【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(jī)理探討 ......................................................... 29 現(xiàn)有鉬絲運(yùn)行長度控制方法 ........................................................................ 31 第 3 頁 共 61 頁 縮短行程開關(guān)之間的距離 .................................................................. 31 步進(jìn)電機(jī)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(jié) ......................................................................................................... 34 第四章 基于單片機(jī)控制的短循環(huán)走絲方式設(shè)計(jì) .................................................... 35 換向系統(tǒng)組成與短循環(huán)換向方法 ................................................................ 35 單片機(jī)的選型 ....................................................................................... 36 AT89C2051 單片機(jī)的特征、組成和使用 .......................................... 36 鍵盤的設(shè)計(jì) .................................................................................................... 40 換向控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................ 41 短循環(huán)加工子程序結(jié)構(gòu) ...................................................................... 42 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) .............................................................................. 43 換向子程序設(shè)計(jì) .................................................................................. 43 自動(dòng)停機(jī)方法 ...................................................................................... 44 系統(tǒng)抗干擾措施 ............................................................................................ 45 系統(tǒng)控制 電路 ................................................................................................ 46 本章小結(jié) ........................................................................................................ 48 第五章 短循環(huán)走絲控制的實(shí)踐 ................................................................................ 49 采取的線切割機(jī)床及有關(guān)參數(shù) .................................................................... 49 循環(huán)控制 ........................................................................................................ 50 實(shí)際加工運(yùn)轉(zhuǎn)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(jié) ........................................................................................................ 54 第六章 結(jié)論與展望 .................................................................................................... 55 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 57 致 謝 ............................................................................................................................ 60 第 4 頁 共 61 頁 摘 要 本課題屬于企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目 。實(shí)踐表明，該控制系統(tǒng)電路輸出控制信號穩(wěn)定 ； 從實(shí)際效果上看，可顯著提高工件表面質(zhì)量。 第 7 頁 共 61 頁 國內(nèi)外電火花線切割機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀 目前我國生產(chǎn)和使用的絕大多數(shù)為高速快走絲電火花線切割機(jī)床，而國外生 產(chǎn)和使用的則主要為慢速單向走絲電火花線切割機(jī)床 。 第 8 頁 共 61 頁 國外電火花線切割機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r 國外電火花線切割機(jī)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(jì)進(jìn)行調(diào)整，使溫差不超過 1℃ 。由于 電源小的電解作用，切割表面會產(chǎn)生變質(zhì)層，直接影響表面質(zhì) 量和加工精度 ． 為 了解決這個(gè)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(jī)床還采用了低床身 設(shè)計(jì)，跨距可調(diào)整線架，改進(jìn)調(diào)節(jié)方式，提高了調(diào)節(jié)精度和線架自身的剛性，同 第 10 頁 共 61 頁 時(shí)也使操作更為方便。例 如深圳福斯特公司的 DK7725 機(jī)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(jìn)行多次切割時(shí)尤為重要。 DK7732 電火花線切割機(jī)性能優(yōu)異，操作方便，榮獲 19%年上海市優(yōu)秀新產(chǎn)品三等獎(jiǎng)。 就國外電火花線切割 機(jī)制造廠家而言，目前已進(jìn)入了一個(gè)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(yù)見現(xiàn)時(shí)的加工精度、速度、粗糙度及操作性能、機(jī)床的功能等都不會就此止步。而低速走絲機(jī)床運(yùn)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(jī)床加工的工件精度可達(dá) 0． 5μ m． 表面粗糙度可達(dá) Ra0． 05。 本課題來自金華市信達(dá)機(jī)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(jī)床 23 臺，常年對外進(jìn)行模具鋼的線切割服務(wù)和模具制造工作。 機(jī)械系統(tǒng) 作為機(jī)床主機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)，主要由床身，坐標(biāo)工作臺，走絲機(jī)構(gòu) (含電機(jī)、 絲架、儲絲筒、導(dǎo)向機(jī)構(gòu) )等組成，如下圖所示。滾動(dòng)導(dǎo)軌滾珠式、滾柱式和滾針式等結(jié)構(gòu)形式。其傳動(dòng)系統(tǒng)如 下 ： 電機(jī) → 聯(lián)軸器 → 高速旋轉(zhuǎn)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(shù)控電火花線切割機(jī)床的主要 組成部分，是影響線切割加工工藝指標(biāo)的主要部件之一。 脈沖寬度越窄，即放電時(shí)間越短，放電所產(chǎn)生的熱量就越來不及傳導(dǎo)和擴(kuò)散，而 被局限在 工件和電極絲間很小的范圍內(nèi)。 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(diào)節(jié)。 進(jìn)給系統(tǒng)的控制作用，是在電極絲相對工件按一定方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)放電間 隙的大小與狀態(tài)自動(dòng)控制進(jìn)給速度，以使進(jìn)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(qiáng)迫循環(huán)，工 作壓力和流量較小，結(jié)構(gòu)簡單、液箱體積小，振動(dòng)和噪音小等特點(diǎn)，系統(tǒng)示意如 圖 25 所示。同時(shí)，電子流動(dòng)產(chǎn)生磁場，磁場又反過來對電子流產(chǎn)生向心的磁壓縮效應(yīng)。 4 極間介質(zhì)的消電離 隨著脈沖電壓的結(jié)束，脈沖電流迅速降為零，但此后仍應(yīng)有一段間隔時(shí)間， 使間隙介質(zhì)消電離，即放電通道中的帶電粒子復(fù)合為中性粒子，恢復(fù)本次放電通 道處間隙介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以及降低電極表面溫度等，以免下次總是重復(fù)在同一 第 23 頁 共 61 頁 處發(fā)生放電而導(dǎo)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(fù)使用，損耗小。模具配合間隙、加工精度通常都能達(dá)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(dòng)在 T 型槽內(nèi)擋鐵位置來調(diào)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(yán)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(yùn)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(shí)踐加工表明，采用上述短距離行程開關(guān)控制走絲方式對零件進(jìn)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(shè)備沒有做任何的改制，既可實(shí)現(xiàn)短距離循環(huán)走絲方式的加工。 由于步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，通過程序的編制，可方便地用于復(fù)雜精確的起停、正反轉(zhuǎn)及變速控制。這一技術(shù)可用于現(xiàn)有設(shè)備的改造和新型設(shè)備的生產(chǎn)，具有良好的經(jīng) 濟(jì)效益和推廣價(jià)值。 第 35 頁 共 61 頁 第四章 基于單片機(jī)控制的短循環(huán)走絲方式設(shè)計(jì) 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(jī)的選型 AT89C2051 單片機(jī)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(shè)計(jì) 第 41 頁 共 61 頁 換向控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 第 42 頁 共 61 頁 短循環(huán)加工子程序結(jié)構(gòu) 第 43 頁 共 61 頁 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 換向子程序設(shè)計(jì) 第 44 頁 共 61 頁 自動(dòng)停機(jī)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(jié) 第 49 頁 共 61 頁 第五章 短循環(huán)走絲控制的實(shí)踐 采取的線切割機(jī)床及有關(guān)參數(shù) 第 50 頁 共 61 頁 循環(huán)控制