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斷絲問題一直是線切割加工中的一個(gè)嚴(yán)重的問題.它使加工停頓并不得不從頭開始,浪費(fèi)大量工時(shí),破壞了加工面的完整性,增加了實(shí)現(xiàn)無人操作加工的困難,阻礙線切割工藝的進(jìn)一步發(fā)展.因此,研究斷絲的原因和防止斷絲的方法一直是國內(nèi)外線切割工藝研究中的一個(gè)重要課題.
國內(nèi)外研究簡況早在!"80年代末,專家們注意到斷絲通常與短路增加有關(guān),認(rèn)為絲振及短路均會造成加工速度的降低并會增加斷絲的概率.隨后,'發(fā)現(xiàn)在斷絲前,放電頻率會突然增加.他們設(shè)計(jì)的防斷絲控制系統(tǒng)在工件度!"((以內(nèi)時(shí)效果不錯(cuò).著名的比利時(shí)魯文大學(xué)教授; 左右的比例隨機(jī)分布.以此為斷絲先兆信號設(shè)計(jì)的防止斷絲的試驗(yàn)裝置取得了較好的效果.研究表明：不同類型的脈沖電源的斷絲先兆信號不同,凡能反映向放電間隙中輸入能量大小的量,在斷絲前都會有一個(gè)突然增加,原則上都可作為斷絲先兆信號.目前國外已有根據(jù)斷絲先兆采取防護(hù)措施的線切割機(jī)床裝置.南京航空航天大學(xué)特種加工研究室,經(jīng)過對斷絲問題的研究,認(rèn)為:斷絲過程開始于加工過程的不穩(wěn).加工不穩(wěn)定促放電在一點(diǎn)上集中.放電集中又引起放電在時(shí)間上密集,這就使輸入間隙的能量增加且集中于一點(diǎn),造成局部高溫,致使電極絲被燒斷.這就是斷絲的全部過程."斷絲的原因斷絲的直接原因是輸入間隙的熱負(fù)載增加且集中在一點(diǎn)上,而起因是加工過程的不穩(wěn)定.既然斷絲的起因是加工過程的不穩(wěn)定,那么根據(jù)加工過程不穩(wěn)定的信號,采取有效措施使之盡快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),才是從根本上克服斷絲問題的方法.
1、脈沖電源是線切割機(jī)床的重要組成部分,是影響線切割加工的最關(guān)鍵的設(shè)備.在高速走絲方式線切割加工中,電極絲往復(fù)使用,如果它出現(xiàn)損耗會直接影響加工精度,損耗較大時(shí)還會增大斷絲的概率,因此,線切割脈沖電源應(yīng)具有使電極絲低損耗性能.
2、冷卻系統(tǒng)當(dāng)線切割機(jī)床上的冷卻系統(tǒng)不完善時(shí),加工時(shí)冷卻液隨電極絲運(yùn)動四處飛濺,進(jìn)不到切縫中去,電極絲無法得到充分冷卻,易引起電極絲被燒斷.在實(shí)際線切割加工之前應(yīng)檢查冷卻系統(tǒng)是否完善.
3、走絲機(jī)構(gòu)線切割加工中電極絲的振動好象是一個(gè)紡錘,中間振動幅度大,兩頭小,如果振動引起的這個(gè)差值超過電極絲彈性限度,就會引起斷絲.
4、鉬絲的松緊程度。如果鉬絲安裝太松，則鉬絲抖動厲害，不僅會造成斷絲，而且由于鉬絲的抖動直接影響工件表面粗糙度。但鉬絲也不能安裝得太緊，太緊內(nèi)應(yīng)力增大，也會造成斷絲，因此鉬絲在切割過程中，其松緊程度要適當(dāng)，新安裝的鉬絲，要先緊絲再加工，緊絲時(shí)用力不要太大。鉬絲在加工一段時(shí)間后，由于自身的拉伸而變松。當(dāng)伸長量較大時(shí)，會加劇鉬絲振動或出現(xiàn)鉬絲在貯絲筒上重疊。使走絲不穩(wěn)而引起斷絲。應(yīng)經(jīng)常檢查鉬絲的松緊程度，如果存在松弛現(xiàn)象，要及時(shí)拉緊。鉬絲安裝。鉬絲要按規(guī)定的走向繞在貯絲筒上，同時(shí)固定兩端。繞絲時(shí)，一般貯絲筒兩端各留10mm，中間繞滿不重疊，寬度不少于貯絲筒長度的一半，以免電機(jī)換向頻繁而使機(jī)件加速損壞，也防止鉬絲頻繁參與切割而斷絲。機(jī)床上鉬絲引出處有擋絲棒，擋絲棒是由兩根紅寶石制成的導(dǎo)向立柱，擋絲棒不像導(dǎo)輪那樣作滾動運(yùn)動，他們直接與鉬絲接觸，作滑動摩擦。因此磨損很快，使用不久柱體與鉬絲接觸的地方就會形成深溝，必須及時(shí)檢查并進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和更換，否則會出現(xiàn)疊絲斷絲。
5、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)。線切割機(jī)的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)主要是由貯絲筒、線架和導(dǎo)輪組成。當(dāng)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的精度下降時(shí)（主要是傳動軸承），會引起貯絲筒的徑向跳動和軸向竄動。貯絲筒的徑向跳動會使電極絲的張力減小，造成絲松，嚴(yán)重時(shí)會使鉬絲從導(dǎo)輪槽中脫出拉斷。貯絲筒的軸向竄動會使排絲不勻，產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象。貯絲筒的軸和軸承等零件常因磨損而產(chǎn)生間隙，也容易引起絲抖動而斷絲，因此必須及時(shí)更換磨損的軸和軸承等零件。貯絲筒換向時(shí)，如沒有切斷高頻電源，會導(dǎo)致鉬絲在短時(shí)間內(nèi)溫度過高而燒斷鉬絲，因此必須檢查貯絲筒后端的行程開關(guān)是否失靈。要保持貯絲筒、導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動靈活，否則在往返運(yùn)動時(shí)會引起運(yùn)絲系統(tǒng)振動而斷絲。繞絲后空載走絲檢驗(yàn)鉬絲是否抖動，若發(fā)生抖動要分析原因。貯絲筒后端的限位擋塊必須調(diào)整好，避免貯絲筒沖出限位行程而斷絲。擋絲裝置中擋塊與快速運(yùn)動的鉬絲接觸、摩擦，易產(chǎn)生溝槽并造成夾絲拉斷，因此也需及時(shí)更換。導(dǎo)輪軸承的磨損將直接影響導(dǎo)絲精度，此外，當(dāng)導(dǎo)輪的V型槽、寶石限位塊、導(dǎo)電塊磨損后產(chǎn)生的溝槽，也會使電極絲的摩擦力過大，易將鉬絲拉斷。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在機(jī)床使用時(shí)間較長、加工工件較厚、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)不易清理的情況下。因此在機(jī)床使用中應(yīng)定期檢查運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的精度，及時(shí)更換易磨損件。
6、工件材料：對不經(jīng)鍛打、不淬火材料，在線切割加工前最好采用低溫回火消除內(nèi)應(yīng)力，因?yàn)槿绻ぜ膬?nèi)應(yīng)力沒有得到消除，在切割時(shí)，有的工件會開裂，把鉬絲碰斷；有的會使間隙變形，把鉬絲夾斷或彈斷。如淬火后T8鋼在線切割加工中及易引起斷絲盡量少用。切割厚鋁材料時(shí)，由于排屑困難，導(dǎo)電塊磨損較大，注意及時(shí)更換工件裝夾：雖然線切割加工過程中工件受力極小，但仍需牢固夾緊工件，防止加工過程中因工件位置變動造成斷絲同時(shí)要避免由于工件的自重和工件材料的彈性變形造成的斷絲。在加工厚重工件時(shí)，可在加工快要結(jié)束時(shí)，用磁鐵吸住將要下落的工件，或者人工保護(hù)下落的工件，使其平行緩慢下落從而防止斷絲。
7、電參數(shù)選擇不當(dāng)也是引起斷絲的一個(gè)重要原因，所以要根據(jù)工件厚度選擇合理的電參數(shù)，將脈沖間隔拉開一些，有利于熔化金屬微粒的排出，同時(shí)峰值電流和空載電壓不宜過高，否則使單個(gè)脈沖能量變大，切割速度加快，容易產(chǎn)生集中放電和拉弧，引起斷絲。一般空載電壓為100V左右。在電火花加工中，電弧放電是造成負(fù)極腐蝕損壞的主要因素，再加上間隙不合適，容易使某一脈沖形成電弧放電，只要電弧放電集中于某一段，就會引起斷絲。根據(jù)工件厚度選擇合適的放電間隙：放電間隙不能太小，否則容易產(chǎn)生短路，也不利于冷卻和電蝕物的排出；放電間隙過大，將影響表面粗糙度及加工速度。當(dāng)切割厚度較大的工件時(shí)，應(yīng)盡量選用大脈寬電流，同時(shí)放電間隙也要大一點(diǎn)，長而增強(qiáng)排屑效果，提高切割的穩(wěn)定性。
從線切割機(jī)床和工藝采取有效措施,使線切割加工過程盡快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),再輔以斷絲先兆的防護(hù)措施,不僅可防止斷絲,而且能進(jìn)一步提高加工速度。 |
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