中走絲線切割多次切割修光技術(shù)（一）
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zhwedm 發(fā)布時(shí)間：2011-07-24 17:54:37
電火花數(shù)控線切割機(jī)床(WEDM)加工的切割速度與加工表面質(zhì)量是一對(duì)矛盾的因素，在一次切割過程中既想獲得很高的切割速度，又要獲得很好的加工表面質(zhì)量是十分困難的。低速走絲電火花線切割加工(LS－WEDM)具有很高的綜合工藝水平，也不是一次切割而達(dá)到工藝指標(biāo)的，而是采用了多次切割工藝，即第一次切割用較大的脈沖能量和電流加工，以獲得較高的切割速度，此時(shí)并不要求加工表面質(zhì)量如何。第二次和第三次切割時(shí)（中走絲線切割），則用精協(xié)作單位和精微加工標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)修光，以獲得理想的加工頊質(zhì)量和加工精度。高速走絲電火花線切割加工(HS－WEDM)則因其自身特點(diǎn)及設(shè)備條件的限制，多次切割工藝至至今無法推廣應(yīng)用，致使它的綜合工藝水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LS－WEDM的工藝水平。為此，廣大科技工作者曾進(jìn)行過大量的實(shí)驗(yàn)研究，得出的結(jié)論是：HS－WEDM采用多次切割不僅是必要的，而且是可能的，但必須具備以下條件：
?、侔磭?guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制機(jī)床的制造精度和走絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并采取必要措施控制電極絲的空間形位變化；
?、陂_發(fā)出適用于多次切割的高頻脈沖電源；
?、凵钊胙芯慷啻吻懈罟に嚕_定脈沖參數(shù)、加工軌跡補(bǔ)償量及電及絲移動(dòng)方式和速度等。
1、控制電極絲空間形位變化的措施
電火花數(shù)控線切割機(jī)床加工中，電極絲在放電力的作用下必然會(huì)發(fā)生空間形位變化莫測(cè)，使放電點(diǎn)滯后于進(jìn)給方向的支撐點(diǎn)。
為了控制電極絲的空間形位變化，可采用下述方法：
增大電極絲的張力，并使支點(diǎn)盡量×近工件上下表面。由于高速走絲電火花線切割機(jī)沒有張力控制裝置，增加電極絲的張力通常是通過適當(dāng)增加繞絲預(yù)緊力和在切割過程中收緊電極絲來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在也有人采用恒張力機(jī)構(gòu)，雖有一定效果，但由于恒張力機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度較慢，走絲系統(tǒng)的瞬間干擾所引起的張力變化難以及時(shí)地被恒張力機(jī)構(gòu)排除，電極絲的瞬間形位變化仍難以控制，加上這種恒張力機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，使用不太方便，生產(chǎn)實(shí)踐中很少采用。
采用紅寶石擋絲裝置。此方法不僅可限制電極絲的偏移和抖動(dòng)，而且還可縮短導(dǎo)向支點(diǎn)與工件表面之間的實(shí)際距離，對(duì)穩(wěn)定電極絲的空間位置有明顯作用。但由于紅寶石在加工過程中磨損嚴(yán)重，故使用壽命不長(zhǎng)采用高耐用消費(fèi)品磨性導(dǎo)向裝置。該裝置采用了高耐磨聚晶金剛石制成的孔徑與電極絲直徑相差0.02MM的導(dǎo)向器。使用該導(dǎo)向裝置后電極絲的空間形位變化受到明顯限制，可顯著提高加工精度和加工表面質(zhì)量。且聚晶金剛石硬度高、耐磨性好，使用壽命較長(zhǎng)。在小錐度(《＝3度)切割加工情況下，一套高耐磨性導(dǎo)向裝置使用半年之后，仍對(duì)電極絲的形位變化有良好的控制作用，為HS－WEDM采用多次切割工藝創(chuàng)造了良好的條件。
2、高頻脈沖電源的改造
以往的HS－WEDM所用的高頻脈沖電源是基于一次切割工藝而設(shè)計(jì)，既要獲得較高的切割速度，又要保證加工表面質(zhì)量不能太差，即在加工表面粗糙度RA《＝2.5UM的情況下，有較高的切割速度，高頻電源的脈沖寬度在4—40US范圍內(nèi)，脈沖參數(shù)變化范圍較小，而多次切割則不同，在進(jìn)行第一次切割時(shí)要求切割速度必須穩(wěn)定在100MM平方／MIN以上，而不太計(jì)較加工表面粗糙度的高低，重點(diǎn)是加工穩(wěn)定及較低的電極損耗。第二次和第三次修光，則希望能獲得較理想的加工表面質(zhì)量。為此，對(duì)高頻脈沖電源進(jìn)行了下述改造：成倍提高脈沖峰值電流，控制單個(gè)脈沖放電能量和脈沖電流上升率，使其加工速度和加工穩(wěn)定性大幅度提高，電極絲的絲徑損耗控制在切割50000MM平方后小于0.02MM。第二次切割應(yīng)使加工表面的質(zhì)量在第一次基礎(chǔ)上提高一倍，由于此刻還有較大的加工余量，仍需講究切割速度；所設(shè)定的脈沖參數(shù)能保證加工表面粗糙度RA在1.4—1.7UM范圍內(nèi)。第三次是加工表面修光，要求設(shè)置精微加工回路，以獲得理想的加工表面質(zhì)量。為此將脈寬降到1UM以下，保證有一定能量輸出，以保證修光速度。（未完，待續(xù)，請(qǐng)看下篇）
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