浅谈导轮工作精度对线切割加工精度的影响
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影响线切割工艺指标因素的分析影响线切割工艺指标因素的分析【摘要】:线切割机床对零件的加工精度(主要指加工的形状和位置精度)不仅与机床固有的结构设计精度保持性有一定得直接关系,放电过程控制的好坏也直接影响到加工性能的优劣。
阐述了电火花线切割的工艺指标,分析了电参数和非电参数等方面对工艺指标的影响。
关键词:线切割加工;工艺指标;电参数;非电参数电火花加工是通过脉冲电流来控制电机的放电过程的,加工性能的好坏,与放电过程的控制有着直接联系。
除了控制放电过程的各种电参数外,共建的材质、电极丝、电介质等非电参数也是影响加工精度的重要因素,由于众多参数以及加工过程的复杂性和随机性,某一个参数的微小变化都可能会影响到整个的放电加工过程。
因此,只有在充分了解各个参数对加工过程影响的前提下,合理安排各种红参数的设置,才能获得满意的加工产品。
1 加工工艺指标以及电参数的影响1.1 表面粗糙度表面粗糙度是指加工后表面围观不平度的程度,用微观轮廓平面度的平均算术偏差Ra(微米)来表示.一般情况下,高速走丝电火花线切割加工的表面粗糙度为Ra(2.5-5)微米,最佳能够达到Ra1.6微米左右,基本上能够满足模具加工和其他复杂零件制造的要求。
每一个脉冲放电都会取出一部分材料并在工件表面留下一个腐蚀坑,表面粗糙度就是这些腐蚀坑的围观不平整度。
表面粗糙度主要受脉冲宽度以及峰值电流的影响。
峰值电流是指放电过程中电流的最大值是影响加工速度的最主要因素,其大小可以通过改变功率管数来控制。
峰值电流和脉冲电流对线切割速度及表面粗糙度的影响是相似的,但峰值电流影响更大一些。
这是因为在放电过程中,增加脉冲宽度和峰值电流,有利于提高加工速率,也就是相当于增加单个脉冲放电能量,起直接结果就是引起放电痕迹的增大,使得表面粗糙度变差。
但实验表明,当脉宽大于40微秒时,加工速度提高的并不多,而电机丝得磨损却明显增大。
在加工过程中,合理地增加峰值电流,有利于提高切割速度,但电极丝的损耗相对增大,这样就容易造成断丝。
影响线切割机床精度的因素在线切割机床加工中精度控制要注意以下几点:1、线切割机床一般误差一般是几丝,装夹,钼丝松紧对精度有影响。
2、线切割精度控制实在保证导轮、钼丝正常的前提下,主要是补偿值的选择。
3、线切割的精度主要由导轮、钼丝的张紧程度、钼丝的损耗、丝杠的间隙、以及编程的数据的正确输入等要素构成。
导轮不能摆动或跳动,精度要好。
钼丝张紧要适度,太松了钼丝会颤动,影响精度。
钼丝损耗了也会影响精度,0.18mm的钼丝,时间长了,会小好几丝,如果还按0.18mm的直径去编程,切出来必然会产生误差。
机床的丝杠间隙大了也会影响精度。
另外上下导轮之支架距离离工件太远,也会使钼丝抖动,影响切割精度。
编程时,给的偏移补偿量不合适,也会影响成活的精度。
一影响线切割加工工件表面质量的人为因素的控制与改善人为因素的控制与改善主要包括加工工艺的确定和加工方法的选择,这可以通过以下几点来实现:(1)合理安排切割路线。
该措施的指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的内部应力平衡,防止工件材料在切割过程中因在夹具等的作用下,由于切割路线安排不合理而产生显著变形,致使切割表面质量下降。
例如:工件与其夹持部分的分离应安排在最后,使加工中刚性较好。
(2)正确选择切割参数。
对于不同的粗、精加工,其丝速和丝的张力应以参数表为基础作适当调整,为了保证加工工件具有更高的精度和表面质量,可以适当调高线切割机的丝张力,虽然制造线切割机床的厂家提供了适应不同切割条件的相关参数,但由于工件的材料、所需要的加工精度以及其他因素的影响,使得人们不能完全照搬书本上介绍的切割条件,而应以这些条件为基础,根据实际需要作相应的调整。
例如若要加工厚度为27mm的工件,则在加工条件表中找不到相当的情况,这种条件下,必须根据厚度在20mm~30mm间的切割条件做出调整,主要办法是:加工工件的厚度接近哪一个标准厚度就选择其为应设定的加工厚度。
(3)采用近距离加工。
为了使工件达到高精度和高表面质量,根据工件厚度及时调整丝架高度,使上喷嘴与工件的距离尽量*近,这样就可以避免因上喷嘴离工件较远而使线电极振幅过大影响加工工件的表面质量。
论金刚线导轮对于多线切割的影响论金刚线导轮对于多线切割的影响外部因素:①设备导轮摆臂没调整到位(上下左右偏)一般罗拉的前段和后段断线很大程度是因为进出线轮子位置的问题②导轮磨损没有及时的更换导轮槽内切的太深,因为切下去是直线痕,不是有斜坡的槽型,容易把线卡断掉内部因素:1.材料因素:聚氨酯材料:聚氨酯导轮在成型方式上一般有两种,一个是注塑,一个是浇筑;注塑很简单,一个模具融化材料加进去就可以,成本低,出货速度快,但是质量也就一般般;浇筑相对来说比较麻烦,出落率低,成本高,但是对比注塑的成品质量要好,线切割的罗拉就是浇筑成型;简单的区分就是注塑的聚氨酯偏软,弹性好,有浇注口(小圆点);注塑的硬度偏高,而且以本色黄色为主,注塑则可以加很多颜色;但是即使是同样的工艺,产品质量很多时候也有很大的区别,原因是用的料,纯料还是纯料加废料,比例是多少的;都有差别,随着市场竞争还有客户一味的寻求低价的影响,很多厂家纯料出货就等于亏钱,有的会把做报废的重新回炉,有的是用罗拉开槽切下来的料再第二次利用,夹缝中求生存,这也不能一味怪生产厂家说质量不好,一分价一分货是有道理的,暴利的时代已经过去了。
聚乙烯高分子材料:这种材料的耐磨性,稳定性等都高于聚氨酯材料,但是价格也高于,整体的性价比和聚氨酯差不多,但是少了更换的次数,省了不少时间,金刚线的断线风险降低了一些;材料属于工程塑料类别,聚氨酯属于橡胶类,本不是一个体系的产品;测量的标准也不一样,聚乙烯硬度可到98,聚氨酯最多95;聚乙烯目前的加工方法都是棒子或者管子进行车床机械加工的方式,其材料特性不能注塑和浇筑,当然也有人只做一种规格采用模压的方式,有可能是可行的,但是对于多规格的专业厂家来说不划算;虽然都叫聚乙烯,都是白色的材料,分子量和产地的不同很大程度上也决定了其质量,分子量分360万,780万,920万(国产的号称1000万)等,产地分进口料和国产料两种,当然分子量越高其耐磨性越好,进口的比国产的要好!2.平整度所谓的平整度就是放在大理石桌面上,有多少空隙了,大一点说就是表面变形的程度,是否翘曲,聚乙烯导轮一般可以做到7丝以内,聚氨酯的很难做到,所以运转中聚乙烯的导轮更平稳一些;平整度不好的轮子,在运行过程中会左右来回的晃动,非常容易断线!3.径向跳动径向跳动是导轮槽底的槽,转一圈是一个整圆还是一个椭圆,椭到什么程度;一般聚乙烯的径向跳动在5丝以内,聚氨酯的因为注塑直接成型,很难做到一个统一标准;4.槽的角度槽的角度分为两个,一个是槽的开口角度,一个是槽底的R角,两个参数都比较重要,开口角度是根据使用的环境决定的,一般情况,粗线的角度比细线的要大,直径越大的轮子角度越大;经过试验,光伏的轮子55度最合适,其他硬质材料60度最合适,当然有些特别的轮子,角度可以有75度,80度的。
影响线切割加工表面粗糙度的因素及应对措施【摘要】阐述了影响线切割加工工件表面质量的原因以及相对应的改进措施,分析得出的结果对保证线切割加工工件的粗糙度有很大的参考价值。
【关键词】线切割;措施;粗糙度;钼丝线切割技术在现代模具加工中起着非常重要的作用,我国的模具产品也在向着大型和精密方向发展,加工的表面质量严重影响着模具的品质。
在线切割加工中除了人为因素以外,还有钼丝因素、机床因素、参数因素和工件因素影响着加工表面粗糙度。
现对这四个因素分别找出应对措施。
1、钼丝因素及应对措施1.1减少钼丝的震动保证贮丝筒和导轮的制造和安装精度,控制贮丝筒和导轮的轴向及径向跳动,导轮转动要灵活,防止导轮跳动和摆动,有利于减少钼丝的振动,促进加工过程的稳定。
1.2降低走丝速度必要时可适当降低钼丝的走丝速度,增加钼丝正反换向及走丝时的平稳性。
1.3加大钼丝的有效长度根据线切割工作的特点,钼丝的高速运动需要频繁地换向来进行加工,钼丝在换向的瞬间会造成其松紧不一,钼丝张力不均匀,从而引起钼丝振动,直接影响加工表面粗糙度,所以应尽量减少钼丝运动的换向次数。
试验证明,在加工条件不变的情况下,加大钼丝的有效工作长度,可减少钼丝的换向次数,减少钼丝的抖动,促进加工过程的稳定,提高加工表面质量。
1.4调整钼丝的张力采用专用机构张紧的方式将钼丝缠绕在贮丝筒上,可确保钼丝排列松紧均匀。
尽量不采用手工张紧方式缠绕,因为手工缠绕很难保证钼丝在贮丝筒上排列均匀及松紧一致。
松紧不均匀,钼丝各段的张力不一样,就会引起钼丝在工作中抖动,从而增大加工表面粗糙度。
2、参数因素及应对措施2.1工件的进给速度要适当因为在线切割过程中,如工件的进给速度过大,则被腐蚀的金属微粒不易全部排出,易引起钼丝短路,加剧加工过程的不稳定;如工件的进给速度过小,则生产效率低。
2.2减小脉冲宽度和减小峰值电流脉冲电源同样是影响加工表面粗糙度的重要因素。
脉冲电源采用矩形波脉冲,因为它的脉冲宽度和脉冲间隔均连续可调,不易受各种因素干扰。
浅谈导轮工作精度对线切割加工精度的影响摘要:在快走丝线切割机床中,由于电极丝的位置主要是由主导轮决定的,因此主导轮的工作精度直接影响零件的加工精度,文章分析了主导轮工作精度对线切割加工精度的影响,并提出了提高导轮运动精度的方法。
关键词:快走丝主导轮加工精度径向圆跳动轴向窜动润滑引言一台线切割机送到户手里,机床的“加工性能”基本定型,而钼丝的定位“导正系统”导轮组件的结构在一定程度上决定线切割表面质量的好坏。
先从导轮组件的结构说起,不管是快走丝,还是在快走丝结构基础上改装的中走丝,导轮组件分为“主导轮组件”,和“辅助导轮组件”二部分。
不管是主导轮组件,还是辅助导轮组件,都是由以下几个主要部件组成:导轮套,导轮,轴承,封套,螺母。
其中辅助导轮组件虽说是不对钼丝“定位”起决定作用,但它在整个走丝系统中保证运丝的平稳。
象中走丝的张力系统更受导轮组件的“牵制”。
表现在加工中非放电因素的断丝,加工面的“跳线迹”和丝筒换向。
而主导轮组件在实际工作中让钼丝轨迹沿导轮固定位置在导轮安装的轴向和径向“动态”的做位移运动,这就是影响线切割表面粗糙度的最后结果的重要原因,特别是在中走丝上,这种“动态”的位移从多方面影响多次切割的效果—即表面粗糙度。
在快走丝线切割机床中,由于电极丝的位置主要是由主导轮决定的,因此主导轮的工作精度直接影响零件的加工精度,如果导轮有了径向圆跳动或者轴向窜动,电极丝就会振动,其振动幅度取决于径向圆跳动或轴向窜动的幅度。
1 导轮的径向圆跳动对加工尺寸的影响导轮的径向圆跳动是由导轮本身的精度、导轮轴承的精度及导轮组合件的配合精度决定的,它是指钼丝带动导轮旋转中出现的导轮半径方向上的跳动。
图示表示当径向圆跳动量为△时,对所切割八方形试件,各边所产生的误差大小。
可以看出:导轮径向圆跳动对平行于X轴方向的工件加工尺寸影响最大,使X轴方向的尺寸小于标准尺寸;对于Y轴方向的工件加工尺寸不影响,即等于标准尺寸。
影响线切割加工工件表面质量因素及改善措施摘要:对在线切割加工中影响工件表面质量的机床结构、运丝机构、切割参数、工艺参数、电参数、工件材料、工作液等进行分析,并就相应的影响程度提出了相应措施和改善办法。
关键词:线切割;表面质量;改善措施前言目前,我国的电火花线切割机按切割速度可分为高速走丝和低速走丝两种,低速走丝线切割机所加工的工件表面质量比高速走丝线切割机稍好。
但低速走丝线切割机的机床成本和使用成本都比较高。
而高速走丝线切割机结构简单,操作方便,使用成本低,易加工大厚度工件。
因此,该类机床在模具制造、新产品试制和零件加工中得到了广泛应用。
影响线切割加工工件表面质量的因素主要是加工过程不稳定及工作液不洁净等等,而影响加工过程不稳定的原因大致可分为运丝机构故障等机床因素。
1 切割加工工件表面质量的影响因素高速走丝电火花线切割机床属于高精度机床,因此其维护保养非常重要。
因为加工工件的高精度和高质量是直接建立在机床的高精度基础上的,因此在每次加工之前必须检查机床的工作状态,才能为获得高质量的加工工件提供保障。
线切割机床的进给装置是由步进电机带动纵横拖扳,实现坐标的轨迹运行,传动精度直接影响加工精度[1],对加工过程的影响主要是运丝机构。
运丝机构是由贮丝筒、丝架和导轮组成,对加工工件质量的影响主要有以下几个方面:(1)导轮的制造和安装精度将直接影响加工工件表面质量。
因此,在安装和加工中应尽量减少导轮的跳动和摆动,以减小电极丝在加工中的振动。
导轮转动要灵活,要提高导轮组合部件的加工精度和装配精度,满足电极丝的定位精度,提高加工过程的稳定性。
(2)贮丝筒内外圆不同轴,运转时会产生不平衡转动惯量,贮丝筒的轴和轴承等零件因磨损而产生间隙,也易引起电极丝抖动,导致力旺过程的不稳定,应将贮丝筒拆下磨圆,再组装,以恢复原来的加工精度。
(3)丝架的主要功用是对电极丝起支撑作用,并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度。
高速走丝线切割导轮的快速拆卸与调整
高速走丝线切割导轮的快速拆卸与调整
南京理工大学工程训练中心(江苏 210014)谢丽华袁玉兰达式炅【期刊名称】金属加工:冷加工
【年(卷),期】2010(000)006
【总页数】1
在线切割加工过程中,导轮组件是运丝系统中非常重要的零件,它的性能好坏直接影响到线切割加工质量。
导轮的主要作用是减少摩擦,并将钼丝定位。
由于导轮和导轮轴承都是易损件,它们的磨损将直接影响导丝精度,且导轮转动不灵活会引起运丝系统振动或阻力过大而断丝。
导轮轴承磨损产生间隙,造成钼丝的抖动,还会破坏火花放电的正常间隙,易造成大电流集中放电,从而增加断丝的机会;导轮V形槽变宽,导轮V形槽的底径不圆和导电轴与导电轮接触不好也会引起断丝。
因此,导轮轴承经常要进行拆装和调整。
导轮轴承拆除时,首先将整个导轮组件从机床上拆出,然后拆除M4的螺钉(见附图),用卡簧钳卡住压紧螺母5,逆时针旋出压紧螺母5和小圆螺母4,取出垫片7就看到轴承和导轮的轴。
要把导轮拆出,不是一件容易的事,常规的做法就是把导轮的轴敲出来。
使用这种方法,既费时又费力,而且在敲击时很容易损坏导轮的螺纹,造成不必要的损坏。
经过我们现场实践,摸索制作了一套简易的取出导轮和轴承的工具,其结构设计如附图所示的顶出螺杆1和螺套2。
1.工具结构组成
工具主体结构由两部分组成,材料可选用通用的45钢,进行调质处理后,加工成顶出螺杆1和螺套2。
螺套2的外螺纹按压紧螺母5的螺纹加工(通常为。
浅谈导轮工作精度对线切割加工精度的影响作者:桑慧玉
来源:《科技创新导报》2011年第12期
摘要:在快走丝线切割机床中,由于电极丝的位置主要是由主导轮决定的,因此主导轮的工作精度直接影响零件的加工精度,文章分析了主导轮工作精度对线切割加工精度的影响,并提出了提高导轮运动精度的方法。
关键词:快走丝主导轮加工精度径向圆跳动轴向窜动润滑
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(c)-0125-01
引言
一台线切割机送到户手里,机床的“加工性能”基本定型,而钼丝的定位“导正系统”导轮组件的结构在一定程度上决定线切割表面质量的好坏。
先从导轮组件的结构说起,不管是快走丝,还是在快走丝结构基础上改装的中走丝,导轮组件分为“主导轮组件”,和“辅助导轮组件”二部分。
不管是主导轮组件,还是辅助导轮组件,都是由以下几个主要部件组成:导轮套,导轮,轴承,封套,螺母。
其中辅助导轮组件虽说是不对钼丝“定位”起决定作用,但它在整个走丝系统中保证运丝的平稳。
象中走丝的张力系统更受导轮组件的“牵制”。
表现在加工中非放电因素的断丝,加工面的“跳线迹”和丝筒换向。
而主导轮组件在实际工作中让钼丝轨迹沿导轮固定位置在导轮安装的轴向和径向“动态”的做位移运动,这就是影响线切割表面粗糙度的最后结果的重要原因,特别是在中走丝上,这种“动态”的位移从多方面影响多次切割的效果—即表面粗糙度。
在快走丝线切割机床中,由于电极丝的位置主要是由主导轮决定的,因此主导轮的工作精度直接影响零件的加工精度,如果导轮有了径向圆跳动或者轴向窜动,电极丝就会振动,其振动幅度取决于径向圆跳动或轴向窜动的幅度。
1 导轮的径向圆跳动对加工尺寸的影响
导轮的径向圆跳动是由导轮本身的精度、导轮轴承的精度及导轮组合件的配合精度决定的,它是指钼丝带动导轮旋转中出现的导轮半径方向上的跳动。
图示表示当径向圆跳动量为△时,
对所切割八方形试件,各边所产生的误差大小。
可以看出:导轮径向圆跳动对平行于X轴方向的工件加工尺寸影响最大,使X轴方向的尺寸小于标准尺寸;对于Y轴方向的工件加工尺寸不影响,即等于标准尺寸。
2 导轮轴向窜动对加工尺寸的影响
导轮受到轴向力作用是会偏离中间位置,当不受力时又回到中间原来的位置上,其窜动的方向依受力方向不同而异。
图2是以逆时针方向切割八方试件为例来对导轮轴向窜动进行分析。
可见,对八方形试件按逆时针方向加工时,导轮轴向窜动对X和Y轴方向的Ax和Ay尺寸没有影响,但会使Axy1尺寸减小,Axy2尺寸增大。
若按顺时针方向切割加工时,导轮轴向窜动对X和Y轴方向的Ax和Ay尺寸也没有影响,但会使Axy1尺寸增大,Axy2尺寸减小。
3 提高导轮运动精度的途径
(1)注意好控制好导轮组合件的加工误差:①控制好导轮轴、轴承座内孔和外圆的误差;几何形状误差。
几何形状误差与导轮装配后的回转运动精度、使用寿命以及其他性能等都有关系。
各相关零件的几何形状误差是影响导轮轴轴心径向晃动的根本原因,其中以圆度误差和圆柱度误差为主要影响因素,因为轴径和孔的不圆,会使轴承滚道变形,所以应对其严加控制。
位置误差。
影响导轮部件位置精度的主要因素为相关零件的垂直度和同轴度误差。
垂直度误差可能会引起导轮的轴向窜动和角运动误差,并可能使某些零件变形。
同轴度误差会使导轮轴线偏离正确位置,因而影响旋转精度。
②滚动轴承的尺寸误差。
轴承的外环固定,内圈转动,因此内圈的径向偏心和轴承的工作游隙以及轴承中钢球的直径不一致,都会引起导轮轴心线的径向跳动和角速度误差。
在高速转动时会发生振动。
在设计与轴承配合的孔及导轮轴时,应考虑到所选的轴承,并定出合理的过盈量。
(2)拆卸和装配导轮组合件的方法应合理,以提高装配质量。
①装配前必须对导轮、轴承和轴承座等零件进行严格清洗。
拆卸和装配导轮及轴承时,应尽量使用专用工具,并尽量用压力或推力,不要敲打。
滚动轴承润滑脂不能将轴承空间填满,否则将引起过多发热,一般填充量小于轴承空间的1/3为宜。
在填充润滑脂之前,现将轴承在润滑脂中浸泡,以免启动时因润滑脂不均匀而导致轴承烧毁。
②导轮装配后,转起来应该轻便、平稳,高速运转时应无杂音。
紧好丝,高度升到300以上,开机,检查前后钼丝抖动度,如果抖动太大,则说明前后导轮或者轴承有问题,需要拆下检查,不能用则需要更换,如果抖动不是太大,而且是间接性的,可以继续加工精度要求不是太高的工件检查割下来的工件,如果在正确的脉间脉宽下加工的工件表面有明显的搓丝痕或者精度误差大,也表示需要更换导轮和轴承了。
(3)注意改善润滑条件
由于摩擦使导轮部件在机械和化学的长期作用下,将会产生磨损,不仅影响导轮旋转的平稳性和使用寿命,还直接影响它的回转精度。
由于导轮是在高速轻载条件下运转,需要进行可靠合理的润滑,以降低摩擦磨损,因此要提高轴承寿命,应重视改善导轮轴承的润滑条件,这就要求一方面选择渗入度大的润滑脂,并且要求它的防水及防锈蚀能力要好,另一方面还要采取切实有效的密封措施,防止工作液及灰尘等杂物进入轴承。
4 结语
本文根据导轮组的结构结合线切割实际加工,论述了导轮工作精度对线切割加工精度的影响,并提出了提高导轮工作精度的措施。
参考文献
[1] 张学仁.电火花线切割加工技术.哈尔滨工业大学出版社,2001.
[2] 赵万生.先进电火花加工技术.国防工业出版社,2003
[3] 史铁梁.模具加工指导.机械工业出版社,2003.
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”。