引言

快走絲線切割機在切割時,不僅受工件表面質量要求的限制,也受鉬絲最大通過電流的限制,其單個脈沖能量不能過大。要獲得較高的切割效率,在滿足切割質量要求的前提下,單個脈沖能量應盡可能取大些。為了提高線切割效率,實際操作中常用增大峰值電流、增加脈寬及減小脈間的方法來增大單個脈沖能量,但脈沖能量增大會使放電痕即切割條紋增粗,切割質量降低。若增大峰值電流、脈寬,單個脈沖能會增加,更會導致鉬絲損耗加劇,切割精度降低。而減小脈寬、增大脈間、降低電流及電壓有助于改善工件表面質量及切割精度,但會降低切割效率。因此,希望找到快走絲線切割加工規(guī)律,并據(jù)此建立加工數(shù)據(jù)庫,使得操作者只需根據(jù)零件切割要求,從專家?guī)熘姓{(diào)入相應工藝參數(shù),再結合實際情況適當修改即可使用。

1工藝路線的制定

1.1切割時工件的正確安裝

快走絲線切割機在切割時鉬絲貫穿整個工件,工件安裝時一般采用懸臂支撐或橋式支撐,為保證切割精度,工件的安裝及定位精度要好,應以工件中精度最高的平面作為定位面、棱邊及孔口倒角:工件的導電性能對切割的影響也很大,因此,在安裝前應將工件表面的積鹽、氧化皮及油漆等不導電物質清除干凈,增強工件的導電性。對工件進行熱處理時要充分,防止切割中內(nèi)應力對工件精度產(chǎn)生影響。

1.2切割中工件的定位及校正

工件裝夾后要校正,校正的目的是保證切割時工件具有正確的相對位置,可通過機床攜帶的軟件來查找外形或工藝孔中心進行確定,作為基準的工藝孔要有正確的形狀和位置精度,否則會有校正誤差。切割件間的位置關系靠機床的移動及精度保證。一般情況下,將工件的基準位置參考點作為工件的切割起點,校正就是確定起割點,它包括基準邊的尋找及中心確定。

1.2.1工件基準邊的尋找

如圖1所示,要在距工件左端A處、距上端B處切割出一個圖示形狀,校正步驟為:運行鉬絲并通以電源,搖動工作臺手柄,使鉬絲與工件左邊輕碰并有細微放電火花,此時將X軸坐標歸零,并根據(jù)圖紙尺寸及鉬絲半徑搖動手柄定位:用同樣的方法感知工件上邊,將y軸坐標歸零,根據(jù)圖紙尺寸及鉬絲半徑搖動手柄定位,即可確定切割起點的位置。

1.2.2工件基準中心的確定

如圖2所示,要在工件中心部位切割出一個零件,先按圖紙尺寸在A處精加工一個穿絲孔,再利用機床攜帶的自動查找功能找出穿絲孔中心,就能保證切割出的圖形位置滿足工藝要求。注意要保證穿絲孔的形狀精度,否則會因穿絲孔圓度超差而導致機床的自動找正產(chǎn)生誤差。

1.3工藝路線的影響

1.2.1工藝路線走向及起點的選擇

在切割中發(fā)現(xiàn),切割路線是否合理對切割精度也有很大影響,圖2為要切割零件的形狀,為了避免材料內(nèi)部組織及內(nèi)應力對切割精度產(chǎn)生影響,應合理選擇切割路線的走向及起點。如果選擇A122435681A、B422186534B或者B435681224B路線,在切割中,由于靠近夾持區(qū)的切割體先脫落本體,在工件自重作用下,會對未切割部分產(chǎn)生較大彎曲力。若選擇A8653421A路線,則可將這種影響降低到最小。切割起(終)點選擇不當,會造成切割面粗糙甚至夾斷鉬絲,故應將起(終)點選在切割面的拐角處或要求不高的表面,如圖4(a)所示,若選A為起點,則會在B處留下較嚴重切痕,若采用圖4(b)中的起點,則產(chǎn)生切痕很小,對產(chǎn)品質量影響很小。

1.3.2輔助路徑及回退路徑

在線切割過程中,鉬絲由于松弛及運行抖動,會產(chǎn)生較大彎曲而滯后響應,使工件尖成塌角,影響工件精度。為避免塌角的產(chǎn)生,可采用輔助工藝路線,如圖5所示,經(jīng)過這樣處理后,可消除鉬絲抖動變形而造成的影響,避免四個塌角的影響。

2鉬絲的安裝及維護

(1)手工繞絲用力不均勻,易造成儲絲筒上的鉬絲松緊不一,鉬絲使用時間過長損耗嚴重,直徑變細,會使鉬絲偏移補償基準發(fā)生變化:切割厚大工件時若脈寬選擇過大,會使通道中出現(xiàn)火花放電點集中現(xiàn)象,易燒傷及燒斷鉬絲:若脈寬過小,放電通道來不及消電離,切割不穩(wěn)定,則會使鉬絲短路和斷絲。若切割中斷絲重新裝絲,在斷絲處會產(chǎn)生二次切割條紋,影響切割質量,且斷絲增加了切割成本,降低了切割效率。

快走絲線切割機采用鉬絲在導電塊上無束滑的方式進電,由于沒有專門的緊絲裝置,增加鉬絲張力靠繞絲時的預緊力及在切割一段時間后停機對鉬絲的收緊來實現(xiàn),因此,要保證鉬絲在整個切割過程中始終具有良好的張緊力,確保進電可靠,可在運絲系統(tǒng)中加裝一個恒張力裝置,如圖6所示。

(2)在切割中,鉬絲運行抖動也會對切割件精度產(chǎn)生影響,而引起鉬絲抖動的因素有:儲絲筒的徑向跳動及在兩端的快速換向沖擊、導輪的徑向跳動及軸向竄動、放電過程中產(chǎn)生的激勵等。目前,快走絲線切割采用的叉式絲架剛性不夠,切割中絲架的振動會使鉬絲的低頻抖動加劇、幅度增大,嚴重影響鉬絲與工件間的相對位置,影響工件的切割質量和精度,因此,在切割機中加裝恒張力裝置對鉬絲實施主動控制,可有效減少注絲架導致的鉬絲低頻抖動。

3結語

在快走絲線切割加工中,通過采取上述措施對線切割加工工藝進行改善,使得工件的切割質量和精度有了明顯提高,測得工件表面粗糙度值為Ra=1.32am,并且切割條紋細膩,滿足使用要求,說明只要對影響快走絲線切割機切割質量的因素加以控制,就能夠保證加工件質量滿足要求。