中走絲線切割多次切割修光技術（一）
發布者：zhwedm 發布時間：2011-07-24 17:54:37
電火花數控線切割機床(WEDM)加工的切割速度與加工表面質量是一對矛盾的因素，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到工藝指標的，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，此時并不要求加工表面質量如何。第二次和第三次切割時（中走絲線切割），則用精協作單位和精微加工標準逐級修光，以獲得理想的加工頊質量和加工精度。高速走絲電火花線切割加工(HS－WEDM)則因其自身特點及設備條件的限制，多次切割工藝至至今無法推廣應用，致使它的綜合工藝水平遠遠低于LS－WEDM的工藝水平。為此，廣大科技工作者曾進行過大量的實驗研究，得出的結論是：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：
①按國家有關標準控制機床的制造精度和走絲系統的穩定性，并采取必要措施控制電極絲的空間形位變化；
②開發出適用于多次切割的高頻脈沖電源；
③深入研究多次切割工藝，確定脈沖參數、加工軌跡補償量及電及絲移動方式和速度等。
1、控制電極絲空間形位變化的措施
電火花數控線切割機床加工中，電極絲在放電力的作用下必然會發生空間形位變化莫測，使放電點滯后于進給方向的支撐點。
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，并使支點盡量×近工件上下表面。由于高速走絲電火花線切割機沒有張力控制裝置，增加電極絲的張力通常是通過適當增加繞絲預緊力和在切割過程中收緊電極絲來實現。現在也有人采用恒張力機構，雖有一定效果，但由于恒張力機構的響應速度較慢，走絲系統的瞬間干擾所引起的張力變化難以及時地被恒張力機構排除，電極絲的瞬間形位變化仍難以控制，加上這種恒張力機構較為復雜，使用不太方便，生產實踐中很少采用。
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，而且還可縮短導向支點與工件表面之間的實際距離，對穩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重，故使用壽命不長采用高耐用消費品磨性導向裝置。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的導向器。使用該導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量。且聚晶金剛石硬度高、耐磨性好，使用壽命較長。在小錐度(《＝3度)切割加工情況下，一套高耐磨性導向裝置使用半年之后，仍對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計，既要獲得較高的切割速度，又要保證加工表面質量不能太差，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，脈沖參數變化范圍較小，而多次切割則不同，在進行第一次切割時要求切割速度必須穩定在100MM平方／MIN以上，而不太計較加工表面粗糙度的高低，重點是加工穩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量。為此，對高頻脈沖電源進行了下述改造：成倍提高脈沖峰值電流，控制單個脈沖放電能量和脈沖電流上升率，使其加工速度和加工穩定性大幅度提高，電極絲的絲徑損耗控制在切割50000MM平方后小于0.02MM。第二次切割應使加工表面的質量在第一次基礎上提高一倍，由于此刻還有較大的加工余量，仍需講究切割速度；所設定的脈沖參數能保證加工表面粗糙度RA在1.4—1.7UM范圍內。第三次是加工表面修光，要求設置精微加工回路，以獲得理想的加工表面質量。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，請看下篇）
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