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多次切割技术在高速走丝线切割机的应用

发布日期:2016-02-24 来源: 中国机械设备网 查看次数: 53 作者:[db:作者]

核心提示:  加工技术,提升该类型线切割机水平。对多次切割工艺参数进行探讨,并在DK725、DK7740型高速走丝线切割机上进行实际加工效果对比,加工表面质量和加工精度有明显提高,同时分析和提出了精度保持性、加

  加工技术,提升该类型线切割机水平。对多次切割工艺参数进行探讨,并在DK725、DK7740型高速走丝线切割机上进行实际加工效果对比,加工表面质量和加工精度有明显提高,同时分析和提出了精度保持性、加工效率还需进一步提高的现实问题。提出在优化设计机床结构、运丝系统、实时补偿和钼丝损耗等方面的改进思路。

  高速走丝线切割机是我国独创且富有特色的民族产品,拥有良好的性能价格比、用户投资小、运行成本低等优势,成为在国内电加工行业中不可缺少的加工手段。随着科技的发展,对制造技术和产品制造品质要求越来越高,尤其对高速走丝线切割机的加工精度和表面粗糙度提出更高的要求。

  与低速走丝线切割机的加工指标相比:加工精度:低速走丝机在3卩m左右,为高速走丝机的510倍;表面粗糙度:低速走丝机可达尺0.10.8pm,较高速走丝机低近30倍。以往的高速走丝线切机由于加工质量低,已不能满足用户要求,只能作粗加工和一般要求的零件加工。低速走丝机虽然性能好、加工质量高,但一次性投资大(为高速走丝机10倍以上)、使用成本高(是高速走丝机的10倍)。高昂的投入和使用成本使我国广大用户不敢问津,迫切希望在我国独创的高速走丝线切割机保持低成本的优势下扬长避短开发新技术,进一步提高加工精度和表面粗糙度指标,以满足不断发展的生产需要。

  经过多年研究开发,多次切割技术在高速走丝线切割机的应用取得突破性进展,其加工质量指标有显著提高,这类机型俗称为"中走丝"线切割机。

  1多次切割工艺的应用无论是金属切割类机床还是低速走丝线切割机,次加工都无法得到良好的加工效果,要达到高加工精度和低表面粗糙度值,都必须在粗加工后进行精加工。低速走丝线切割机之所以能做到高加工精度和低表面粗糙度值,重要原因是在加工中成功使用多次切割的加工工艺,值得我们借鉴。

  1.1多次切割工艺参数多次切割一般采用35次(视加工要求)加工完成,其每次切割的偏移量的确定是不可忽视的重要环节,要合理设置高频脉冲电源参数和走丝速度。

  以三次切割加工为例简要说明如下:第一次切割主要目的是进行高速稳定切割,选用高峰值电流和高速走丝速度,加工效率达100mm2/min以上。

  其中:5为放电间隙,约0.020.025mm;少为电极丝直径;5为精修余量,很小约0.005mm;A为给第二次切割留的加工余量,取决于第次切割后的加工表面粗糙度,A2x(5x0);为粗糙度值。偏移量/约在0.050.07mm之间。

  第二次切割主要任务是修光,减小上次切割的脉冲能量,选用较窄脉冲、降低脉冲电流,中速走丝速度。

  +0.01由于所选用的脉冲宽度较窄,能量较小,其放电间隙一般只有0.0050.007mm,第三次切割所需的加工余量甚微约0.0030.005mm,二者相加约为0.01mm,所以第二次偏移量应为(*/2第三次切割主要任务是精修,选用精微加工脉冲参数,脉冲宽度在2两以下,低速走丝。

  电极丝中心偏移量:*/2+0.003此时放电间隙很小,仅为0.003mm,偏移量主要取决于电极丝直径(加工时实测值)。

  1.2实割加工、效果对比零件:材料为Cr12、尺寸为*3045mm、带两个凸台圆环,使用机床DK7725.表1为单次切割和三次切割后加工结果,对比说明,在达到GB/T7926*2005电火花线切割机精度国家标准要求的高速走丝线切割机,采用多次切割技术进行切割加工,就能获得较好的加工效果,其加工精度、表面粗糙度值、综合加工效率都比单次加工有明显提高,并且操作难度不大。

  表1单次切割和三次切割参数、指标序号参数、指标单次切割|多次切割第一次第二次第三次备注脉冲宽度(ps)脉冲间隔脉冲巾虽度功放管支数加工电流(A)走丝速度(m/s)变频参数换向缓冲时间加工尺寸差(mm)表面粗糙度(pm)切割时间(min)总共用44分钟切割效率(mm2/min)31分钟约80 6分钟约390 7分钟约336综合效率54注重提高机床制造水平的精密型"中走丝"机采用多次切割技术后,加工质量有更加显著地提高。

  按国标《GB/T7926―2005电火花线切割机(往复走丝型)精度检验》要求进行加工检验。工件:材料Cr12、厚40mm、正八棱柱(对边距28mm)、加工尺寸差0.006mm、加工表面粗糙度尺a<1.0pm(上海大量TP*25机检验指标),接近中档低速走丝线切割机水平。由此说明,采用和推广多次切割技术是提高高速走丝线切割机加工质量的有效办法。

  2存在的问题多次切割技术在高速走丝线切割机的应用是刚走出实验室而进入实用化阶段,目前这种能进行多次切割的"中走丝"线切割还存在一些问题。

  2.1精度保持性需进一步提高"中走丝"线切割虽然对传统高速走丝线切割机进行了改进,但音叉式的整体结构仍然没有质的改变,这种结构刚度差、易发生振动,直接影响加工精度和表面粗糙度。①受结构制约,运丝系统稳定性较差,致使往复运动的电极丝产生自由抖动、弹性飘移、张力变化大,影响电极丝运动轨迹,偏离理想的切割位置,使加工件表面的直线度和粗糙度恶化。②电极丝在切割过程中往返循环使用必然产生放电损耗,改变电极丝直径,将影响电极丝的放电间隙,导致切割精度随加工时间、加工面积的增加而下降。③多次切割的精修环节是在低速走丝下进行,电极丝的抖动随走丝速度降低而较大减少,对加工精度的影响也随之减少,这时工作台本身的定位精度和重复精度就直接影响加工零件的精度。

  由于以上不足因素的存在,就难以保证在较长使用期内保持稳定高精度的切割加工。

  2.2局限性多次切割在加工厚度不大(100mm以下)的工件、大部分端子模、冲压凹模,在加工精度和表面粗糙度均有明显提高,具有实用价值。但对于体积大、厚度大的工件凸模加工及装夹都很困难,还有待积极探索和积累加工经验。

  2.3加工效率目前在保持好的加工质量上,多次切割的综合(平均)效率一般都在50mm2/min左右,仍旧偏低。

  3前景与改进思路多次切割的"中走丝"切割机的综合实用指标都有明显提高,能够保证穴1.2~1.6pm,加工精度<0.01mm,三次切割平均效率40~50mm2/min,得(下转第61页)确保了在切削过程中不会碰到零件。

  4加工工艺选刀:根据零件的实际情况,铣刀的直径受到限制,必须在少80~少90之间。根据铣刀标准,选用080x4的锯片铣刀。

  划线:检查零件是否装夹牢固,划出各槽的参照线。将顶尖顶紧、锁紧分度装置的锁紧螺钉。

  左视图左侧直口,分度铣出另两个左侧直口,将简易分度头转30*(1个分度孔距),纵向进给铣出右侧直口,再分度铣出另2个右侧直口。

  重复上一步的操作。

  重复上一操作,直至铣完第8组槽,将零件掉头装夹,校正已铣好的槽,重复以上操作铣出剩下的槽。

  5加工效果及注意事项5.1加工效果用此种加工方法不仅各尺寸均能达到精度要求,没有明显的接刀痕,各直口均匀整齐,且装夹方便,分度灵活。

  可同时装2把或4把铣刀进行铣削,大大提高了生产效率。

  5.2注意事项在铣左右两侧直口时会出现重复切削,因此在铣右侧直口时,尾座顶尖不宜顶的太紧,以免受力过大使零件压缩,出现明显接刀痕。

  控制槽距时,要注意每个槽距的积累误差。

  用2把铣刀或4把铣刀铣削时,要注意铣刀直径大小误差不能超过0.1mm,否则就会影响左视0mm宽度尺寸,还会影响各直口的均匀整齐。

  当铣刀磨损须更换时,要注意换下来的旧铣刀与装上去的新铣刀的直径是否有误差,如果有误差,定位尺寸也要随之而改变。

  (上接第53页)到了用户的认可;仍然保持其在单次加工中的大规格、大厚度、大锥度方面的独特优势;投入成本和使用成本都比低速走丝机床低廉;应用前景良好。

  结合研发和应用精密型中走丝线切割的状况,应从以下几方面进行创新改进:探索新的运丝方式,优化设计稳定的运丝系统,注重提高线架立柱上、下臂的刚度和抗震性,提高运丝系统滚动部件贮丝筒、导轮等的制造精度和安装精度,严格控制它们的轴向和径向跳动。

  设计新型实用电极丝张力机构,保持电极丝一定的恒张力,有效地吸收电极丝运行中产生的抖动。

  优化设计机床结构,提高机床制造水平,特别注重提高机床本身的定位精度和重复定位精度。采用提高丝杠精度等级,进行螺距补偿、选用精度保持性良好的直线导轨和闭环控制。

  设计和采用电极丝自动检测系统,对电极丝进行实时跟踪检测,实时补偿其损耗,保证多次切割长期稳定的加工精度。

  深入研究开发自适应智能化高频脉冲电源。采用新式采样电路、减少电极丝损耗,对放电状态进行实时检测并进行控制,配用性能良好的工作液有利于较大幅度提高加工效率和加工质量。

  建立多次切割的工艺数据库。可根据材料的质地、厚度、加工要求,自动生成加工参数,可靠稳定地实现多次切割,解决加工过程中工艺参数设置长期以来取决于操作人员水平的问题。

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