线切割技术实践经验分享

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线切割常见问题和解决方案

 

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一、X、Y运动的直线度是怎么保证的?

首先应明确,某一轴的直线度是指它在两个平面的直线度。如X轴的直线度是指在X、Y平面上和X、Z平面上直线度,这如同一条路—即不左右弯曲也不得上下起伏。

机床的托板是承载在导轨上的,所以导轨的平直度就决定运动的直线度。丢失直线度的原因有二,一是导轨本身状态的平直度,二是导轨安装基准面的平直度。高精度且状态稳定的导轨,托板和床身组合在一起才是保证直线度的根本条件。导轨,托板和床身的高低温和时效处理,目的也在于此。

滚柱(钢珠)的不一致将导致受力点少或撬撬板现象也是显而易见的。

要注意到,因丝杠的不规范的运动也会牵动导轨,比如丝杠的轴向与导轨不平行,丝杠与丝母的中心高不一致,丝杠与丝母间承受一个扭转力以及丝杠的弯曲等,都会在丝杠运动的同时,强推硬扛地干扰破坏了导轨的直线运动,这就是我们强调的要把丝杠、丝母、丝杠座和丝母座都做得精确规范的基本原因。

不管是“V”形还是“一”形,导轨和滚道上均不得沾染任何污物杂质,它不但影响导轨的运动的平直度,而且导致导轨的损毁和变形。导轨要求是一尘不染的,这是保养和维护机床,保持长久精度的守则之一。

二、X、Y运动的垂直度是怎么保证的?

两轴的垂直度是建立在各自的直线度的基础上的,直线的误差会在垂直度测量时反映出来,数值叠加的结果使垂直度测量失实失准,所以是首先保证各自的直线度,再保证互相的垂直度。

两轴的垂直度完全取决于中托板上的两组导轨的垂直度,装配时是把一组导轨固定在基准上,测量并调整待另一组导轨与基准垂直后,再行固定并配打销钉孔,从而把中托板上两组导轨的垂直度固定下来。这个装配和测量过程,即要追求操作的稳妥有效,还应该有意把精度提高一档,这个中间工艺指标的控制是非常重要的,因为不管是装机,修理或一段时间的实效,都会使这个精度变差,如果初始安装就把允许的误差值用足,那以后的精度就会超值失准了。比如某机床精度标准为0.02,则首次装配时的内控精度应是在0.012以下。重要部位的首装严控和销钉镙钉稳妥有效,加之导轨本身的平直精准,两轴的垂直度就有保证了。

如同直线度一样,丝杠的工作状态也是影响垂直度的重要因素。与导轨定位面成一定夹角的任何一个外力,都将造成导轨的异动,因为导轨只是导轨,并没有夹死。所以一旦发现X、Y轴的垂直度超标,要认真判断是导轨自身的形变或错位造成的还是丝杠的运动干扰的。如果是导轨的导向作用所致,分别在几个位置使丝杠和丝母重复松开再紧固的适配过程,其超标的方向和数值应大体稳定的。如果是丝杠和丝母运动的干扰所致,将失去方向和数值的规律性。千万不可盲目把导轨的固定松开,把销钉拨掉,失去判断的任何操作都是无益的。一旦导轨的固定松开销钉拨掉,就必须重复前面所述首次

装调的全过程。

任何测量调整都必须在导轨运动平稳之后再进行,如果突跳和无规律的扭摆,那是导轨太脏或异物,要坚决拭净润滑之后再进行调整,这是必须牢记的。

三、座标位移的误差是怎样产生的?

 

单轴直线度,XY垂直度和系统回差是造成误差的主要原因。

快走丝线切割机,都没实现闭环控制,机械传动系统的回差已成为整机精度的最重要的指标,回差大体来自如下5个方面。

齿轮间隙,主要是步进电机与丝杠间的传动齿轮。

连接键的间隙,特别是丝杠上的大齿轮,点滴的间隙在回差上的反应都是不可忽视的。电机轴键间隙的影响不仅有回差,还拌有噪音。

丝杠与丝母间的间隙,出厂后丝杠付的轴向传动间隙通常在0.003以下,质差的产品则不太有保证。

丝杠轴承间隙,这个间隙是靠轴承的内外环的轴向调整消除的,但如果轴承质量低劣,会在消除间隙后转动极不灵活,一旦转动轻快了就又有间隙了,所以该处的轴承是不可马虎的。

力矩传递的整体刚性较差,造成柔弱部位的挠性变形使运动变得迟钝滞后,也以间隙的方式体现出来。

以上5个方面,共同造成了系统回差,实际加工中,即使是最简单的封闭图形,也至少有两次排除回差,所以实际加工精度一般在不可消除的回差的两倍左右。如果系统回差是0.006,那么加工精度在0。012是有可能的。

两轴的垂直度和各轴的直线度是造成位移失真失准另一主要原因。位移失真失准就是误差。只是这个误差的量是随机的,难以估算的。

四、行业标准为什么用切八方来判定机床精度?

用切八方判定机床的精度,是一个很好的办法。它可以很全面地反映出机床座标位移精度,导轮运转的平稳性,X、Y的系统回差和进给与实际位移的保真度。机床存在的与精度相关的任何毛病在切八方时都被体现出来,是无法人为地掩饰的。

切得的八方应按如下几个方面来分析:

与X轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮轴向偏摆抖晃比较大,切缝变大。

与Y轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮径向偏摆抖晃幅度大,切逢度变大。

450两个平行斜面,尺寸偏小,说明Y轴系统回差大,差值约为两倍的回差。

1350两个平行斜面,尺寸偏小,说明X轴系统回差大,差值约为两倍的回差。

450和1350斜面上出现以丝杠螺距为周期的搓板纹,X或Y轴出现进给位移的失真度,说明X或Y轴丝杠推动托板的工作端面出现跳动或失真。这种纹理和周期的关系只能在450和1350斜面上发现。

450和1350斜面上以电机齿轮为周期的搓板纹,说明电机齿轮的不等分或偏心,这种毛病切直线看不见,切圆也辩不清它的周期关系。

与X轴平行的两直面搓板纹重,说明丝上下运行时在Y轴方向不走一条轨迹。(上下导轮“V”形槽的延长线不是一条线,所以丝换向为周期的搓板纹。)

与Y轴平行的两直面搓板纹重,说明的上下行时在X方向不走一条道,上下行时张力有较大的差异。(以丝换向为周期的搓板纹。)

450斜面与1350斜面所夹的角大于或小于900,说明X、Y导轨的垂直度差,它造成四个直面间不垂直但对面能平行,其差值约为该行程内垂直度误差的两倍。

切割面上下两头的不一致,说明上下导轮中有一个其“V”形槽对钼丝的定位作用明显变差。

如上所述,切其它任何形状,都很难把这些都清淅地暴露出来。故切八方确实是检验机床全面精度的好办法。但用八方来判定机床精度,一定要注意如下几点:

防止切割路线或材料本身的变形。

切割方向和上下面要作好标记。

八方中途不得再调任何一项工艺参数或变频速度。

一次完成,中途不得停机。

要校正钼丝,保证它的垂直度。

不得设置齿隙,间隙补偿。

五、切割效率还能再高吗?

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切割效率受两大因素的影响,一是丝的载流量(电流),二是切缝中的蚀除物不能及时清除,它的导电作用消耗掉了脉冲能量。总之,总能量,能量利用率都是切割效率的问题。?

业内就钼材料快速走丝机床的切割效率作过许多的典型试验,结果证明,钼丝载流量达到150A/mm2时,其抗拉强度将被降低到原有强度的1/3~1/4,这个电流值被视作钼丝载流供作切割的极限,以此算来,Ф0.12载流1.74A,Ф0.15载流2.65A, Ф0.18载流3.82A时即达到了切割钼丝的极限值。再加大载流量,无疑丝的寿命将是短暂的。在丝速 10米/秒,北京油脂化工厂的DX-1冷却液,切厚度为50的普通钢,脉宽32MS。脉间200MS时,用蚀除物的体积来计算切割效率则为5.8mm3/分.A。用此效率计算,不同粗细的钼丝工作在最大载流量时的面积切割效率为Ф0.12—70.43mm2/分,Ф0.15—90.41mm2/分,.如此算来,丝经加粗即可加大载流量,电流大了效率也可相应提高。但是,快速往复走丝的线切割是不允许(排丝,挠度,损耗等原因)把丝径加大到0.23以上的.,且因蚀除物排出速度所限,当电流加大到均值8A时,间隙将出现短路或电孤放电,免强维持的短时火花放电也将使钼丝损耗急剧增加,所以一味增粗丝加大电流的办法是不可取的。.

蚀除物在间隙中所呈现的是电阻负载的作用,它短路掉了 经钼丝向间隙提供的一部分能量,所以当切割料加厚,蚀除物排出更为困难的时候,能量损失的多,有效的加工脉冲会更少,放电电流变成了线性负载电流,形不成加工而只加热了钼丝,这是能量被损失和断丝的主要原因。

针对 影响加工效率的两大主要原因,提高加工速度则应在如下几个方面作相应的努力:

加大单个脉冲的能量,即脉冲幅值和峰值电流,为不使丝的载流量负担过大,则应相应加大脉冲间隔,使电流平均值不致增加太多。

保持冷却液的介电系数和绝缘强度,维持较高的火花爆炸力和清洗能力,使蚀除物对脉冲的短路作用减到最小。

提高运丝导丝系统的机械精度,因为窄缝总比宽缝走得快,直缝总比折线缝走得快。

适当地提高丝速,使丝向缝隙内带入的水速加快,水量加大,蚀除物更有效地排出。

增加水在缝隙外对丝的包络性,即让水在丝的带动下起速,起速的水对间隙的清洗作用是较强的。

改善变频跟踪灵敏度,增加脉冲利用率。

减少走丝电机的换向时间,启动更快,增加有效的加工时间。

经上述努力,把切割效率提高到100~120mm2/分钟是可能的,是有实际意的,至于把指标提得更高,则是以牺牲可靠性和连续加工时间作代价的。

六,换向条纹能完全去掉吗?

由电蚀原理决定,放电电离产生高温,液内的碳氢化合物被热分解产生大量的碳黑,在电场的作用下,镀覆于阳极。这一现象在电火花成型加工中被利用作电极的补偿。而线切割中,一部分被丝带出缝隙,也总有一部分镀覆于工件表面,其特点是丝的入口处少,而丝的出口处多。这就是产生犬牙状黑白交错条纹的原因。这种镀层的附着度随工件主体与放电通道间的温差变化,也与极间电场强度有关。就是说,镀覆碳黑的现象是电蚀加工的伴生物,只要有加工就会有条纹。碳黑附着层的厚度通常是0.01~2μ,因放电凹坑的峰谷间都有,所以擦掉是很困难的,要随着表面的抛光和凹坑的去除才能彻底打磨干净。只要不是伴随着切割面的搓板状,没有形状的凸凹仅仅是碳黑的附着,可不必大感烦脑。因为切割效率,尺寸精度,金属基体的光洁度才是我们所追求的。为使视觉效果好一些,设法使条纹浅一点,可以从以下几个方面同时着手,即冷却液稍稀些、稍旧一些,加工电压降低一点,变频跟踪更紧一点等。要彻底没有条纹,则要把产生条纹的条件全部铲除,即丝不换向,液内无乳化的碳氢物改用纯水,这样我们快走丝线切割的主要优越也就没了。目前去掉换向条纹最有效的办法仍然是多次切割,就沿轮廓线留量0.005~0.02,切割轨迹修正后再切一遍,不留量沿上次轨迹再重复一遍,这样的重复切割,伴随脉冲加工参数的调整,会把换向的条纹完全去除干净,且把加工精度和光洁度都提高一等。重复切割的最基本条件是机床有足购的重复定位精度和操作的可重复性。当然还要有操作者的明确思路和准确操作。

七、搓板纹是怎么产生的?

随着钼丝的一次换向,切割面产生一次凸凹,在切割面上出现富于规律的搓板状,通常直称为“搓板纹”。如果不仅仅是黑白颜色的换向条纹,产生有凸凹尺寸差异,这是不能允许的。应在如下几处找原因:

丝松或丝筒两端丝松紧有明显差异,这造成了运行中的丝大幅抖摆,换向瞬间明显的挠性弯曲。也必然出现超进给和短路停进给。

导轮轴承运转不够灵活、不够平稳,造成正反转时阻力不一或是轴向窜动。

导电块或一个导轮给丝的阻力太大,造成丝在工作区内正反张力出现严重差异。(两工作导轮间称工作区)。

导轮或是丝架造成的导轮工作位置不正,V型面不对称,两V型延长线的分离或交叉。

与走丝换向相关的进给不匀造成的超前或滞后会在斜线和圆弧上形成台阶状,也类似搓板纹。

总之,凡出现搓板纹,一个最主要原因是丝在工作区(两导轮间称工作区)上下走的不是一条道,两条道的差值就造成了搓板凸凹的幅度,机械原因是搓板纹的根本。导轮,轴承,导电块和丝运行轨迹是主要成因。进给不匀造成的超前或滞后当然也是成因之一。

还有一种搓板纹,它的周期规律不是按钼丝换向的,而是以X、Y丝杠的周期变化,成因是丝杠推动拖板运动的那个台阶或轴承运转不够稳定产生了端面跳动,或是间隙较大,存有异物出现了端面跳动的那种效果。总之,只要证实是以丝杠的周期而变化的切割缺陷,就应到那里去找一找原因)。断定这一成因的最好的办法是切450斜线,其周期和造成缺陷的原因可一目了然。

搓板纹造成光洁度差仅是其一,同时带来效率变低,频繁短路开路会断丝,瞬间的超进给会使短路短得很死以至停止加工。

八、大厚度切割应怎么办?

大厚度的切割是比较困难的,可不是丝架能升多高,就能切多厚。受放电加工蚀除条件的制约,后到一定程度,加工就很不稳定,直至有电流无放电的短路发生。伴随着拉孤烧伤很快会断丝,在很不稳定的加工中,切割面也会形成条条沟槽,表面质量严重破破坏。切缝里充塞着极粘稠的蚀除物,甚至是近乎于粉状的碳黑及蚀物微粒。

大厚度通常是指200mm以上的钢,至于电导率更高,导热系数更高或耐高温的其它材料还到不了200mm,如紫铜,硬质合金、纯钨、纯钼等,70mm厚就已非常困难了。

大厚度切割的主要矛盾有:

没有足够水的进入和交换,间隙内不能清除蚀物,不能恢复绝缘,也就无法形成放电。

间隙内的充塞物以电阻的形式分流了脉冲源的能量,使丝与工件间失去了足够的击穿电压和单个脉冲能量。

钼丝自身的载流量所限,不可能有更大的脉冲能量传递到间隙中去。

切缝中间部位排出蚀除物的路程太长,衰减了的火花放电已形不成足够的爆炸力,排污力。

材料原因,大厚度存在杂质和内应力的可能性就大为增强了。切缝的局部异常和形变机率也就大了。失去了切割冲击力,却增大了被短路的可能性。

解决大厚度切割的主要矛盾,可采取如下措施:

加大单个脉冲的能量(单个脉冲的电压、电流、脉宽,这三者的乘积就是单个脉冲的能量)。,加大脉冲间隔,目的是钼丝载流量的平均值不增大的前题下,形成火花放电的能力,火花的爆炸力被增强。

选用介电系数更高,恢复绝缘能力更强,流动性和排污解力更强的冷却液。

大幅度提高脉冲电压,使放电间隙加大,水进入和排出也就比较容易了。

事先作好被切材料的予处理,如以反复锻造的办法均匀组织,清除杂质,以退火和实效处理的办法清除材料的内应力。以去除大的余理的办法使材料应力得到充分释放。

提高丝速,更平稳的运丝,使携水和抗据短路的能力增强。

人为偏制折线进给或自动进二退一的进给方式,使间隙被有效扩大。

九、导轮和轴承怎么上?

在安装前,导轮和轴承、轴承座、镙塞及盖帽要在洁净的煤油里认真清洗,在保持安装工具和手都很干净的情况下,先将轴承和轴承座内涂低温润滑脂,而后将轴承和导轮分别压入,以适当的转力拧紧导轮两端的备母,旋紧镙塞,将丝架上的安装孔清洗干净后,把安装好的导轮和导轮座压入,要保证两端的盖帽能自如地调整导轮位置(这点非常重要,它说明轴承的工作状态),再顶紧顶丝(不宜大力,以能限制轴承座窜位为宜)。在整个过程中,没有任何需敲砸才能安装的部位,所有不砸就无法安装的现象都是不对的。要保持导轮运转平稳自如,始终有润滑脂填充轴承的运转空间,要注意导轮套的绝缘洁净有效,要保证导轮运转的灵活自如,不应有任何的卡阻和周期性松紧。这些都是导轮和轴承能长时间平稳运转的必备条件。

要注意导轮和轴承的安装,往往人的感觉不准,总觉得力不够大不够紧,这是很多人的通病。

十、锥度机床的最大锥度是怎样确定的?

锥度机床锥度切割靠增加了U、V且与X、Y轴能联动,构成了上下两个平面的协调运动。U、V和X、Y分别决定了上下平面两个端点,工件的上下两个平面上的轨迹点就在这两个端点的联线上,这就是锥度切割的基本原理。而U、V的行程就决定了上端点可以偏摆的幅度。

UV最大摆幅b和上下导轮的中心距的比值就决定了t角的大小,t即是切割的最大斜度。运算控制系统的相似形公式可以很准确的把工件上下平面的尺寸折算到UV,XY两平面上去,运算控制系统丢失的精度极小。但必须注意到,只有丝垂直的时候,导轮V形槽才处于理想状态,只要一发生偏摆,即只要b>0,V形槽对丝的运动就产生了干扰作用,这个干扰作用通常在t角小于1.50时,误差是很小的,1.5~30时,误差已明显存在;30~60时,误差已直接构成了对加工精度和切割效果的威胁,尚能维持正常切割;当大于60时,不但精度已严重丢失,正常切割也很难维持,甚至造成钼丝脱槽。所以通常在直线机床上加装锥度装置形成的简易锥度机床,一般把最大切割锥度限制在±60。这个锥度值对一些出模斜度加工任务的完成已绰绰有余了。更大锥度的切割则要依赖于专用锥度机床,这种机床要从结构上解决导轮与UV偏摆随动的问题。不存在偏摆后导轮槽的干扰作用,切割的锥度从原理上讲是准确的。伴生的负面影响是,为解决偏摆随动问题而使整体刚性降低,运动迟滞和回差凸现,运动保真度精确度也大打折扣。日常应用,直线切割的通用性,稳定性和方便灵活性也受到影响,直、锥已很难兼顾。

十一、线切割“花丝”现象分析与解决

一段时间的切割后,钼丝会出现一段一段的黑斑,黑斑通常有几到十几毫米长,黑斑的间隔通常有几到几十厘米。黑斑是经过了一段时间的连续电弧放电,烧伤并碳化。变细变脆和碳化后就很容易断。黑斑在丝筒上形成一个个黑点,有时还按一定规率排列形成花纹,故称为“花丝”。

十二、“花丝”现象的成因

因不能有效消电离造成连续电弧放电,电弧的电阻热析出大量碳结成炭精粒,钼丝自己也被碳化。工件较厚(放电间隙长)、水的介电系数低(恢复绝缘能力差)、脉冲源带有一个延迟灭弧的直流分量(大于10mA)这三者之一是“花丝”现象的基本条件。放电间隙内带进(或工件内固有)一个影响火花放电的“杂质”是“花丝”现象的诱因。 “花丝”与火花放电加工的拉弧烧伤是同一道理,间隙内的拉弧烧伤一旦形成,工件和电极同时会被烧出蚀坑并结成炭精粒,炭精粒不清除干净就无法继续加工。细小的炭精粒粘到那里,那里就要拉弧烧伤,面积越来越大,决无自行消除的可能性。如果工件和电极发生位移,各自与对面都会导致新的拉弧烧伤,一处变两处。唯一办法是人下手清理,而线切就无能为力了。

十三、“花丝”的发生和发展

在放电间隙长、蚀除物排出困难、恢复绝缘能力差、火花爆炸无力时,“杂质”很容易产生,电阻热迅速变拉弧烧伤,炭精粒也相拌而成,这个拉弧点随丝运动,其间每个脉冲能量都通过这个拉弧点释放,直到这个拉弧点走出工件,绝缘才有可能恢复,才有可能产生新的火花放电。钼丝这个点的烧伤炭化(即黑斑)就形成了。如果间隙内刚才诱发拉弧烧伤的那个点仍顽强存在,极容易与现在接触的钼丝点重复电弧放电,第二个烧伤炭化(即黑斑)点就又形成了。所以那个点与工件出口的距离往往等于两黑斑间的距离。自第一个烧伤炭化以后,丝上留了一个炭化点,工件间隙留了一串炭化点,极细的炭精粒播散到水里随时会进入间隙,它们都成了“花丝”的诱发因素。成了“交叉感染”,到这时,丝、水、工件换了哪个都不管用,以至统统换了都无济于事。一段时间过后,“交叉感染”的那些诱发因素没了,同等条件,甚至还是那块料,又能切了。

十四、“花丝”的表象和观察

因电弧放电、短路、开路和碳精粒生成,脉冲源电流表会大幅摆动。放电火花会相间出现发红、发黄、发白。初形成的黑斑因热烧和碳化而变粗些,从间隙通过并烧蚀几次后又变细。一段时间加热和张力作用当然也使黑斑处变细。变脆是因为烧红又冷却,严重炭化造成的。因“花丝”在丝筒上形成的花斑很容易规律排列,所以很多人试图发现规律,结果与丝筒周长、导轮周长、导电块与谁的距离都不对。如果有规律,就是烧伤发生点到工件出口的距离。

十五、“花丝”的解决和分析

“花丝”现象一旦发生,要从成因的三个要素入手。首先要确认脉冲发生器的质量,只要没有那个阻止灭弧的直流分量,通常不会导致花丝断丝。其次要注意水,污、稀、有效成分少肯定不行;内含一定量的盐、碱等有碍介电绝缘的成分更不行。再次要注意料,薄怎么都好,即便出现拉弧烧伤的诱因,水的交换快,蚀除物和杂质排除容易,瞬间“闯”过去了。厚了,拉弧烧伤的诱因则很容易产生而极不容易排出。特别带氧化黑皮、锻轧夹层、原料未经锻造调质就淬了火的,造成“花丝”的几率是很高的。“花丝”后的料、丝、水只要保留其一,再次“花丝”的可能性仍很大。

如果无可奈何,只能还切这块料,那就彻底换丝、换水、擦机床;料的夹层、淬火已没办法,起码把表层氧化黑皮祛除干净;避开已切过的那个缝。用大脉间、大脉宽、小电流、高电压开始,待加工稳定仅是慢时,可逐渐加大电流,但仍以2.5A为限。

“花丝”的最初会有一个主要因素,但因“交叉感染”,导致改变谁都不管用。急于换一样,试一次,再换一样,再试一次,都不灵了,败坏了心情,浪费了东西,没解决问题。解决“花丝”的关键到是“冷静分析,找准产生第一处黑斑的原因,尽可能好的改变三个基本条件,尽可能好的避开诱因,不怕费事,不贪快,从头开始”。

“花丝”现象很多时侯并不是机床原因。确定脉冲源无毛病,间隙跟踪无异常后,应转按三个基本条件、一个诱因去找。一味去调床子,无助问题解决,还会误导用户,失去思路,不知原由。

如上解释,希望能帮助“花丝”问题的解决。

十六、电极丝换向条纹的减弱和消除

高速走丝换向条纹的产生主要原因是切缝里冷却状态不均匀所致,换句话说就是凡是可以改善切缝里冷却状态的措施都可以减少条纹的产生,如果仅仅*钼丝短而频繁换向来掩盖条纹就会大大降低生产率,是一种视觉的感受,实际并没有解决问题。解决问题的办法有:增加冷却液的浓度来提高洗涤性;增加脉冲间隔来使液体尽量多的被带入;适当增加脉冲宽度,主要是建设波形的奇变,调整好跟踪等,但最主要的办法是选择好工作液,我试验过多种工作液,凡是切割面呈现油性的液体说明表面得到较好的冷却,而其中以南光-1混DX-1和佳润系列产品最为明显,此外DX-4也还可以,但表面有发黄的现象,大家可以使用一下。当然最好的情况是在切割Cr12料时,几乎没有换向纹。

十七、切割过程中突然断丝

原因:

(1)选择电参数不当,电流过大;

(2)进给调节不当,忽快忽慢,开路短路频繁;

(3)工作液使用不当(如错误使用普通机床乳化液),乳化液太稀,使用时间长,太脏;

(4)管道堵塞,工作液流量大减;

(5)导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕,造成接触不良;

(6)切割厚件时,间歇过小或使用不适合切厚件的工作液;

(7)脉冲电源削波二极管性能变差,加工中负波较大,使钼丝短时间内损耗加大;

(8)钼丝质量差或保管不善,产生氧化,或上丝时用小铁棒等不恰当工具张丝,使丝产生损伤;

(9)贮丝筒转速太慢,使钼丝在工作区停留时间过长;

(10)切割工件时钼丝直径选择不当。

解决方法:

(1)将脉宽档调小,将间歇檔调大,或减少功率管个数;

(2)提高操作水平,进给调节合适,调节进给电位器,使进给稳定;

(3)使用线切割专用工作液;

(4)清洗管道;

(5)更换或将导电块移一个位置;

(6)选择合适的间歇,使用适合厚件切割的工作液;

(7)更换削波二极管;

(8)更换钼丝,使用上丝轮上丝;

(9)合理选择丝速檔;

(10)按使用说明书的推荐选择钼丝直径。

十八、工件接近切割完时断丝:

原因:

(1)工件材料变形,夹断钼丝;

(2)工件跌落时,撞断钼丝。

解决方法:

(1)选择合适的切割路线、材料及热处理工艺,使变形尽量小;

(2)快割完时,用小磁铁吸往工件或用工具托住工件不致下落

十九、在线切加工中遇到一些问题,经过分析,现总结如下:

1.找中心时,总是早不准,这有可能是孔内有杂质或者孔本身就没打直。要是孔内有杂质可以清理一下;要是孔本身加工的原因只能另外重新加工,再找中心。

2.在以圆点为起点将程序写好时,在图形显示时很正常,但在空运转时,显示出与所编图形不符。这是因为没将参数设置中的起点选项设为0的缘故,改过就好了。

二十、脉冲参数中的电压、电流、脉宽、脉间四者之间的规律

是 1)适当提高电压,有助于提高稳定性和加工速度,提高加工精度;(2)增大脉冲电流,也有助于提高稳定性和切削速度,但表面粗糙度值增大,电极丝损耗也会增加;(3)增大脉冲宽度,不仅有助于提高稳定性和切削速度,而且也有助于降低电极丝损耗,但表面粗糙度值增加;(4)缩小脉间,可增大加工电流和切削速度,表面粗糙度值也会增大。

二十一、走丝系统异响怎么办?

走丝系统的异响会出现在如下五个部位:

1、换向瞬间,联轴节或键:这时要仔细察清原因,更换已松动有旷量的键,使之恢复大面积的严密配合;联轴节要恢复缓冲垫的功能,使柔性缓冲确实有效,这些部位不可长期带病工作,否则造成无法修复的后果。

2、丝筒内的异物声响,原因大多因为小的金属颗粒或钼丝头进入丝筒,只要不是丝筒内的动平衡调整镙钉脱落,可以照常运转,很快小的金属颗粒或钼丝头会消磨怠尽。

3、齿带或齿轮的异响,要检查齿带或齿轮是否已过度磨损,要及时更换,如因咬合间隙不当,要及时调整其咬合间隙。

4、 丝筒到走丝丝杠承担过大的负载力造成磨擦或撞击声,很快会将相关机件损毁,该部位的异常现象要停机认真查找,直到排除为止。

5、 走丝电机的扇叶或自身动平衡。

二十二、怎么判定断丝保护灵不灵

断丝保护功能是*KA2小继电器实现的,12V直流电源经上丝架上两个进电块间的钼丝加在KA2上使KA2吸合,一旦两进电块间没有钼丝,KA2就断开。两进电块同时与按扭盘上的“断丝保护”开关上的一对触点并联,“断丝保护”开关就起到是否代替这段钼丝的作用。两进电块间的钼丝或“断丝保护”的开关都起到保证KA2吸合的作用,KA2的一对常开触点则串在总开关接触器KMI的控制回路内,KA2失电,则KMI断电,切断整机电源。没上钼丝时,“断丝保护“开关就决定了KMI能否吸合,当两个进电块被钼丝短路时,“断丝保护”开关即使断开,KA2也可吸合,这时如果人为地使钼丝脱离与一个进电块的接触,则整机立即断电。这里应说明一下,因运动着的钼丝与固定的进电块间的接触不是一个很稳定的连接,进电块上会有火花甚至是KA2误动作的现象。这就*调整钼丝在进电块上勒紧的接触程度,做到即有良好的电接触又不至造成过大的阻力。同时进电块与床身间的绝缘和进电块的清洗稳定也是至关重要的,为达到断丝保护的灵敏有效,这一部位的调整和保洁当然是非常重要的。

二十三、步进电机

线切割机床拖板驱动方式有直拖方式及差速齿轮方式:直拖方式电机的选择可以是伺服电机,差速齿轮方式则选用步进电机,步进电机三相和五相是比较常用的。

步进电机每相的驱动电流必须平衡,才能保证电机按正常的相序来驱动拖板,控制面板上的X,Y相序指示LED,即是一种对步进电机运行状态的监视,如果某个状态LED不亮或不闪动,则表示该相未工作,有些情况状态LED指示正常,但步进电机表现出原地抖动,不正常运转,则说明步进电机缺相,简单的判断方法,可以用表测量,电机的各相电压是否正常(一致)-------即可找出故障点.

二十四、丝筒开不出

检查方法:

  1. 首先查看是否有继电器吸合,若有继电器随丝筒开关吸合释放,则应检查三相电源线路,丝筒马达是否二相,保险丝是否坏,继电器触点是否完好等。
  2. 若没有继电器吸合,说明继电器控制回路有问题,相关的元件有a.丝筒开关按钮b.机床紧停按钮c.丝筒行程开关等。特别要注意的是我公司产品在控制器上也有一只紧停按钮,若此按钮按下,机床丝筒也是开不出的,另外在机床电器板上有一限位开关,只有机床电器板推到底,开关才接通,机床才能工作。

二十五、丝筒不换向

检查方法:丝筒换向涉及丝筒行程开关及机床电器里二只(或一只)继电器,一般情况行程开关坏的可能性较大,只要行程开关即可,注意,行程开关最上面二只为丝筒换向用,第三只为换向高频用(有的机种没有),第四只为停机开关

二十六、按水泵开关(或按高频开关)机床全停

检查方法:

1. 我公司机床上接有断丝停机功能,要按水泵开关(或高频开关),必须先穿好钼丝,没穿钼丝机床以为断丝,即马上停机。

2. 断丝停机线接在某一导论座上,该导论必须为金属导论,若线断了或导轮换成陶瓷导轮就不行了.

3. 断丝停机板在机床电器板上,板上有二只三极管,一般比较容易坏,按型号换掉即可

二十七、机床X、Y拖板(或U、V拖板)均有失步现象

检查方法:

1. 此情况一般为步进电机24V电源偏低引起,检查10000uf电解电容是否已失效,24V桥堆整流是否有问题。

2. 若外部电源偏低也会引起失步,检查控制器进电是否正常,可考虑配220V稳压器。

二十八、机床某一拖板失步或抖动不走检查方法:

1. 对换环形驱动板以判断是否为驱动板的问题,若驱动板有问题,一般为板上3DD 15A或3DK106B坏了。

2. 观察单板机上步进电机指示灯,一个方向有三只灯,运行时交替闪,若有一灯常亮或常暗,说明单板机有问题,检查接口板3DK2B或74LS08片或单板机PIO片是否损坏。

3. 控制器底部有一排法琅电阻,为步进电机限流电阻,若某一只电阻坏了或接线头接触不好,也会引起失步或不走。

4. 步进电机也有可能出问题,可对换来判断。

二十九、没有高频

检查方法:

1. 高频电源是否已通电,高频内有一继电器随着丝筒换向动作,或有的机床高频电源上有一个检查键,可检查高频是否有问题,首先检查振荡板,驱动板上工作电压是否正常,不正常则电源板有问题,高频驱动板一般有几组可对换来判断好坏。

2. 换向继电器有一组常闭触点串连在高频控制回路中,若不好则无高频,有的机床专门有一个换向断高频开关,检查一下。

3. 单板机接口板上有一个3DK106 B是高频输出控制,检查一下是否损坏。

三十、手动走自动不走

检查方法:

1. 首先判断是否有高频,可让工件与钼丝碰一下,有火花说明高频没问题,无火花则属没有高频,参见上述解决。

2. 夹工件处有二根引线,粗的为高压(即高频输出),细的为取样输入线,此线断了则自动

三十一、线切割加工中短路处理简法

在线切割机床加工过程中,而因排屑不畅造成短路的现象时有发生,特别在加工较厚工件时更为突出。

在操作中,可用溶济渗透清洗的方法消除短路,具体方法是:当短路发生时,先关断自动、高频开关,关掉工作液泵,用刷子蘸上渗透性较强的汽油、煤油、乙醇等溶剂,反复在工件两面随着运动的钼丝向切缝中渗透(要注意钼丝运动的方向)。直至用改锥等工具在工件下端轻轻地沿着加工的反方向触动钼丝,工件上端的钼丝能随着移动即可。然后,开启工作液泵和高频电源,依靠钼丝自身的颤动,恢复放电,继续加工。

三十二、断丝后原地穿丝处理

断丝后步进电机应仍保持在“吸合”状态。去掉较少一边废丝,把剩余钼丝调整到贮丝筒上的适当位置继续使用。因为工件的切缝中充满了乳化液杂质和电蚀物,所以一定要先把工件表面擦干净,并在切缝中先用毛刷滴入煤油,使其润湿切缝,然后再在断点处滴一点润滑油──这一点很重要。选一段比较平直的钼丝,剪成尖头,并用打火机火焰烧烤这段钼丝,使其发硬,用医用镊子捏着钼丝上部,悠着劲在断丝点顺着切缝慢慢地每次2-3mm地往下送,直至穿过工件。如果原来的钼丝实在不能再用的话,可更换新丝。新丝在断丝点往下穿,要看原丝的损耗程度,(注意不能损耗太大)如果损耗较大,切缝也随之变小,新丝则穿不过去,这时可用一小片细纱纸把要穿过工件的那部分丝打磨光滑,再穿就可以了。使用该方法可使机床的使用效率大为提高

三十三、解决大厚度“紫铜件”切割断丝问题

由于紫铜件不同于其它钢材料,当厚度超过50mm时,操作者如仍按加工钢材料工件时使用的电参数来加工,就会发生切割速度慢、电流不稳定、短路频繁、断丝等现象。要正常加工采取的相应措施主要有:

(1)不能使用已经用过较长时间的乳化液,尽量使用新乳化液。并且最好采用 JR-1A、JR-3A、JR-4、南光-I工作液。因为铜材料粘,旧乳化液中的杂质较难冲掉,还会使紫铜加工时的导电性能受到影响。使用新乳化液就能避免以上现象的发生。并且上述推荐的工作液由于电解性较好,切缝较宽,可以改善切缝中的排屑状况。同时采用较高的走丝速度有利排屑。

(2)消除电流短路现象,当紫铜夹杂物出现在切割线路中时,加工电流稳定性就会受到影响,使短路现象经常发生,如不正确处理会断丝。采用大电流大脉宽加工的方法,使功率增强。靠脉冲的能量击穿比较小的夹杂物,可使加工正常进行。此时,应特别注意脉间也要增大,使停歇时间增长。同时大脉宽可保证放电能量不会因紫铜的良好传热性而会损耗掉。

(3) 由于紫铜材料具有良好的导热性能,因此如果采用窄脉宽加工,则由于在窄脉宽作用期间,电源所发出的能量很快就被热传递走,因此就会出现割不动的现象,所以紫铜切割时必须采用较大的脉宽进行切割,一般需要采用40μs以上的脉宽。

(4)注意装卡方向。应该把切割路线最短的一面装卡在第三向限,也就是X负方向,使钼丝尽量少走X负方向,这样可以减少断丝几率。

(5)停止工作时,用煤油把丝筒上的丝清洗一遍,使反沾在钼丝上紫铜沫大量减少,等下次开机继续使用时,效果就会更好。

三十四、如何判断所使用工作液的优劣及是否已到了使用寿命

目前线切割专用乳化油的使用仍然占据了绝大多数市场,线切割专用乳化油实际上是由普通乳化油经改进后的产品,在一般切割要求不高的条件下,它体现出较强的通用性,但随着工件切割厚度的增加、切割锥度的加大、单位面积切割收费的降低、难加工材料(硬质合金、磁钢、紫铜)比例的增多,原来一般的线切割专用乳化油已经不能完全满足切割的要求。一般性能较好的工作液应该具有以下几个特征:

★可以用较大的能量进行稳定的加工,机床正常条件下,一般对于 100mm 以内的工件,如 60mm 的工件平均加工电流可以达到甚至超过2.5- 3A (安培),在此条件下单位电流的加工效率应该大于 25mm2 /min.A, 即在加工电流 3A 时,加工效率应该达到 75 - 80 mm2 /min 。并且可以用较小的占空比对较大厚度( 200 - 300mm )的工件进行稳定切割。

★加工时在工件的出丝口会有较多的电蚀产物(黑墨状)被电极丝带出,甚至有气泡产生,说明工作液对切缝里的清洗性能良好,冷却均匀、充分。

★切割工件应容易取下,表面色泽均匀、银白,换向条纹较浅或基本没有。

工作液使用寿命的概念不一定有明确的概念,因为大多数操作人员是采用不断补充水和原液的方法进行加工的。这种方法会缩短工作液的使用寿命,增加成本。

一般一箱工作液(按 40 升计)它的正常使用寿命在 80 - 100 小时左右(即大约一个星期)。超过这个时间,切割效率就可能会大幅度下降,即工作液寿命的判据就是加工效率情况,一般将加工效率降低了 20% 以上作为是否应更换工作液的依据。

性能良好的工作液因为排屑性能良好,切割速度快,自然就比较容易变黑,但变黑的工作液并不一定就到了使用寿命了,因此以工作液的颜色作为使用寿命的判据是不准确的。

三十五、关于线切割换水的经验

加%20的乳华液。加%76的水。加%2的机油。加%1的洗涤剂。加%1的肥皂水`。排除非常好。光洁度好

三十六、快走丝线切割工作液的配制

线切割工作液由专用乳化油与自来水配制而成,有条件采用蒸馏水或磁化水与乳化油配制效果更好,工作液配制的浓度取决于加工工件的厚度、材质及加工精度要求。

从工件厚度来看,厚度小于30mm的薄型工件,工作液浓度在1O%~15%之间;30~lOOmm的中厚型工件,浓度大约在5%~1O%之间;大于1OOmm的厚型工件,浓度大约在3%~5%之间。

从工件材质来看,易于蚀除的材料,如铜、铝等熔点和气化潜热低的材料,可以适当提高工作液浓度,以充分利用放电能量,提高加工效率,但同时也应选较大直径的电极丝进行切割,以利于排屑充分。

从加工精度来看,工作液浓度高,放电间隙小,工件表面粗糙度较好,但不利于排屑,易造成短路。工作液浓度低时,工件表面粗糙度较差,但利于排屑。

总之,在配制线切割工作液时应根据实际加工的情况,综合考虑以上因素,在保证排屑顺利、加工稳定的前提下,尽量提高加工表面质量。

三十七、线切割机操作的注意事项

1、操作者必须熟悉机床结构和性能,经培训合格后方可上岗。严禁非线切割人员擅自动用线切割设备。严禁超性能使用线切割设备。

2、操作前的准备和确认工作

1)清理干净工作台面和工作箱内的废料、杂质,搞好机床及周围的“5S”工作。

2)检查确认工作液是否足够,不足时应及时添加。

3)无人加工或精密加工时,应检查确认电极丝余量是否充分、足够,若不足时应更换。

4)检查确认废丝桶内废丝量有多少,超过1/2时必须及时清理。

5)检查过滤器入口压力是否正常,压缩空气供给压力是否正常。

6)检查极间线是否有污损,松脱或断裂,并确认移动工作台时,极间线是否有干涉现象。

7)检查导电块磨损情况,磨损时应改变导电块位置,有脏污时要清洗干净。

8)检查滑轮运转是否平稳、电极丝的运转是否平稳,有跳动时应检查调整。

9)检查电极丝是否垂直,加工前应先校直电极丝的垂直度。

10)检查下导向装置是否松动、上侧导向装置开合是否顺畅到位。

11)检查喷嘴有无缺损;下喷嘴是否低于工作台面0.05~0.1mm。

12)检查确认相关开关、按键是否灵敏有效。

13)检查确认机床运作是否正常。

14)发现机床有异常现象时,必须及时上报,等待处理。

3、工件装夹的注意事项

1)工件装夹前必须先清理干净锈渣、杂质。

2)模板、型板等切割工件的安装表面在装夹前要用油石打磨修整,防止表面凹凸不平,影响装夹精度或与下喷嘴干涉。

3)工件的装夹方法必须正确,确保工件平直紧固。

4)严禁使用滑牙螺钉。螺丝钉锁入深度要在8mm以上,锁紧力要适中,不能过紧或过松。

5)压块要持平装夹,保证装夹件受力均匀平衡。

6)装夹过程要小心谨慎,防止工件(板材)失稳掉落。

7)工件装夹的位置应有利于工件找正,并与机床行程相适应,利于编程切割。

8)工件(板材)装夹好后,必须再次检查确认与机头,极间线等是否干涉现象。

4、加工时的注意事项

1)移动工作台或主轴时,要根据与工件的远近距离,正确选定移动速度,严防移动过快时发生碰撞。

2)编程时要根据实际情况确定正确的加工工艺和加工路线,杜绝因加工位置不足或搭边强度不够而造成的工件报废或提前切断掉落。

3)线切前必须确认程序和补偿量是否正确无误。

4)检查电极丝张力是否足够。在切割锥度时,张力应调小至通常的一半。

5)检查电极丝的送进速度是否恰当。

6)根据被加工件的实际情况选择敞开式加工或密着加工,在避免干涉的前提下尽量缩短喷嘴与工件的距离。密着加工时,喷嘴与工件的距离一般取0.05~0.1mm。

7)检查喷流选择是否合理,粗加工时用高压喷流,精加工时用低压喷流。

8)起切时应注意观察判断加工稳定性,发现不良时及时调整。

9)加工过程中,要经常对切割工况进行检查监督,发现问题立即处理。

10)加工中机床发生异常短路或异常停机时,必须查出真实原因并作出正确处理后,方可继续加工。

11)加工中因断线等原因暂停时,经过处理后必须确认没有任何干涉,方可继续加工。

12)修改加工条件参数必须在机床允许的范围内进行。

13)加工中严禁触摸电极丝和被切割物,防止触电。

14)加工时要做好防止加工液溅射出工作箱的工作。

15)加工中严禁靠扶机床工作箱,以免影响加工精度。

16)废料或工件切断前,应守候机床观察,切断时立即暂停加工,注意必须先取出废料或工件,方可移动工件台。

5、其它注意事项

1)机床的开、关机必须按机床相关规定进行,严禁违章操作,防止损坏电气元件和系统文件。

2)开机后必须执行回机床原点动作(应先剪断电极丝),使机床校正一致。

3)拆卸工件(板材)时,要注意防止工件(板材)失稳掉落。

4)加工完毕后要及时清理工件台面和工作箱内的杂物,搞好机床及周围的“5S”工作。

5)工装夹具和工件(板材)要注意做好防锈工作并放置在指定位置。

6)加工完毕后要做好必要的记录工作。

三十八、线切割电脑联机光电隔离传送器(永远不再烧打印口与主板:稳定传送100%)

解决了传统联机容易受干扰出错、经常损坏电脑和机床控制台、不能远距离送数等各种问题。

应答传送方式存在的弊端:

线切割控制器与线切割软件用电脑进行联机传送时,分为同步传送与应答传送,即对单板机来说是同步接收与应答接收。

光电隔离器主要是针对于应答传送与接收的,因为只有应答式的单板机存在这问题(原因在于应答式的单板机中没有进行光电耦合与限流措施)。现在国内生产应答式的单板机厂家大部分是在上海,宁波,江苏(因为它们是比较早的线切割生产基地,虽然是生产基地,但应答式的技术是源于电报头输入原理,这是非常落后的,过时的技术,随着电子与电脑硬件不断地升级,但线切割控制器系统单板机却没有随之更新,也许是它们根本解决不了这问题,所以在传送程序过程中出现了:烧电脑打印口,联机有困难等问题)

在应答传送与接收时,单板机都需要一定值的电流输出到电脑打印口上以表示通讯握手信号,这样电脑打印口就会存在被烧坏的可能性(烧掉后,就不能传送3B程序),有些用户还经常进行单板与电脑联机传送线的热插拔,还有在打雷的时,这些都是导致烧打印口。

光电隔离器:

为了解决应答传送时:“烧打印口或主板,不稳定传送完毕”问题,我们设计了线切割电脑联机光电隔离传送器,进行光电耦合与限流,从而安全稳定的直接与电脑打印口连接传送3B程序(现在我们增加了串口传送功能:直接用串口来代替电脑打印口,这样来增加传送的稳定性,稳定性保证100%)。光电隔离器的原理:与”只进不能出”的阀门一样(单向止回阀),就是由电脑向单板机输出3B程序,而当单板机向电脑输出电流时,就由光耦进行隔离,用电阻进行限流,从而彻底起到保护电脑打印口,如果用串口通过光电隔离器传送到单板机,那就可以做到永远会烧电脑主板及100%稳当传送,单板机100%的接收:这是我们向每位客户的永久保证。

串口+光电隔离器à单板机通讯口:

1. 稳定性提高到100%,高效智能,保证您的代码传输之路畅通无阻。

2. 通讯线路不再受长度限制,可随意向美观方面安装,使生产现场简洁明亮,传送线缆的长度可以增加到50米至100米。长距离传送程序稳定准确,电脑因此可放在合适的工作环境中使用(例如放在办公室,便于生产上的管理);

3. 大大减少传送过程中存在的干扰性,几乎为零,确保传送100%。

4. 分低电平,高电平有效电压传送,同步及应答式通讯口兼容,适合多种不现的控制器,不同厂家和型号的机床都可同时联机,不需改动机床的任何线路。

5. 放弃使用传统的屏蔽线理论,避免因接地不良或设备绝缘问题所潜在地回路引起的设备安全;

6. 安全、耐用、稳定。消除了因电磁干扰、机床故障、电源不稳定等外因而造成烧毁电脑并行口和控制台接口电路的危险因素;

型号与规格:

1、A型–直接传送器——1个端口(直接可连接1台机床,加转换器可增加到4台)

2、B型–直接传送器——8个端口(可同时连接8台机床)

三十九、专业小知识:

使用传统的应答联机,等于电脑与机床电气相通,其缺点表现在:

1、送数时经常出错停机,程序段数较多时根本无法完成传送;

这是因为电脑和机床控制台是由集成电路和电子电路组成,内阻较高,极容易感应到干扰信号,生产现场各种各样的机床在运转时本身也是一个干扰源,

通过电网回路进行干扰,影响了程序的传送。

2、经常烧毁电脑并行口和控制台接口电路;

当干扰能量足够大,或者经常带电拔插通讯插头,或机械转换器开关不良,就会形成瞬间高压,攻击设备;机床数量越多,损害程度越高;最后的结果:

就是要更换电脑和机床控制台。

3、由于干扰的缘故,电脑必须与机床最近的距离使用;

生产场地环境较差,而家用电脑并无防尘、防湿、防干扰等措施,所以造成电脑的故障大增。调查发现,上述的情况在用户中很常见。

—周文勇文

 

 

 

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