絲的發(fā)生。

　　2,、絲架的高度根據(jù)工件的不同高厚度進行調(diào)整,，一般以上絲架到工件上表面距離10~20mm為宜。

　　3,、電極絲垂直度的校正可采用透光法,、放電校正法，一般使用后一種,。

　　4,、如遇加工要求精度高或表面已作拋光處理的工件時，分中或找起點宜采用萬用表電阻碰絲的辦法,。將萬用表置于測量電阻檔位,，電筆任意一極與機床根本工作臺面上的正極相接，萬用表電筆另一極與工件相接，然后緩慢搖動機床X或Y坐標的任意一個,，密切注意萬用表的指針或數(shù)字變化,，多試幾次，然后刻度歸零,，如是分中則須再搖至另一端,，須注意與前一端的指針或數(shù)字須一樣。找起點時則須注意電阻值越小越好,。

　　5,、加工前應當檢查電極絲是否抖動，如抖動應先找出原因,，解決問題后再進行加工,。

　　6、在校絲后開始切割前應注意電極絲是否與工件接觸,，如接觸或不確定是否接觸時應當先關(guān)掉高頻,，再啟動水泵電機，最后啟動運絲電機,，否則極易燒斷電極絲,。

　　7、導輪與軸承為高速度運動的部件,，每分鐘轉(zhuǎn)速在7000轉(zhuǎn)以上,，且由帶有被熔化和汽化所產(chǎn)生的微粒的工作液在加工時會滲入軸承，導致磨損,，使導輪產(chǎn)生徑向或軸向跳動,，從而影響到工件表面粗糙度和精度。導輪如正常使用一般其壽命為3~6個月（按每天8小時計算）,，如切割出來的工件表面出現(xiàn)鋸齒形波紋（高中速線切割所切割出來的工件的表面有三種紋路,，一種是肉眼可見的黑白條紋但不影響加工表面質(zhì)量的，這屬于花絲現(xiàn)象（后面將作詳細介紹）,，不屬于導輪軸承的問題,；一種是矩形條紋，時高時低,，這屬于電極絲和參數(shù)不當?shù)膯栴},，另一種就是鋸齒形條紋，這便是導輪或軸承的問題了）,，電極絲抖動厲害,，并伴有軸承的跳動噪聲，就應當更換導輪,。注意,，上,、下導輪和軸承必須一起更換,，更換時軸承內(nèi)應加注高速潤滑脂,，一般油脂會影響其使用壽命，軸承須使用密封性能好的,，更換導輪裝配時應當先將所有有關(guān)的零件與工具用煤油,，最好是汽油清洗干凈。

　　8,、經(jīng)常檢查導電塊與電極絲是否良好可靠地接觸,，如接觸不好將直接影響加工過程中的穩(wěn)定性，易造成斷絲,。導電塊由于電極絲的摩擦導電,，易產(chǎn)生溝槽，從而容易將電極絲硬行卡斷,，所以應及時調(diào)整電極絲與導電塊的相對位置,，同時也要防止切割時電極絲與導電塊產(chǎn)生打火現(xiàn)象。

　　9,、切割需要控制好精度的工件時,，應當用外徑千分尺測量出電極絲直徑，計算好單邊放電間隙,，一般來說都是在電極絲半徑的基礎上加0.01mm,，也就是我們常說的一絲。但是,，對于大于100mm的工件加工時,，由于脈沖寬度加寬等因素的影響，單邊放電間隙應當適量加大,。在加工過程中如需調(diào)整參數(shù),，切記必須先暫停切割，待調(diào)整完畢后再恢復切割,，否則極易因接觸不良好而燒毀電氣元件,。

　　10、切割編程應當注意必須從工件最薄處開始,，以免變形致使工件報廢,。

　　11、對于加工精度要求較高的工件可采用兩次或多次切割,，每一次與下一次之間的放電間隔約設為0.03~0.05mm,。

　　10、因氧化物不導電,，如遇工件表面有氧化層須清除或使用手動切入（須加大脈寬,，增加功放管數(shù)量）,，切不可使用控制器控制自動切入，否則易因?qū)щ姴涣荚斐蓴嘟z,。

　　11,、切割過程中應注意工件液是否包裹電極絲，如遇堵塞需及時疏通,，否則切割出來的,，工件光潔度不好，甚至于斷絲,。另外,，水流量也不必過大，要做到下面水流量比上面大,。

　　12,、高頻開啟之后，不可用手或持導電工具同時接觸高頻電源的兩極（床身負極與工件正極）,，防止觸電,。

　　13、高厚度切割：電壓調(diào)至100V~110V,，可增加高頻電源的整體能量,，也能使高頻取樣信號（高頻取樣線即上絲架靠近后單邊導輪附近的導電塊上的那條線）有所加強。利用高脈沖高脈寬和濃度相對高一些的工作液進行切割,。切割厚度超過150mm的工件時加工電流應當控制在2.5A以下,。

　　14、歸零：找好切割起點后,，必須先鎖定X,、Y坐標歸零后再執(zhí)行進給，以防中途出現(xiàn)問題卻無法找到原始起點,，造成切割誤差,。

　　機床的維護與保養(yǎng)

　　1、定期維護：當機床運行累計500小時以上時,，需進行例行檢查,，包括各傳動部件螺絲、螺帽是否松動,，并按潤滑要求進行加油或油脂,。當機床累計工作5000小時以上，應進行全面檢修,。

　　2,、日常保養(yǎng)：機床應保持整潔，飛濺出來的工作液應及時擦掉,，特別是用DX―4時應尤為注意,。停機后,，應將工作臺面上的腐蝕物清理干凈，用煤油將導輪和導電塊清洗干凈,。

　　3,、防銹處理：停機過長或工作一定時間（半個月）后，機床還應當作涂油防護,。注意：絲桿上必須使用好的潤滑油,。

　　4,、電器：工作時應當密切注意工作液不得滲入機床內(nèi),，以防造成短路而燒毀電氣元件。當供電外部電壓超過額定電壓范圍內(nèi)（180~240V）時,，應當立即停機,，可在控制柜外增加一臺穩(wěn)壓器。

　　常見問題的原因及處理：

　　1,、斷絲原理及處理方法：

　　斷絲現(xiàn)象原因排除方法

　　剛開始切割時即斷絲： 1,、加工電流過大，進給不穩(wěn)定,；調(diào)整電源參數(shù),，減小加工電流，當切入工件,，工件壁面無火花閃出時再加大加工電流

　　2,、電極絲抖動厲害；檢查電極絲是否太松或各處松緊不一致,；檢查運絲機構(gòu),，如導輪、絲筒等有無異常跳動或振動并調(diào)整

　　3,、工件表面有毛刺,、氧化層或銳邊；清除毛刺,、氧化層或銳邊,，如是氧化層也可用大電流，大脈寬切入

　　有規(guī)律斷絲,，多在一邊或兩邊換向時斷絲 ,，絲筒換向時，未能及時切斷高頻電源,，使電極絲燒斷調(diào)整兩個行程開關(guān),，如無效，則須檢測電路部分,，確保先關(guān)高頻再換向

　　切割過程中突然斷絲 1,、選擇參數(shù)不當,，電流過大；將脈寬調(diào)小,，脈間調(diào)大,，或減少功率管數(shù)量

　　2、進給調(diào)節(jié)不當,，時快時慢斷路頻繁,；調(diào)整進給速度

　　3、工作液使用不當,，如工作液太淡,，使用時間過長太臟；按比例調(diào)配工作液

　　4,、管路堵塞,，工作液流量太小或沒有；清理管路,，確保下水嘴比上水嘴流量大

　　5,、導電塊未能與電極絲接觸或已被電極絲拉出凹痕造成接觸不良或卡斷電極絲；更換導電塊或?qū)щ妷K移位

　　6,、切割高厚度工件時,，間隙過小或使用的工作液濃度過低；使用DX-2以上工作液右改善,，但DX-3須與DX-1混合使用,，效果才好，濃度須低于一般工件的切割

　　7,、脈沖電源消波二極管性能變差,，加工中負波較大，使電極絲短時間內(nèi)切割損耗加大,；更換高頻振蕩板

　　8,、電極絲質(zhì)量差或保管不善，使之氧化,，或上絲時用不恰當?shù)墓ぞ邚埥z,，使之產(chǎn)生損傷；注意電極絲的密封與上絲須用專業(yè)工具

　　9,、切割高厚度工件時,，電極絲直徑選擇不當或使用時間過長，以致電極絲直徑太�,�,；超過150mm的工件必須使用0.18mm以上的電極絲，小于0.13mm的電極絲不宜切割高厚度工件

　　10,、絲筒轉(zhuǎn)速太慢,，造成電極絲在工作區(qū)域內(nèi)停留時間過長 ,；檢查絲筒電機是否達到額定轉(zhuǎn)速，拖板是否轉(zhuǎn)動靈活,，絲筒夾縫中是否有異物

　　工件接近切完時斷絲工件變形,，夾斷電極絲（斷之前多會出現(xiàn)短路現(xiàn)象）或工件跌落卡斷電極絲選擇適當?shù)那懈罹€路與材料，快切割完時用磁鐵吸住工件或用絲夾夾住

　　空轉(zhuǎn)時斷絲 1,、電極絲在絲筒上排列時出現(xiàn)疊絲,；檢查電極絲是否在導輪槽里，檢查排絲機構(gòu)的螺母是否間隙過大,，檢查絲筒軸線是否與絲架垂直

　　2,、絲筒轉(zhuǎn)動不靈活；檢查絲筒夾縫中是否有異物

　　3,、電極絲卡在導電塊槽內(nèi),；更換或調(diào)整導電塊位置

　　二,、加工中容易出現(xiàn)的問題：

　　問題原因排除方法

　�,。ㄒ唬┕ぜ砻骘@絲痕 1、電極絲太松或抖動,；按緊絲方法處理或按檢查導輪軸承的方法處理,；檢查調(diào)整絲筒及及滾珠絲杠上的螺絲

　　2、工作臺縱橫運動不平衡,，絲筒橫向運動時振動太大,；檢查調(diào)整工作臺及滾珠絲杠精度（此需專業(yè)人員，尤其是絲桿不得亂調(diào),，以防影響精度）

　　3,、跟蹤不穩(wěn)定；調(diào)整參數(shù)及高頻跟蹤

　�,。ǘ� 絲抖動 1,、電極絲松動；緊絲

　　2,、導輪軸承使用時間過長,，導致導輪V形槽磨損；更換

　　3,、絲筒換向時沖擊及跳動太大,；調(diào)整絲筒或更換聯(lián)軸節(jié)

　　4、電極絲因受外力而彎曲不直 ,；更換新電極絲

　　4,、

　　導輪跳動有嘯叫聲，抖動不已 1,、導輪軸向間隙過大,；調(diào)整導輪的軸向間隙

　　2,、工作液進入軸承；更換軸承和導輪

　　3,、導輪軸承使用時間過長,，導致磨損；更換導輪與軸承

　�,。ㄈ⿺嘟z 1,、電極絲長期使用而老化發(fā)脆；

　　2,、電極絲太緊及嚴重抖動,；

　　3、工作液供應不足電蝕物排不出去,；

　　4,、工件厚度與參數(shù)選擇不當，經(jīng)常短路,；

　　5,、絲筒拖板換向間隙過大造成迭絲；

　　6,、限位開關(guān)失靈致拖板超出設定行程,；

　　7、工件表面有氧化層 ,；

　　1,、更換

　　2、調(diào)整

　　3,、調(diào)整

　　4,、調(diào)整

　　5、調(diào)整

　　6,、檢查限位開關(guān)

　　7,、手工切入或清除

　　（四）絲松電極絲未張緊或電極絲使用時間過長導致松弛,；,；緊絲

　　（五）燒傷 1,、高頻電源參數(shù)選擇不當

　　2,、工作液太臟及供應不足

　　3、自動不靈敏

　　1,、調(diào)整

　　2,、更換

　　3、檢查控制箱

　　（六）工作精度不符 1,、導輪松動或垂直精度不足（校絲不準確）

　　2,、X、Y軸絲桿螺母間隙增大

　　3,、傳動齒輪間隙增大

　　4,、控制柜失靈

　　5、控制X,、Y軸的步進電機失步,，加工程序不回零

　　6、控制U,、V軸的步進電機失靈或失步檢查調(diào)校

　　1,、調(diào)校（需專業(yè)技術(shù)人員）

　　2、調(diào)校（需專業(yè)技術(shù)人員）

　　3,、檢查維修

　　4,、檢查維修

　　5、檢查維修

　�,。ㄆ撸� 剎車不靈

　　1,、剎車開關(guān)未開

　　2、剎車電容損壞

　　3,、1A保險管熔斷

　　4,、二極管擊穿；更換,，但不能使用1A以上的，否則會燒掉電線

　　3,、常見電器故障原因及排除

　　故障原因排除方法

　�,。ㄒ唬⒑仙峡傠娫撮_關(guān),，指示燈不亮,，運絲電機和水泵電機均不能起動；三相電源缺相或某相電壓過低 ,，用萬用表檢測判斷

　�,。ǘ⑦\絲電機不工作 1,、急停開關(guān)呈自鎖狀態(tài)

　　2,、換向開關(guān)失靈

　　3、絲筒超程,，超程保護開關(guān)壓住

　　4,、某一接觸器損壞

　　5、未上電極絲，但斷絲保護處于開啟狀態(tài)

　　6,、斷絲保護導電塊損壞或與電極絲接觸不良

　　7,、電機不通電或缺相

　　3、轉(zhuǎn)動絲筒,，使之松開超程保護開關(guān)

　　4,、維修或更換

　　5、上電極絲或關(guān)掉斷絲保護開關(guān)

　　6,、更換導電塊或調(diào)整電極絲與導電塊的位置

　　7,、檢查電路

　　（三）運絲電機不換向 1,、換向開關(guān)失靈

　　2,、接觸器損壞

　　3、接觸器線圈兩端無220V電壓

　�,。ㄋ模┻\絲電機轉(zhuǎn)動但不移動 1,、齒輪嚙合不好或絲筒超程，絲桿脫離 ,；輕推動絲筒拖板使絲桿與螺母接觸,，搖動絲筒使之與螺母結(jié)合，切記不可用力過猛,，以免撞壞

　　運絲電機經(jīng)常無故停機 1,、進線插頭接觸不良

　　2、三相電壓波動太大或電壓太低 ,；加裝穩(wěn)壓電源

　�,。ㄎ澹� 斷絲保護不起作用

　　1、使用時間太長,，導電塊處太臟,，導致導電塊與機床的絕緣被破壞

　　2、線路問題

　�,。┧秒姍C不工作電源線接觸不好

　　啟動電容損壞

　　水泵電機進水,，線圈燒毀檢修

　　可用萬用表測量檢查

　　繞線圈，并需常常檢查水位,，不得高出水泵軸上端的防護圈

　　模式開關(guān)關(guān)閉機床不能起動導電塊與電極絲接觸不良

　　導電塊與機床電器箱的連接導線斷裂

　　斷絲保護及總�,？刂瓢鍝p壞檢修

　　檢修

　　更換

　　24V步進電機鎖不住保險絲燒斷

　　全橋整流器擊穿

　　濾波電解電容器擊穿

　　斷路

　　插頭接觸不良更換

作者: duanyz 時間: 2015-4-9 22:59
感謝樓主分享，收藏起來慢慢看

作者: BULINGBULING 時間: 2015-4-10 00:09
贊一個,，謝樓主分享

作者: zhuchenyu0000 時間: 2015-4-10 08:23
謝謝分享

作者: deng8839 時間: 2015-4-10 08:50
和我以前教材上面的差不多,。。,。

作者: dashizuijimo 時間: 2015-4-10 09:56

比較全面的資料謝謝分享

作者: 竹桿捅飛機 時間: 2015-4-10 10:06
好東西,，贊一個�,。�

作者: liqiangsghnr 時間: 2015-4-15 14:57
最好是配上機器結(jié)構(gòu)圖講解,，這樣便于理解和學習,。

作者: wfl540832024 時間: 2015-4-18 16:11
謝謝分享！

作者: mingchundong 時間: 2016-1-19 10:22
我公司使用并聯(lián)電容式分組脈沖電源,，由單片機提供脈沖,。實際脈沖加工電壓為90V,實際加工間隙電壓為多少？限流電阻為9歐,，12歐,，4.5歐，限流電阻如何選取和計,？限流電阻實際消耗功率為多少,？

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