【正文】 ............................................................................. 28 第三章 循環(huán)換向控制方法 ........................................................................................ 29 鉬絲長度對表面粗糙度影響機理探討 ......................................................... 29 現(xiàn)有鉬絲運行長度控制方法 ........................................................................ 31 第 3 頁 共 61 頁 縮短行程開關之間的距離 .................................................................. 31 步進電機控制循環(huán)走絲方式 ............................................................... 32 短循環(huán)換向控制方法 .................................................................................... 33 本章小結 ......................................................................................................... 34 第四章 基于單片機控制的短循環(huán)走絲方式設計 .................................................... 35 換向系統(tǒng)組成與短循環(huán)換向方法 ................................................................ 35 單片機的選型 ....................................................................................... 36 AT89C2051 單片機的特征、組成和使用 .......................................... 36 鍵盤的設計 .................................................................................................... 40 換向控制系統(tǒng)的軟件設計 ............................................................................ 41 短循環(huán)加工子程序結構 ...................................................................... 42 中斷服務程序設計 .............................................................................. 43 換向子程序設計 .................................................................................. 43 自動停機方法 ...................................................................................... 44 系統(tǒng)抗干擾措施 ............................................................................................ 45 系統(tǒng)控制 電路 ................................................................................................ 46 本章小結 ........................................................................................................ 48 第五章 短循環(huán)走絲控制的實踐 ................................................................................ 49 采取的線切割機床及有關參數 .................................................................... 49 循環(huán)控制 ........................................................................................................ 50 實際加工運轉情況 ........................................................................................ 52 改造后短循環(huán)的控制方法對粗糙度的影響 ...................................... 52 短循環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性 ...................................................................... 54 本章小結 ........................................................................................................ 54 第六章 結論與展望 .................................................................................................... 55 參考文獻 ...................................................................................................................... 57 致 謝 ............................................................................................................................ 60 第 4 頁 共 61 頁 摘 要 本課題屬于企業(yè)技術改造項目 。實踐表明，該控制系統(tǒng)電路輸出控制信號穩(wěn)定 ； 從實際效果上看，可顯著提高工件表面質量。 第 7 頁 共 61 頁 國內外電火花線切割機床發(fā)展的現(xiàn)狀 目前我國生產和使用的絕大多數為高速快走絲電火花線切割機床，而國外生 產和使用的則主要為慢速單向走絲電火花線切割機床 。 第 8 頁 共 61 頁 國外電火花線切割機床發(fā)展狀況 國外電火花線切割機床的發(fā)展，在原則上離不開三大趨勢。兩套系統(tǒng)通過溫度計進行調整，使溫差不超過 1℃ 。由于 電源小的電解作用，切割表面會產生變質層，直接影響表面質 量和加工精度 ． 為 了解決這個問題， SODICK 公司推出了 BS 電源，既無電解作用的電源，可以提高工件表面的硬度，從而延長模具壽命。有些機床還采用了低床身 設計，跨距可調整線架，改進調節(jié)方式，提高了調節(jié)精度和線架自身的剛性，同 第 10 頁 共 61 頁 時也使操作更為方便。例 如深圳福斯特公司的 DK7725 機床，使用 V型塊及紅寶石圓棒組成定位限幅器， 電極絲從中通過，該裝置在進行多次切割時尤為重要。 DK7732 電火花線切割機性能優(yōu)異，操作方便，榮獲 19%年上海市優(yōu)秀新產品三等獎。 就國外電火花線切割 機制造廠家而言，目前已進入了一個比較穩(wěn)定的成長期，線切割的加工速度在目前這種加工方式和條件下再要大幅度提高比較困難，但可以預見現(xiàn)時的加工精度、速度、粗糙度及操作性能、機床的功能等都不會就此止步。而低速走絲機床運行成本很高，銅電極一次使用，工作液是要求很高的去離子水。如果線切割方法不能 滿足這 些要求，必然會不斷出現(xiàn)的新的加工方式所代替。阿奇 VERTEX 型機床加工的工件精度可達 0． 5μ m． 表面粗糙度可達 Ra0． 05。 本課題來自金華市信達機械制造有限公司，該公司是一家在金華市模具制造 行業(yè)頗有影響的模具制造企業(yè)，擁有各種類型高速快走絲線切割機床 23 臺，常年對外進行模具鋼的線切割服務和模具制造工作。 機械系統(tǒng) 作為機床主機的機械系統(tǒng)，主要由床身，坐標工作臺，走絲機構 (含電機、 絲架、儲絲筒、導向機構 )等組成，如下圖所示。滾動導軌滾珠式、滾柱式和滾針式等結構形式。其傳動系統(tǒng)如 下 ： 電機 → 聯(lián)軸器 → 高速旋轉絲筒 → 齒輪副 → 絲 桿 副 第 18 頁 共 61 頁 脈沖電源 電火花線切割脈沖電源通常又叫高頻電源，是數控電火花線切割機床的主要 組成部分，是影響線切割加工工藝指標的主要部件之一。 脈沖寬度越窄，即放電時間越短，放電所產生的熱量就越來不及傳導和擴散，而 被局限在 工件和電極絲間很小的范圍內。 但是脈沖間隔太小，會使消電離過程不充分，造成電弧放電并引起加工表面 燒傷。 (1) 脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器是脈沖電源的脈沖源，脈沖寬度 t1，脈沖間隔 t0 和脈沖頻率 f 均由脈沖發(fā)生器確定和調節(jié)。 進給系統(tǒng)的控制作用，是在電極絲相對工件按一定方向運動時，根據放電間 隙的大小與狀態(tài)自動控制進給速度，以使進給速度與工件蝕除的線速度相平衡， 維持穩(wěn)定的切割加工。此系統(tǒng)一 般由液泵、液箱、過濾器、管道、控制閥等部分組成，具有不采用強迫循環(huán)，工 作壓力和流量較小，結構簡單、液箱體積小，振動和噪音小等特點，系統(tǒng)示意如 圖 25 所示。同時，電子流動產生磁場，磁場又反過來對電子流產生向心的磁壓縮效應。 4 極間介質的消電離 隨著脈沖電壓的結束，脈沖電流迅速降為零，但此后仍應有一段間隔時間， 使間隙介質消電離，即放電通道中的帶電粒子復合為中性粒子，恢復本次放電通 道處間隙介質的絕緣強度，以及降低電極表面溫度等，以免下次總是重復在同一 第 23 頁 共 61 頁 處發(fā)生放電而導致電弧放電，從而保證在別 處按兩極相對最近處或電阻率最小處 形成下一擊穿放電通道。 4． 電極絲往復使用，損耗小。模具配合間隙、加工精度通常都能達到要 此外，還可以加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模 模 具 。工作臺行程可通過移動在 T 型槽內擋鐵位置來調節(jié)，拉開兩塊擋鐵間的距離行程就長，反之則短。這一精度雖有嚴格控制，但其誤差還是不可避免的，在高速快走絲電火花線切割運行過程中，這一誤差對 鉬 絲的松緊程度有較大的影響，其分析如圖 31 所示。 實踐加工表明，采用上述短距離行程開關控制走絲方式對零件進行加工，可有效地提高零件的表面粗糙度，而且這種循環(huán)加工的方式優(yōu)勢在于，對設備沒有做任何的改制，既可實現(xiàn)短距離循環(huán)走絲方式的加工。 由于步進電機的動態(tài)響應快，通過程序的編制，可方便地用于復雜精確的起停、正反轉及變速控制。這一技術可用于現(xiàn)有設備的改造和新型設備的生產，具有良好的經 濟效益和推廣價值。 第 35 頁 共 61 頁 第四章 基于單片機控制的短循環(huán)走絲方式設計 換向系統(tǒng)組成與短循環(huán)換向方法 第 36 頁 共 61 頁 單片 機的選型 AT89C2051 單片機的特征、組成和使用 第 37 頁 共 61 頁 第 38 頁 共 61 頁 第 39 頁 共 61 頁 第 40 頁 共 61 頁 鍵盤的設計 第 41 頁 共 61 頁 換向控制系統(tǒng)的軟件設計 第 42 頁 共 61 頁 短循環(huán)加工子程序結構 第 43 頁 共 61 頁 中斷服務程序設計 換向子程序設計 第 44 頁 共 61 頁 自動停機方法 第 45 頁 共 61 頁 系統(tǒng)抗干擾措施 第 46 頁 共 61 頁 系統(tǒng)控制電路 第 47 頁 共 61 頁 第 48 頁 共 61 頁 本章小結 第 49 頁 共 61 頁 第五章 短循環(huán)走絲控制的實踐 采取的線切割機床及有關參數 第 50 頁 共 61 頁 循環(huán)控制