“中走丝线切割”机床的应用发展概况简析(中)

衔接上篇：

中走丝线切割机床加工条件:　　

中走丝线切割加工能正常运行，中斯特技术指出必须具备下列条件：

　 1. 钼丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙，间隙的宽度由工作电压、加工量等加工条件而定。

　 2. 电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化油、去离子水等，要求教高绝缘性是为了利于产生脉冲性的火花放电，液体介质还有排除间隙内电蚀产物和冷却电极作用。钼丝和工件被加工表面之间保持一定间隙，如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，则不能产生电火花放电；如果间隙过小，则容易形成短路连接，也不能产生电火花放电。

　　3. 必须采用脉冲电源，即火花放电必须是脉冲性、间歇性，图1中ti为脉冲宽度、to为脉冲间隔、tp为脉冲周期。在脉冲间隔内，使间隙介质消除电离，使下一个脉冲能在两极间击穿放电。

    中走丝线切割机床组成:

　　中走丝线切割机床组成

　　1．机床主体：床身、丝架、走丝机构、X—Y数控工作台

　　2．工作液系统

　　3. 高频电源：产生高频矩形脉冲，脉冲信号的幅值、脉冲宽度可以根据不同工作状况调节。

　　4. 数控和伺服系统

中走丝线切割开环控制:

　　中走丝线切割机开环控制(Open -loop control system )指调节系统不接受反馈的控制，只控制输出，不计后果的控制。又称为无反馈控制系统。在数控机床中由步进电动机和步进电动机驱动线路组成。数控装置根据输入指令，经过运算发出脉冲指令给步进电动机驱动线路，从而驱动工作台移动一定距离。这种伺服系统比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。所以一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些经济型数控机床。

中走丝线切割闭环控制:

　　中走丝线切割机闭环控制(closed-loop control system)则是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。在数控机床中由伺服电动机、比较线路、伺服放大线路、速度检测器和安装在工作台上的位置检测器组成。这种系统对工作台实际位移量进行自动检测并与指令值进行比较，用差值进行控制。这种系统定位精度高，但系统复杂，调试和维修困难，价格较贵，主要用于高精度和大型数控机床。

中走丝线切割半闭环控制:

　　中走丝线切割半闭环伺服系统的工作原理和闭环伺服系统相似，只是位置检测器不是安装在工作台上，而是安装在伺服电动机的轴上。这种伺服系统所能达以的精度、速度和动太特性优于开环伺服系统，其复杂性和成本低于闭环伺系统，主要用于大多数中小型数控机床。

中走丝线切割机参数设置:

　　中走丝线切割机多次切割工艺参数设置，*次切割任务是高速稳定切割。

　　⑴脉冲参数：选用高峰值电流，较长脉宽的规准进行大电流切割，以获得较高的切割速度。

　　⑵电极丝中心轨迹的补偿量小：

　　f = 1/2φd +δ+ △ + S式中，f为补偿量(mm);δ为*次切割时的放电间隙(mm);φd为电极丝直径(mm);△为留给第二次切割的加工余量(mm); S为精修余量(mm)。在高峰值电流粗规准切割时，单边放电间隙大约为 0.02mm；精修余量甚微，一般只有0.003mm。而加工余量△则取决于*次切割后的加工表面粗糙度及机床精度，大约在0.03～0.04mm范围内。这样，*次切割的补偿量应在0.05～0.06mm之间，选大了会影响第二次切割的速度，选小了又难于消除*次切割的痕迹。

　　⑶走丝方式：采用高速走丝，走丝速度为8～12m/s，达到zui大加工效率。

　　第二次切割的任务是精修，保证加工尺寸精度 。

　　⑴脉冲参数：选用中等规准，使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4～1.7μm之间。　　⑵补偿量f：由于第二次切割是精修，此时放电间隙较小，δ不到0.01mm，而第三次切割所需的加工 质量甚微，只有几微米，二者加起来约为0.01mm。所以，第二次切割的补偿量f约为1/2d+0.01mm即可。

　　⑶走丝方式：为了达到精修的目的，通常采用低速走丝方式，走丝速度为1～3m/s，并对跟踪进给速度限止在一定范围内，以消除往返切割条纹，并获得所需的加工尺寸精度。

　　第三次切割的任务是抛磨修光 。

　　⑴脉冲参数：用zui小脉宽进行修光，而峰值电流随加工表面质量要求而异。

　　⑵补偿量f：理论上是电极丝的半径加上0.003mm的放电间隙，实际上精修过程是一种电火花磨削，加工量甚微，不会改变工件的尺寸大小。所以，仅用电极的半径作补偿量也能获得理想效果。

　　⑶走丝方式：像第二次切割那样采用低速走丝限速进给即可

中走丝线切割加工处理：

　　中走丝线切割多次切割加工中工件余留部位的处理：

随着世界范围内模具工业新技术、新材料和新工艺的发展，为了增强模具的耐磨性，人们广泛使用各种高强度、高硬度和高韧性的模具材料，这对提高模具的使用寿命极为有利，但它给电火花线切割工件余留部位加工后所带来的技术处理造成不便。来处理工件余留部位的加工问题，这样才能保证工件余留部位的表面质量和表面精度。特别是在塑料模、精密多工位级进模的生产加工过程中，能保证得到良好的尺寸精度，直接影响模具的装配精度、零件的精度以及模具的使用寿命等。由于加工工件精度要求高，因此在加工过程中若有一点疏忽，就会造成工件报废，同时也会给模具的制造成本和加工周期带来负面影响。对于高硬度、高精度和高复杂度、且加工表面为非平面的小工件来说，采用多次切割加工的方法处理工件余留部位的切割任务显得更为重要。

　　对于线切割工件余留部位切割的多次加工，首先必须解决被加工工件的导电问题，因为在高精度线切割加工中，线电极的行走路线可能需要沿加工轨迹往复行走多次，才能保证被加工工件具有较高表面粗糙度和表面精度，这时线切割加工是靠工件余留部位起到导电作用以保障电加工正常进行。但在进行工件余留部位的切割加工时，若*次切割即切下工件余留部位，将会导致被切割部分与母体分离，以致导电回路中断，无法进行继续加工，所以从线切割加工的条件性和延续性考虑，必须使工件余留部位即便在多次切割的情况下也能保持与母体之间正常导电的要求。

　　为了实现上述目的，操作工人力图营造人为环境和条件来满足导电要求，即当工作人员在操作电火花线切割机遇到切割工件余留部位时，可采用在被切割部分和母体之间粘铜片和在切割间隙中塞铜片的处理方法来造成人为的定位条件和导电条件，使是火花加工得以继续进行，其具体做法与技巧如下：

　　(1)在被切割部分与母体材料之间粘贴连接铜片。其目的是使工件余留部分在切割时与母体材料相连固定，保证线切割有良好的定位条件，从而保障工件有优异的加工质量，这可依照以下步骤进行：

　　①首先根据加工工件的大小把薄铜片(厚度根据线电极情况和加工部位形状而定)剪成长条形，然后折叠，井保证折叠部分一长一短。

　　②然后把铜片折叠的弯曲部分用小手锤锤平，并用什锦锉修理成楔形；

　　③再把经以上处理的铜片塞到线电极加工所形成的缝隙里，同时在工件该部分的表面滴上502胶水(即环氧树脂瞬时快干胶)。由于切割时，电火花线切割机冲水使工件所受压力较大，若单纯用铜片塞紧来保证导电和固定，容易产生以下问题：(a)铜片塞得太松，担心固定不可靠、导电不稳定；(b)铜片塞得太紧，又担心损伤工件表面、破坏形位公差，所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；

　　④在将铜片塞进加工部位时，应注意是：用502胶水粘贴连接铜片时应远离工件余留部件处，以免502胶水渗到，造成绝缘。此外粘贴连接铜片的位置应考虑对称分布，且应保证同时塞紧，避免工件发生偏移，以致影响工件加工质量。保证被切割工件余留部位形状的正确性和精度的可靠性。

　　(2)在被切割部分与母体材料之间填充导电铜片。把经折叠、剪齐、锤平和修锉的薄铜片填充在线电极加工形成的缝隙里，并使铜片和缝隙壁紧密贴合。填充此铜片的目的是为了导电，因为前面粘贴连接铜片时用了502胶水，而502胶水是不导电的。为了实现导电要求，故采用填充导电铜片的方法，填充导电铜片时同样应注意铜片的对称布置以及铜片应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。不管是粘贴连接铜片还是填充导电铜缝隙的形状。都应该把小铜片制成圆弧形，而且还应该用金相砂布打磨被锤过的铜片表面，以保证铜片表面光滑以避免划伤工件已加工过的表面。

　　在采用电火花线切割机加工高硬度、高精度和高复杂度的小型工件时,按照上述方法和步骤进行线切割加工中工件余留部位的精密切割,是一种行之有效的方法,它所提出的步骤和技巧，经济简便、实用可行,从而为改善和提高精密线切割加工的质量和效率探索出新的途径。

 中走丝线切割机床控制系统：

1 、选用工业PC机，安全性能符合UL/CSA/TUV要求，具有良好的环境适应能力。　　

2 、自动编程与加工控制一体化同时输入代码。

　　3 、后台编程功能，有效减少辅助时间。

　　4 、全数字化控制，良好的自适应性。

　　5 、三维立体造型加工轨迹显示。

　　6 、四轴联动，上下异形面加工。

　　7 、脉冲电源波形显示。

　　8 、全绘图式编程，功能强大。

9 、可与AUTOCAD.DXF文件直接通讯。

10 、配备PIXIEⅡ智能高频电源系统。

未完，接下篇

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