電火花線切割機(jī)床常見問題及故障說明(一)
一、X、Y運(yùn)動(dòng)的直線度是怎么保證的？
首先應(yīng)明確，某一軸的直線度是指它在兩個(gè)平面的直線度。如X軸的直線度是指在X、Y平面上和X、Z平面上直線度，這如同一條路—即不左右彎曲也不得上下起伏。
機(jī)床的托板是承載在導(dǎo)軌上的，所以導(dǎo)軌的平直度就決定運(yùn)動(dòng)的直線度。丟失直線度的原因有二，一是導(dǎo)軌本身狀態(tài)的平直度，二是導(dǎo)軌安裝基準(zhǔn)面的平直度。高精度且狀態(tài)穩(wěn)定的導(dǎo)軌，托板和床身組合在一起才是保證直線度的根本條件。導(dǎo)軌，托板和床身的高低溫和時(shí)效處理，目的也在于此。
滾柱（鋼珠）的不一致將導(dǎo)致受力點(diǎn)少或撬撬板現(xiàn)象也是顯而易見的。
要注意到，因絲杠的不規(guī)范的運(yùn)動(dòng)也會(huì)牽動(dòng)導(dǎo)軌，比如絲杠的軸向與導(dǎo)軌不平行，絲杠與絲母的中心高不一致，絲杠與絲母間承受一個(gè)扭轉(zhuǎn)力以及絲杠的彎曲等，都會(huì)在絲杠運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，強(qiáng)推硬扛地干擾破壞了導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)，這就是我們強(qiáng)調(diào)的要把絲杠、絲母、絲杠座和絲母座都做得精確規(guī)范的基本原因。
不管是“V”形還是“一”形，導(dǎo)軌和滾道上均不得沾染任何污物雜質(zhì)，它不但影響導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)的平直度，而且導(dǎo)致導(dǎo)軌的損毀和變形。導(dǎo)軌要求是一塵不染的，這是保養(yǎng)和維護(hù)機(jī)床，保持長久精度的守則之一。
二、X、Y運(yùn)動(dòng)的垂直度是怎么保證的？
兩軸的垂直度是建立在各自的直線度的基礎(chǔ)上的，直線的誤差會(huì)在垂直度測(cè)量時(shí)反映出來，數(shù)值疊加的結(jié)果使垂直度測(cè)量失實(shí)失準(zhǔn)，所以是首先保證各自的直線度，再保證互相的垂直度。
兩軸的垂直度完全取決于中托板上的兩組導(dǎo)軌的垂直度，裝配時(shí)是把一組導(dǎo)軌固定在基準(zhǔn)上，測(cè)量并調(diào)整待另一組導(dǎo)軌與基準(zhǔn)垂直后，再行固定并配打銷釘孔，從而把中托板上兩組導(dǎo)軌的垂直度固定下來。這個(gè)裝配和測(cè)量過程，即要追求操作的穩(wěn)妥有效，還應(yīng)該有意把精度提高一檔，這個(gè)中間工藝指標(biāo)的控制是非常重要的，因?yàn)椴还苁茄b機(jī)，修理或一段時(shí)間的實(shí)效，都會(huì)使這個(gè)精度變差，如果初始安裝就把允許的誤差值用足，那以后的精度就會(huì)超值失準(zhǔn)了。比如某機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)為0.02，則首次裝配時(shí)的內(nèi)控精度應(yīng)是在0.012以下。重要部位的首裝嚴(yán)控和銷釘鏍釘穩(wěn)妥有效，加之導(dǎo)軌本身的平直精準(zhǔn)，兩軸的垂直度就有保證了。
如同直線度一樣，絲杠的工作狀態(tài)也是影響垂直度的重要因素。與導(dǎo)軌定位面成一定夾角的任何一個(gè)外力，都將造成導(dǎo)軌的異動(dòng)，因?yàn)閷?dǎo)軌只是導(dǎo)軌，并沒有夾死。所以一旦發(fā)現(xiàn)X、Y軸的垂直度超標(biāo)，要認(rèn)真判斷是導(dǎo)軌自身的形變或錯(cuò)位造成的還是絲杠的運(yùn)動(dòng)干擾的。如果是導(dǎo)軌的導(dǎo)向作用所致，分別在幾個(gè)位置使絲杠和絲母重復(fù)松開再緊固的適配過程，其超標(biāo)的方向和數(shù)值應(yīng)大體穩(wěn)定的。如果是絲杠和絲母運(yùn)動(dòng)的干擾所致，將失去方向和數(shù)值的規(guī)律性。千萬不可盲目把導(dǎo)軌的固定松開，把銷釘撥掉，失去判斷的任何操作都是無益的。一旦導(dǎo)軌的固定松開銷釘撥掉，就必須重復(fù)前面所述首次
裝調(diào)的全過程。
任何測(cè)量調(diào)整都必須在導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)之后再進(jìn)行，如果突跳和無規(guī)律的扭擺，那是導(dǎo)軌太臟或異物，要堅(jiān)決拭凈潤滑之后再進(jìn)行調(diào)整，這是必須牢記的。
三、座標(biāo)位移的誤差是怎樣產(chǎn)生的？
單軸直線度，XY垂直度和系統(tǒng)回差是造成誤差的主要原因。
快走絲線切割機(jī)，都沒實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的回差已成為整機(jī)精度的最重要的指標(biāo)，回差大體來自如下5個(gè)方面。
齒輪間隙，主要是步進(jìn)電機(jī)與絲杠間的傳動(dòng)齒輪。
連接鍵的間隙，特別是絲杠上的大齒輪，點(diǎn)滴的間隙在回差上的反應(yīng)都是不可忽視的。電機(jī)軸鍵間隙的影響不僅有回差，還拌有噪音。
絲杠與絲母間的間隙，出廠后絲杠付的軸向傳動(dòng)間隙通常在0.003以下，質(zhì)差的產(chǎn)品則不太有保證。
絲杠軸承間隙，這個(gè)間隙是靠軸承的內(nèi)外環(huán)的軸向調(diào)整消除的，但如果軸承質(zhì)量低劣，會(huì)在消除間隙后轉(zhuǎn)動(dòng)極不靈活，一旦轉(zhuǎn)動(dòng)輕快了就又有間隙了，所以該處的軸承是不可馬虎的。
力矩傳遞的整體剛性較差，造成柔弱部位的撓性變形使運(yùn)動(dòng)變得遲鈍滯后，也以間隙的方式體現(xiàn)出來。
以上5個(gè)方面，共同造成了系統(tǒng)回差，實(shí)際加工中，即使是最簡單的封閉圖形，也至少有兩次排除回差，所以實(shí)際加工精度一般在不可消除的回差的兩倍左右。如果系統(tǒng)回差是0.006，那么加工精度在0。012是有可能的。
兩軸的垂直度和各軸的直線度是造成位移失真失準(zhǔn)另一主要原因。位移失真失準(zhǔn)就是誤差。只是這個(gè)誤差的量是隨機(jī)的，難以估算的。
四、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為什么用切八方來判定機(jī)床精度？
用切八方判定機(jī)床的精度，是一個(gè)很好的辦法。它可以很全面地反映出機(jī)床座標(biāo)位移精度，導(dǎo)輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，X、Y的系統(tǒng)回差和進(jìn)給與實(shí)際位移的保真度。機(jī)床存在的與精度相關(guān)的任何毛病在切八方時(shí)都被體現(xiàn)出來，是無法人為地掩飾的。
切得的八方應(yīng)按如下幾個(gè)方面來分析：
與X軸平行的兩個(gè)直面，尺寸偏小且進(jìn)給速度慢，說明導(dǎo)輪軸向偏擺抖晃比較大，切縫變大。
與Y軸平行的兩個(gè)直面，尺寸偏小且進(jìn)給速度慢，說明導(dǎo)輪徑向偏擺抖晃幅度大，切逢度變大。
450兩個(gè)平行斜面，尺寸偏小，說明Y軸系統(tǒng)回差大，差值約為兩倍的回差。
1350兩個(gè)平行斜面，尺寸偏小，說明X軸系統(tǒng)回差大，差值約為兩倍的回差。
450和1350斜面上出現(xiàn)以絲杠螺距為周期的搓板紋，X或Y軸出現(xiàn)進(jìn)給位移的失真度，說明X或Y軸絲杠推動(dòng)托板的工作端面出現(xiàn)跳動(dòng)或失真。這種紋理和周期的關(guān)系只能在450和1350斜面上發(fā)現(xiàn)。
450和1350斜面上以電機(jī)齒輪為周期的搓板紋，說明電機(jī)齒輪的不等分或偏心，這種毛病切直線看不見，切圓也辯不清它的周期關(guān)系。
與X軸平行的兩直面搓板紋重，說明絲上下運(yùn)行時(shí)在Y軸方向不走一條軌跡。（上下導(dǎo)輪“V”形槽的延長線不是一條線，所以絲換向?yàn)橹芷诘拇臧寮y。）
與Y軸平行的兩直面搓板紋重，說明的上下行時(shí)在X方向不走一條道，上下行時(shí)張力有較大的差異。（以絲換向?yàn)橹芷诘拇臧寮y。）
450斜面與1350斜面所夾的角大于或小于900，說明X、Y導(dǎo)軌的垂直度差，它造成四個(gè)直面間不垂直但對(duì)面能平行，其差值約為該行程內(nèi)垂直度誤差的兩倍。
切割面上下兩頭的不一致，說明上下導(dǎo)輪中有一個(gè)其“V”形槽對(duì)鉬絲的定位作用明顯變差。
如上所述，切其它任何形狀，都很難把這些都清淅地暴露出來。故切八方確實(shí)是檢驗(yàn)機(jī)床全面精度的好辦法。但用八方來判定機(jī)床精度，一定要注意如下幾點(diǎn)：
防止切割路線或材料本身的變形。
切割方向和上下面要作好標(biāo)記。
八方中途不得再調(diào)任何一項(xiàng)工藝參數(shù)或變頻速度。
一次完成，中途不得停機(jī)。
要校正鉬絲，保證它的垂直度。
不得設(shè)置齒隙，間隙補(bǔ)償。
五、切割效率還能再高嗎？
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。總之，總能量，能量利用率都是切割效率的問題。?
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，Ф0.12載流1.74A，Ф0.15載流2.65A, Ф0.18載流3.82A時(shí)即達(dá)到了切割鉬絲的極限值。再加大載流量，無疑絲的壽命將是短暫的。在絲速 10米/秒，北京油脂化工廠的DX-1冷卻液，切厚度為50的普通鋼，脈寬32MS。脈間200MS時(shí)，用蝕除物的體積來計(jì)算切割效率則為5.8mm3/分.A。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Ф0.12---70.43mm2/分,Ф0.15---90.41mm2/分,.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。但是，快速往復(fù)走絲的線切割是不允許（排絲，撓度，損耗等原因）把絲徑加大到0.23以上的.，且因蝕除物排出速度所限,當(dāng)電流加大到均值8A時(shí),間隙將出現(xiàn)短路或電孤放電,免強(qiáng)維持的短時(shí)火花放電也將使鉬絲損耗急劇增加,所以一味增粗絲加大電流的辦法是不可取的。.
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。
針對(duì) 影響加工效率的兩大主要原因，提高加工速度則應(yīng)在如下幾個(gè)方面作相應(yīng)的努力：
加大單個(gè)脈沖的能量，即脈沖幅值和峰值電流，為不使絲的載流量負(fù)擔(dān)過大，則應(yīng)相應(yīng)加大脈沖間隔，使電流平均值不致增加太多。
保持冷卻液的介電系數(shù)和絕緣強(qiáng)度，維持較高的火花力和清洗能力，使蝕除物對(duì)脈沖的短路作用減到最小。
提高運(yùn)絲導(dǎo)絲系統(tǒng)的機(jī)械精度，因?yàn)檎p總比寬縫走得快，直縫總比折線縫走得快。
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。
增加水在縫隙外對(duì)絲的包絡(luò)性，即讓水在絲的帶動(dòng)下起速，起速的水對(duì)間隙的清洗作用是較
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