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斷絲問題一直是線切割加工中的一個嚴重的問題.它使加工停頓并不得不從頭開始,浪費大量工時,破壞了加工面的完整性,增加了實現(xiàn)無人操作加工的困難,阻礙線切割工藝的進一步發(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,認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.他們設計的防斷絲控制系統(tǒng)在工件度!"((以內(nèi)時效果不錯.著名的比利時魯文大學教授; 左右的比例隨機分布.以此為斷絲先兆信號設計的防止斷絲的試驗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)斷絲先兆采取防護措施的線切割機床裝置.南京航空航天大學特種加工研究室,經(jīng)過對斷絲問題的研究,認為:斷絲過程開始于加工過程的不穩(wěn).加工不穩(wěn)定促放電在一點上集中.放電集中又引起放電在時間上密集,這就使輸入間隙的能量增加且集中于一點,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載增加且集中在一點上,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床的重要組成部分,是影響線切割加工的最關鍵的設備.在高速走絲方式線切割加工中,電極絲往復使用,如果它出現(xiàn)損耗會直接影響加工精度,損耗較大時還會增大斷絲的概率,因此,線切割脈沖電源應具有使電極絲低損耗性能.
2、冷卻系統(tǒng)當線切割機床上的冷卻系統(tǒng)不完善時,加工時冷卻液隨電極絲運動四處飛濺,進不到切縫中去,電極絲無法得到充分冷卻,易引起電極絲被燒斷.在實際線切割加工之前應檢查冷卻系統(tǒng)是否完善.
3、走絲機構線切割加工中電極絲的振動好象是一個紡錘,中間振動幅度大,兩頭小,如果振動引起的這個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，新安裝的鉬絲，要先緊絲再加工，緊絲時用力不要太大。鉬絲在加工一段時間后，由于自身的拉伸而變松。當伸長量較大時，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。應經(jīng)常檢查鉬絲的松緊程度，如果存在松弛現(xiàn)象，要及時拉緊。鉬絲安裝。鉬絲要按規(guī)定的走向繞在貯絲筒上，同時固定兩端。繞絲時，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，以免電機換向頻繁而使機件加速損壞，也防止鉬絲頻繁參與切割而斷絲。機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向立柱，擋絲棒不像導輪那樣作滾動運動，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，必須及時檢查并進行翻轉和更換，否則會出現(xiàn)疊絲斷絲。
5、運絲機構。線切割機的運絲機構主要是由貯絲筒、線架和導輪組成。當運絲機構的精度下降時（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，嚴重時會使鉬絲從導輪槽中脫出拉斷。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，因此必須及時更換磨損的軸和軸承等零件。貯絲筒換向時，如沒有切斷高頻電源，會導致鉬絲在短時間內(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是否失靈。要保持貯絲筒、導輪轉動靈活，否則在往返運動時會引起運絲系統(tǒng)振動而斷絲。繞絲后空載走絲檢驗鉬絲是否抖動，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，因此也需及時更換。導輪軸承的磨損將直接影響導絲精度，此外，當導輪的V型槽、寶石限位塊、導電塊磨損后產(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)生在機床使用時間較長、加工工件較厚、運絲機構不易清理的情況下。因此在機床使用中應定期檢查運絲機構的精度，及時更換易磨損件。
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)應力，因為如果工件的內(nèi)應力沒有得到消除，在切割時，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，由于排屑困難，導電塊磨損較大，注意及時更換工件裝夾：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，可在加工快要結束時，用磁鐵吸住將要下落的工件，或者人工保護下落的工件，使其平行緩慢下落從而防止斷絲。
7、電參數(shù)選擇不當也是引起斷絲的一個重要原因，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，同時峰值電流和空載電壓不宜過高，否則使單個脈沖能量變大，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。當切割厚度較大的工件時，應盡量選用大脈寬電流，同時放電間隙也要大一點，長而增強排屑效果，提高切割的穩(wěn)定性。
從線切割機床和工藝采取有效措施,使線切割加工過程盡快進入穩(wěn)定狀態(tài),再輔以斷絲先兆的防護措施,不僅可防止斷絲,而且能進一步提高加工速度。 |
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