线切割慢走丝机床操作实验指导书

 

线切割慢走丝机床操作实验指导书

慢走丝线切割机主要用于加工高精度零件。慢走 丝电火花线切割机床的品种较多,各种机床的操作大同小异,一些基本操作内容及其要求与快走丝电火花线切割机床有相似之处。但慢走丝线切割机所加工的工件表 面粗糙度、圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝线切割机好很多,其操作要求更加注重加工精度和表面质量。 线切割慢走丝机床

1. 工艺准备

(1)工件材料的技术性能分析  不 同的工件材料,其熔点、气化点、导热系数等性能指标都不一样,即使按同样方式加工,所获得的工件质量也不相同。因此必须根据实际需要的表面质量对工件材料 作相应的选择。例如要达到高精度,就必须选择硬质合金类材料,而不应该选不锈钢或未淬火的高碳钢等,否则很难实现所需要求。这是因为硬质合金类材料的内部 残余应力对加工的影响较小,加工精度和表面质量较好。

(2)工作液的选配  火 花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行,工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩,从而局限在较小的通道半径内火花放电,形成瞬时和局部高温来 熔化并气化金属,放电结束后又迅速恢复放电间隙成为绝缘状态。绝缘性能太低,将产生电解而形不成击穿火花放电;绝缘性能太高,则放电间隙小,排屑难,切割 速度降低。 线切割慢走丝机床

自来水具有流动性好、不易燃、冷却速度较快等优势。但直接用自来水作工作液时,由    于水中离子的导电作用,其电阻率较低,约为5kΩ•cm,不仅影响放电间隙消电离、延长恢复绝缘的时间,而且还会产生电解作用。因此,慢走丝电火花线切割加工的工作液一般都用去离子水。一般电阻率应在10~100kΩ•cm,具体数值视工件材料、厚度及加工精度而定。如用黄铜丝加工钢时,工作液的电阻率宜低,可提高切割速度,但加工硬质合金时则反之。

加工前必须观察电阻率表的显示,特别是机床刚起动时,往往会发现电阻率不在这个范围内,这时不要急于加工,让机床先运转一段时间达到所要的电阻率时才开始正式加工。为了保证加工精度,有必要提高加工液的电阻率,当发现水的电阻率不再提高时,应更换离子交换树脂。

再者必须检查与冷却液有关的条件。慢走丝电火 花线切割加工中,送至加工区域的工作液通常采用浇注式供液方式,也可采用工件全浸泡式供液方式。所以要检查加工液的液量及过滤压力表。当加工液从污浊槽向 清洗槽逆向流动时则需要更换过滤器,以保证加工液的绝缘性能、洗涤性能、冷却性能达到要求。

在用慢走丝电火花线切割机床进行特殊精加工时,也可采用绝缘性能较高的煤油作工作液。 线切割慢走丝机床

(3)电极丝的选择及校正  慢走丝电火花线切割加工电极丝多用铜丝、黄铜丝、黄铜加铝、黄铜加锌、黄铜镀锌等。对于精密电火花线切割加工,应在不断丝的前提下尽可能提高电极丝的张力,也可采用钼丝或钨丝。

目前,国产电极丝的丝径规格有0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.33mm、0.35mm等,丝径误差一般在土 2gm以内。国外生产的电极丝,丝径最小可达  0.03mm,甚至0.01~0.003mm,用于完成清角和窄缝的精密微细电火花线切割 加工等。长期暴露在空气中的电极丝表面与空气接触而易被氧化,不能用于加工高精度的零件。因此,保管电极丝时应注意不要损坏电极丝的包装膜。在加工前,必 须检查电极丝的质量。有以下情况之一时,必须重新进行电极丝的垂直度校正:走丝线切割机一般在加工了50~100h后就必须考虑更换导轮或其轴承;改变导电块的切割位置或者更换导电块;有脏污时需用洗涤液清洗。必须注意的是:当变更导电块的位置或者更换导电块时,必须重新校正丝电极的垂直度,以保证加工工件的精度和表面质量。

(4)穿丝孔的加工  在 实际生产加工中,为防止工件毛坯内部的残余应力变形及放电产生的热应力变形,不管是加工凹模类封闭形工件,还是凸模类工件,都应首先在合适位置加工好线切 割慢走丝机床一定直径的穿丝孔进行封闭式切割,避免开放式切割。若工件已在快走丝电火花线切割机床上进行过粗切割,再在慢走丝电火花线切割机床上进一步加 工时,不打穿丝孔。

(5)工件的装夹与找正  准备利用慢走丝电火花线切割机床加工的工件,在前面的工序中应加工出准确的基准面,以便在慢走丝电火花线切割机床上装夹和找正。应充分利用机床附件装夹工件。对于某些结构形状复杂、容易变形工件的装夹,必要时可设计和制造专用的夹具。

工件在机床上装夹好后,可利用机床的接触感知、自动找正圆心等功能或利用千分表找正,确定工件的准确位置,以便设定坐标系的原点,确定编程的起始点。找正时,应注意多操作几遍,力求位置准确,将误差控制到最小。

当工件行将切割完毕时,其与母体材料的连接强度势必下降,此时要注意固定好工件,防止因工作液的冲击使得工件发生偏斜,从而改变切割间隙,轻者影响工件表面质量,重者使工件报废。 线切割慢走丝机床

2.实施少量多次切割

少量、多次切割方式是指利用同一直径电极丝对同一表面先后进行两次或两次以上的切割,第一次切割加工前预先留出精加工余量,然后针对留下的精加工余量,改用精加工条件,利用同一轨迹程序把偏置量分阶段地缩小,再进行切割加工。一般可分为1~5次切割,除第1次加工外,加工量一般是由几十微米逐渐递减到几个微米,特别是加工次数较多的最后一次,加工量应较小,即几个微米。少量、多次切割可使工件具有单次切割不可比拟的表面质量,并且加工次数越多工件的表面质量越好。具体数值一般由机床的加工参数决定。

采用少量、多次切割方式,可减少线切割加工时 工件材料的变形,有效提高工件加工精度及改善表面质量,在粗加工或半精加工时可留一定余量,以补偿材料因应力平衡状态被破坏所产生的变形和最后一次精加工 时所需的加工余量,最后精加工即可获得较为满意的加工效果。它是控制和改善加工表面质量的简便易行的方法和措施,但生产率有所降低。

3.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,致使切割表面质量和精度下降。一般情况下,合理的切 割路线应将工件与夹持部位分离的切割段安排在总的切割程序末端,将暂停点设在靠近毛坯夹持端的部位。

4.正确选择切割参数

慢走丝电火花线切割加工时应合理控制与调配丝参数、水参数和电参数。

电极丝张力大时,其振动的振幅减小,放电效率相对提高,可提高切割速度。丝速高可减少断丝和短路机会,提高切割速度,但过高会使电极丝的振动增加,又会影响切割速度。为了保证工件具有更高的加工精度和表面质量,可以适当调高机床厂家提供的丝速和丝张力参数。

增大工作液的压力与流速,排出蚀除物容易,可提高切割速度,但过高反而会引起电极  丝振动,影响切割速度,可以维持层流为限。

粗加工时广泛采用短脉宽、高峰值电流、正极性加工。精加工时采用极短脉宽(百纳秒级)和单个脉冲能量(几个微焦耳),可显著改善加工表面质量。

此外,应保持稳定的电源电压。电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定,从而引  起击穿放电过程不稳定而影响工件加工质量。

5.控制上部导向器与工件的距离

慢走丝电火花线切割加工时可以采用距离密着加工,即上部导向器与工件的距离尽量靠 近(约0.05~0.10mm),避免因距离较远而使电极丝振幅过大影响工件加工质量。

(二)数控慢走丝线切割机床安全操作规程

1. 人身安全

(1)手工穿丝时,注意防止电极丝扎手。

(2)用后的废电极丝要放在规定的容器内,防止混入电路和运丝系统中,造成电器短路、  触电和断丝等事故。

(3)加工之前应安装好机床的防护罩,并尽量消除工件的残余应力,防止切割过程中工  件爆裂伤人。

(4)机床附近不得放置易燃、易爆物品,防止因工作液一时供应不足产生的放电火花引  起事故。

(5)加工开始后,不可将身体的任何部位伸人加工区域,防止触电。

2.设备安全

(1)操作者必须熟悉线切割加工工艺,恰当地选取加工参数,按规定操作顺序操作,防止造成断丝等故障。

(2)正式加工工件之前,应确认工件安装位置,防止出现运动干涉或超程等现象。

(3)防止工作液等导电物进入机床的电器部分,一旦发生因电器短路造成火灾时,应首  先切断电源,立即用四氯化碳等合适的灭火器灭火,不准用水灭火。 线切割慢走丝机床

(4)工作结束后,关掉总电源。

(三)数控慢走丝线切割机床日常维护及保养

1.日常工作要求

(1)充分了解机床的结构性能以及熟练掌握机床的操作技能,遵守操作规程和安全生产制度。

(2)在机床的允许规格范围内进行加工,不要超重或超行程工作。

(3)下班后清理工作区域,擦净夹具和附件等。

2.定期保养

(1)按机床操作说明书所规定的润滑部位及润滑要求,定时注入规定的滑润油或润滑脂,以保证机构运转灵活。

(2)定期检查机床的电气设备是否受潮和安全可靠,并清除尘埃,防止金属物落人,不允许带故障工作。

(3)慢走丝电火花线切割机床一般在加工50~100h后就必须检查引电块的磨损情况,考虑变更引电块的位置或予以更换。有脏污时需用洗涤液清洗。必须注意:当变更导电块的位置或者更换导电块时,必须重新校正丝电极的垂直度,以保证加工工件的精度和表面质量。

(4)定期检查导轮的转动是否灵活,不得有卡死现象,否则应更换导轮和轴承。更换后  必须检查其径向跳动量。

(5)定期检查上、下喷嘴的损伤和脏污程度,有脏物时需用洗涤液清除,有损伤时应及时更换。

(6)加工前检查工作液箱中的工作液是否足够,管道和喷嘴是否通畅。当工作液从污液槽向清液槽逆向流动时则需要更换过滤器。线切割慢走丝机床

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