【正文】 3 工件
。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。擋絲裝置中擋塊與快速運(yùn)動(dòng)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。繞絲后空載走絲檢驗(yàn)鉬絲是否抖動(dòng)，若發(fā)生抖動(dòng)要分析原因。貯絲筒換向時(shí)，如沒有切斷高頻電源，會(huì)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。貯絲筒的軸向竄動(dòng)會(huì)使排絲不勻，產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象。當(dāng)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的精度下降時(shí) (主要是傳動(dòng)軸承 )，會(huì)引起貯絲筒的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。因此磨損很快，使用不久柱體與鉬絲接觸的地方就會(huì)形成深溝，必須及時(shí)檢查并進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和更換，否則會(huì)出現(xiàn)疊絲斷絲。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。 鉬絲安裝。使走絲不穩(wěn)而引起斷絲。鉬絲在加工一段時(shí)間后，由于自身的拉伸而變松。如果鉬絲安裝太松，則鉬絲抖動(dòng)厲害，不僅會(huì)造成斷絲，而且由于鉬絲的抖動(dòng)直接影響工件表面粗糙度。如果在切割工件過程中多次斷絲，不僅會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)帶來重新繞絲的麻煩；不僅耽誤時(shí)間，而且會(huì)在工件上產(chǎn)生斷絲痕跡，影響加工質(zhì)量，嚴(yán) 重的會(huì)造成工件報(bào)廢。 27 高速走絲線切割機(jī)床斷絲的解決方法 高速走絲線切割機(jī)床適合加工各種復(fù)雜形狀的沖模及單件齒輪、花鍵、尖角窄縫類零件，具有速度快、周期短等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用非常普及。 但從有色金屬加工學(xué)來講，當(dāng)鋅的比例超過 40%后，電極絲的α單相結(jié)晶組織將變成α和β雙相結(jié)晶組織，此時(shí)材料會(huì)變得太脆而不適合加工成直徑很小的細(xì)絲。 在切割過程中，由于高溫放電作用，切割線會(huì)在瞬間達(dá)到 2020℃以上高溫，氣化后的鋅會(huì)把切割中放電產(chǎn)生的能量帶到切割金屬的表面，并改善沖洗效果，同時(shí)鋅氣化所產(chǎn)生的氣壓還會(huì)把放電產(chǎn)生的蝕物吹走。 二、電極絲的特性 一種新技術(shù)的引進(jìn)，要經(jīng)過模仿、吸收、消化、創(chuàng)新這一過程，從最初的 H65 普通黃銅(65%的銅， 35%的鋅 )，到現(xiàn)在應(yīng)用越來越多的 H6 H62 等含鋅量更高的黃銅，人們認(rèn)識(shí)到在切割過程中真正起作 用的是鋅。 2020 年后，越來越多的使用者開始嘗試使用高性能的黃銅絲、鍍鋅電極絲等復(fù)合電極絲，并逐漸認(rèn)識(shí)到不同加工條件下選用不同類型的電極絲會(huì)收到更好的效果。 還有不少使用者在引進(jìn)高性能線切割機(jī)時(shí)，由于缺乏對(duì)選擇電極絲重要性的認(rèn)識(shí)，不管什么機(jī)型或加工狀況，都把價(jià)廉的普通黃銅電極絲作為唯一選擇。 隨著發(fā)展電火花加工已逐漸向高速度、高品質(zhì)方向發(fā)展，但中國仍處于較低的發(fā)展水平。自上世紀(jì)七八十年代鍍鋅電極絲發(fā)明以來，市場(chǎng)上先后出現(xiàn)了普通黃銅電極絲、鍍鋅電極絲、鉬絲、鎢絲、復(fù)合絲 (里層為鋼絲，外表為銅等 )等各種各樣的電極絲。現(xiàn)在國際上流行的慢走絲機(jī)床設(shè)計(jì)理念就是根據(jù)電極絲性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，而電極絲技術(shù)的突破往往又會(huì)帶動(dòng)線切割機(jī)設(shè)計(jì)的 革新。電極絲技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 從最初使用的無氧銅絲切割到現(xiàn)在的復(fù)合線切割，慢走絲切割的發(fā)展經(jīng)歷了從低效率、低品質(zhì)到高效率、高品質(zhì)、自動(dòng)化、專業(yè)化生產(chǎn)的漫長歷程。特別是慢走絲線切割加工，已成為模具制造與機(jī)械加工行業(yè)提高加工效率和品質(zhì)的一種必不可少的加工方法。在平均加工速度為 50mm2/min 時(shí)，通過多次切割能穩(wěn)定獲得 Ra≤ 微米的表面粗糙度，精度≤ 10 微米。如蘇州三光 HA 系列往復(fù)走絲線切割機(jī)床，采用 SKD2 控制系統(tǒng)和 EAPT 自動(dòng)編程系統(tǒng) ，控制系統(tǒng)帶有專家數(shù)據(jù)庫，可為用戶提供詳細(xì)的多次加工工藝參數(shù)。 5．小結(jié) 往復(fù)走絲線切割機(jī)床實(shí)現(xiàn)多次切割是精密傳動(dòng)及控制技術(shù)、脈沖電源技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的綜合應(yīng)用的結(jié)果，也是提高切割加工精度及表面質(zhì)量的重要手段。因此可采取了兩次緊絲的方法來提高上述指標(biāo)。其中一次切割是雙面對(duì)稱余量加工，此時(shí)電極絲是在一個(gè)較封閉的環(huán)境中進(jìn)行切割加工，對(duì)電極絲振動(dòng)的阻尼作用較大，同時(shí)有利于電極絲在切縫中的穩(wěn)定；而第二次切割是單邊余量加工，加工時(shí)作用在電極絲上的放電力是不對(duì)稱的，電極絲兩側(cè)的阻尼狀態(tài)也不一樣，切縫對(duì)電極絲振幅的約束整平作用也不存在了。另外在加工過程中，電極絲在高速運(yùn)動(dòng) (其運(yùn)動(dòng)速度為 300～ 700m/min)和切割中產(chǎn)生高溫 (10000℃左右 )作用，加之老化使電極絲損耗、直徑減小，造成張力下降、振幅增大，從而導(dǎo)致加工中振 動(dòng)增大，影響加工效果。電極絲振動(dòng)的原因主要有貯絲筒的動(dòng)態(tài)不平衡、徑向跳動(dòng)、貯絲筒軸承、導(dǎo)輪、導(dǎo)輪軸承的動(dòng)態(tài)跳動(dòng)以及電極絲的張力等。 表 1 工作液配方比例 名稱百分比作用 水 % 電解質(zhì) ％控制適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率 防銹劑 %防銹、防腐 消泡劑 ％加強(qiáng)滲透、洗滌、潤滑效果 有機(jī)化合物 5～ 7％提高粘度，同時(shí)起到爆炸劑的作用， 洗滌劑 %加強(qiáng)滲透、洗滌、潤滑效果 結(jié)合劑 %控制粘度 4．易損件 當(dāng)?shù)谝淮吻懈罴庸そY(jié)束時(shí)，其切割加工的大量工 作已經(jīng)完成，接下來的多次切割加工，實(shí)質(zhì)是針對(duì)提高加工工件精度和表面質(zhì)量進(jìn)行的。經(jīng)過大量的試驗(yàn)，確定該工作液以自來水為主要成份，添入適當(dāng)?shù)奶砑觿?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)△ f 過大時(shí)，相當(dāng)于機(jī)床空走，即沒有進(jìn)行火花放電加工；當(dāng)△ f 過小時(shí)，則相當(dāng)于機(jī)床雙邊對(duì)稱余量加工，同樣無法達(dá)到二次切割加工的目的。在這個(gè)階段，應(yīng)采取了降低高頻電源脈沖寬度，增大脈沖間隙，減小輸出電流示值的辦法，使電極絲所受的單面火花激擾力減小，同時(shí)也減小了火花放電問隙，使跟蹤電流調(diào)整到運(yùn)行速度與機(jī)床空運(yùn)行速度接近時(shí)進(jìn)行切割。 快速走絲時(shí)鉬絲是一種隨機(jī)振動(dòng)，鉬絲在空轉(zhuǎn)時(shí)，振幅大約在 左右 ，為了避開振動(dòng)對(duì)工件表面的影響，在切割凹模時(shí)，第一次切割留有極小的余量，然后以大脈寬、大電流快速進(jìn)給，高速高效一次加工成工件的形狀，在第二次切割時(shí)將鉬絲退離工件一定的距離，即放電間隙加大，故二次切割時(shí)沒有電火花，是 — 次低腐蝕放電過程。另一途徑是采用多次切割，但由于其絲速快，一次切割后再切割時(shí)切縫寬度大大增寬，鉬絲振動(dòng)明顯增大，若采用常規(guī)的切割工藝，第二次切割后的表面粗糙度也得不到有效的提高。單向走絲電火花線切割機(jī)床具有加工效率高、加工精度高、電機(jī)消耗低等優(yōu)勢(shì)，但其價(jià)格是往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床的 4～5 倍。但更換Φ 的細(xì)絲需重新找正中心，重新找正中心的坐標(biāo)值與原中心坐標(biāo)值相差應(yīng)大約在 左右。如果將整個(gè)型孔都用細(xì)絲加工，就會(huì)延長加工時(shí)間，造成浪費(fèi)。當(dāng)模板型孔的拐角半徑要求很小時(shí) (如 — )，則必須換用細(xì)絲 (如Φ )。這樣既提高了生產(chǎn)效率，又降低人工，因此也降低了模板的制造成本。因此，根據(jù)實(shí)際測(cè)量和比較，模板在加工精度允許的情況下，可采用第 1 次統(tǒng)一加工取廢料不變，而將后面的 4 次合在一起進(jìn)行切割 (即 a 切割第 2 次后，不移位、不拆絲，緊接著割第 4 次→ b→ c??→ n)，或省去第 4 次切割而做 3 次切割。但是這樣加工時(shí)間太長，穿絲次數(shù)多，工作量大，增加了模板的制造成本。 a 切割第 1 次，取廢料→ b 切割第 1 次，取廢料→ c切割第 1 次，取廢料→??→ n切割第 1 次，取廢料→ a 切割第 2 次→ b切割第 2 次→??→ n 切割第 2 次→ a 切割第 3 次→??→ n 切割第 3 次→ a 切割第 4 次→??→ n 切割第4 次，加 工完畢。針對(duì)此種情況，對(duì)精度要求比較高的模板，通常采用 4 次切割加工。 凹模板加工中的變形分析 ? 在線切割加工前，模板已進(jìn)行了冷加工、熱加工，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力，而殘留應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，在線切割去除大量廢料時(shí)，應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來。后續(xù)的 3 次采用精割方式，由于切割余量小，變形量也變小了。 ? (3)為后續(xù)切割預(yù)留的連接部分 (暫停點(diǎn) )應(yīng)選擇在靠近工件毛坯重心部位，寬度選取 3—4mm(取決于工件大小， )。第 1 次切割電極絲 (鉬絲 )偏移量加大至 — ，以使工件充分釋放內(nèi)應(yīng)力及完全扭轉(zhuǎn)變形，在后面 3 次能夠有足夠余量進(jìn)行精割加工，這樣可使工件最后尺寸得到保證 具體的工藝分析如 下： (1)預(yù)先在毛坯的適當(dāng)位置用穿孔機(jī)或電火花成形機(jī)加工好Φ — Φ 穿絲孔，穿絲孔中心與凸模輪廓線間的引入切割線段長度選取 5— 10mm。因此在中走絲線切割加工階段可對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使外形尺寸精度達(dá)到要求，免除鉗工裝配前對(duì)暫停點(diǎn)的修磨工序。 24 線切割變形，該怎么辦？ 24 線切割變形，該怎么辦？ 硬質(zhì)合金齒形凸模的切割工藝處理： 一般情況下，凸模外形規(guī)則時(shí)，線切割加工常將預(yù)留連接部分 (暫停點(diǎn)，即為使工件在第 1 次的粗割后不與毛坯完全分離而預(yù)留下的一小段切割軌跡線 )留在平面位置上，大部分精割完畢后，對(duì)預(yù)留連接部分只做一次切割，以后再由鉗工修磨平整，這樣可減少凸模在中走絲線切割上的加工費(fèi)用。 ⑦工作液選擇不當(dāng)或太臟， 更換工作液。 ⑥高頻與高頻電源的實(shí)際切割能力不相適應(yīng)。④貯絲筒跳動(dòng)超差，造成局部抖絲，應(yīng)檢查跳動(dòng)量 (允差 )。②噴水嘴中有切削物嵌入，應(yīng)及時(shí)清理。⑤加工工件因材料熱處理不當(dāng)造成的變形誤差。④步進(jìn)電機(jī)靜態(tài)力距太小 ，造成失步。 ②對(duì)滑動(dòng)絲桿螺母副，應(yīng)調(diào)整并消除絲桿與螺母之間的間隙。④空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)斷絲，主要可檢查鉬絲是否在導(dǎo)輪槽內(nèi)，鉬絲排列有無疊絲現(xiàn)象，可檢查貯絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，還可檢查導(dǎo)電塊擋絲棒是否已割出溝痕。主要解決方法是選擇正確的切割路線和材料，從而最大限度地減少變形。應(yīng)重新高速導(dǎo)輪，電極絲受傷后，也會(huì)引起加工過程中的斷絲，緊絲時(shí)，一定要用緊絲輪緊絲，不可用不恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺? f. 更換鉬絲，切割較厚工件要使用較粗的鉬絲加工。 d. 經(jīng)常保持工作液的清潔，合理配制工作液。 b. 工件材料要求材質(zhì)均勻，并經(jīng)適當(dāng)熱處理，使切割時(shí)不易變形，且切割效率高，不易斷絲。 f. 鉬絲質(zhì)量不好或已霉變發(fā)脆。 d. 工作液使用不當(dāng)，太稀或太臟，以及工作液流量太小。 b. 工件材料熱處理不均勻，造成工件變形，夾斷鉬絲。 f. 去除工件表面的毛刺，氧化皮和銳邊等。 d. 如果繃緊鉬絲、調(diào)整導(dǎo)輪位置效果不明顯，則應(yīng)更換導(dǎo)輪或軸承 (導(dǎo)輪和軸承一般 3~6 個(gè)月更換一次 )。 b. 排除工作液沒有正常噴出的故障。 f. 工件表面有毛刺，氧化皮或銳邊。 d. 導(dǎo)輪及軸承已磨損或?qū)л嗇S向及徑向跳動(dòng)大，造成抖絲厲害。 b. 切割時(shí)，工作液沒有沒有正常噴出。 其故障發(fā)生和解決的方法為： 斷絲故障分析及排除方法斷絲故障是線切割機(jī)床常見故障之一，造成這種故障的因素較多，現(xiàn)分析如下。 經(jīng)上述努力，把切割效率提高到 100~120mm2/分鐘是可能的，是有實(shí)際意的，至于把指標(biāo)提得更高，則是以犧牲可靠性和連續(xù)加工時(shí)間作代價(jià)的。 改善變頻跟蹤靈敏度，增加脈沖利用率。 適當(dāng)?shù)靥岣呓z速，使絲向縫隙內(nèi)帶入的水速加快，水量加大，蝕除物更有效地排出。 保持冷卻液的介電系數(shù)和絕緣強(qiáng)度，維持較高的火花爆炸力和清洗能力，使蝕除物對(duì)脈沖的短路作用減到最小。 蝕除物在間隙中所呈現(xiàn)的是電阻負(fù)載的作用，它短路掉了經(jīng)鉬絲向間隙提供的一部分能量，所以當(dāng)切割料加厚，蝕除物排出更為困難的時(shí)候，能量損失的多，有效的加工脈沖會(huì)更少，放電電流變成了線性負(fù)載電流，形不成加工而只加熱了鉬絲，這是能量被損失和斷絲的主要 原因。用此效率計(jì)算 ,不同粗細(xì)的鉬絲工作在最大載流量時(shí)的面積切割效率為Ф ，Ф ，如此算來，絲經(jīng)加粗即可加大載流量 ,電流大了效率也可相 應(yīng)提高。在絲速 10 米 /秒，北京油脂化工廠的 DX1 冷卻液，切厚度為 50 的普通鋼，脈寬 32MS。 業(yè)內(nèi)就鉬材料快速走絲機(jī)床的切割效率作過許多的典型試驗(yàn)，結(jié)果證明，鉬絲載流量達(dá)到 150A/mm2 時(shí)，其抗拉強(qiáng)度將被降低到原有強(qiáng)度的 1/3~1/4，這個(gè)電流值被視作鉬絲載流供作切割 的極限，以此算來，Ф 載流 ，Ф 載流 , Ф 載流 時(shí)即達(dá)到了切割鉬絲的極限值。 22 提高切割效率的幾種方法 切割效率受兩大因素的影響，一是絲的載流量 (電流 )，二是切縫中的蝕除物不能及時(shí)清除，它的導(dǎo)電作用消耗掉了脈沖能量。對(duì)于這些相互起作用的變數(shù)來說，只有選擇 合適的電極絲才能使工廠對(duì)加工效率、加工成本和加工質(zhì)量整體進(jìn)行優(yōu)化。從 2020 年起，來自韓國的性價(jià)比較好的鍍鋅電極絲在廣東地區(qū)為不少用戶所采用，取得了明顯的效益，至 2020 年行業(yè)內(nèi)越來越多的用戶開始關(guān)注鍍鋅電極絲的應(yīng)用，不同的加工，采用不同的電極絲 這一概念開始為精明的線切割用戶所接受。有不少國內(nèi)的用戶在引進(jìn)最 新高性能的線切割機(jī)的同時(shí)，忽視了電極絲的重要性，以為它只不過是一種普通的消耗品。同時(shí)，除了早已將 鍍鋅電極絲作為標(biāo)準(zhǔn)配置的線切割機(jī)制造商 Agie 和 Charmilles 外，現(xiàn)在 Mitsubishi 和 Sodick 公司也在最新的機(jī)型上增加了采用鍍鋅絲的模式和加工參數(shù)，使這些設(shè)備的切割速度較之采用黃銅絲有 30%~50%的顯著提升。從 1979 年鍍鋅電極絲的發(fā)明到今天，市場(chǎng)上不斷出現(xiàn)了各種各樣比普通黃銅絲性能更好的電極絲，電極絲的正確選用已經(jīng)成為使線切割機(jī)的性能得到最大限度的發(fā)揮并為用戶創(chuàng)造更多利潤的關(guān)鍵。線切割技術(shù)的發(fā)展，離不開電極絲技術(shù)的同步發(fā)展。 21 線切割加工中需選用正確的電極絲 電火花