快走絲電火花線切割機(jī)床的技術(shù)改進(jìn)

謝冬和

(株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南株洲 412000)

快走絲電火花線切割機(jī)是利用脈沖電源在鉬絲(接負(fù)極)與被加工件(接正極)之間產(chǎn)生火花放電，并利用放電所產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫(高達(dá)10 000℃)，使被加工件局部材料氣化而剝離，因此它可以加工各種常規(guī)機(jī)械難以加工的材料，并且由于其價(jià)格低廉、精度適中、操作維護(hù)方便，因而在現(xiàn)代模具制造中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。但是，電火花線切割機(jī)在加工過(guò)程中，不能出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，否則將會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)極大麻煩:一方面穿絲麻煩，鉬絲不能在斷絲處重新穿絲，必須回到鉬絲的起始點(diǎn)，并經(jīng)重新找正后再穿絲和進(jìn)行加工;另一方面會(huì)影響工件的加工質(zhì)量，增加生產(chǎn)成本。

1 鉬絲要有一定的預(yù)緊力

DK7732型電火花線切割機(jī)屬于快走絲線切割機(jī)的一種，它利用儲(chǔ)絲筒帶動(dòng)鉬絲作往返運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速走絲，儲(chǔ)絲筒有兩個(gè)作用:一方面帶動(dòng)鉬絲作高速往返運(yùn)動(dòng)，另一方面鉬絲在儲(chǔ)絲筒表面有序地排列(有序地依次排列可使鉬絲在工作過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)疊絲現(xiàn)象)。我們知道，在裝配新鉬絲時(shí)，必須使鉬絲在儲(chǔ)絲筒表面有序地依次排列，裝配完后還必須用緊絲器進(jìn)行緊絲，使鉬絲處于一定的張緊狀態(tài)。并且鉬絲使用一段時(shí)間后，也必須停機(jī)用緊絲器對(duì)鉬絲進(jìn)行緊絲處理。其作用是:

(1)可以確保鉬絲在運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)最小。鉬絲的振動(dòng)直接影響被加工件的加工質(zhì)量，振動(dòng)小的可以得到較小的表面粗糙度值。

(2)使鉬絲與導(dǎo)電塊、導(dǎo)輪之間的接觸始終處于良好狀態(tài)，保證導(dǎo)電良好。導(dǎo)電塊與鉬絲之間產(chǎn)生的非正常放電(非正常放電削弱了鉬絲與工件間的放電能量，直接影響加工速度，并且會(huì)在導(dǎo)電塊表面上切割出一條條的切痕，此切痕會(huì)影響鉬絲的運(yùn)行)，就是因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)鉬絲與導(dǎo)電塊之間有著細(xì)小的間隙(此間隙剛好與鉬絲與導(dǎo)電塊間的放電間隙相近)。

(3)能夠使切割中的信息得到很好的傳遞。切割中的有關(guān)信息就是通過(guò)鉬絲與導(dǎo)電塊之間的良好接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)傳遞的，如果接觸不良、接收不到切割信息，控制系統(tǒng)就會(huì)處于工作不正常狀態(tài)。

因此，在工作過(guò)程中，必須給鉬絲施加一定的預(yù)緊力，使之與導(dǎo)輪及導(dǎo)電塊之間始終處于良好的接觸狀態(tài)。但是，由于儲(chǔ)絲筒在工作時(shí)，其正向快速運(yùn)動(dòng)→瞬時(shí)靜止→反向快速運(yùn)動(dòng)→正向快速運(yùn)動(dòng)，對(duì)鉬絲產(chǎn)生很大交變慣性拉力作用，這個(gè)交變慣性拉力會(huì)促使鉬絲在一定范圍內(nèi)被拉長(zhǎng)。鉬絲的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，就會(huì)使原本處于張緊狀態(tài)、排列有序的鉬絲在運(yùn)動(dòng)中變得松馳及雜亂無(wú)序的排列，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題，最終造成鉬絲被拉斷。

2 鉬絲松馳問(wèn)題的解決方法

對(duì)鉬絲松馳原因進(jìn)行分析，如果在工作過(guò)程中一直有一個(gè)恒定的重力作用在鉬絲上，使其緊貼在導(dǎo)電塊上，那么鉬絲與導(dǎo)電塊之間的非正常放電、鉬絲在儲(chǔ)絲筒上的疊絲現(xiàn)象、鉬絲在導(dǎo)電塊上留下切槽等這些問(wèn)題都將不存在，鉬絲因松馳而被拉斷的現(xiàn)象也不會(huì)發(fā)生。為了確保鉬絲在運(yùn)行過(guò)程中始終處于一定力的張緊狀態(tài)，就必須有一個(gè)恒力施加在鉬絲上，這個(gè)恒力的實(shí)現(xiàn)靠自動(dòng)張絲裝置來(lái)完成。自動(dòng)張緊裝置可以確保施加在鉬絲上的力方向不變(垂直向下)、大小不變(恒力)，保證鉬絲在運(yùn)行中始終緊貼在導(dǎo)電塊上。

然而施加在鉬絲上的恒力不能太大也不能太小。如果施加的恒力過(guò)大(超過(guò)了鉬絲本身的張力)，就會(huì)使鉬絲額外被拉伸，并增加儲(chǔ)絲筒的運(yùn)絲負(fù)荷，使儲(chǔ)絲筒的轉(zhuǎn)速受到一定影響;如果施加的拉力過(guò)小，不能克服鉬絲在運(yùn)行中向上的慣性力，就會(huì)使鉬絲在運(yùn)行中產(chǎn)生抖動(dòng)，使鉬絲與導(dǎo)電塊間產(chǎn)生間隙，因此，施加在鉬絲上的恒力大小一定要合適。

DK7732型線切割機(jī)本身攜帶了一個(gè)鉬絲張緊輪(如圖1所示)，它一端裝配在絲架上，另一端安裝有導(dǎo)輪，使用時(shí)鉬絲穿過(guò)導(dǎo)輪槽，依靠自身的重量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉬絲的張緊作用。但存在下列問(wèn)題:

(1)它施加在鉬絲上的力非恒力，其大小和方向隨著張緊器繞固定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而在不斷地改變。并且加載在鉬絲上的重力過(guò)大，超過(guò)了鉬絲的內(nèi)應(yīng)力值。

(2)它不能克服鉬絲的振動(dòng)，鉬絲的振動(dòng)會(huì)使鉬絲與導(dǎo)電塊、導(dǎo)輪之間時(shí)而有一定的間隙，時(shí)而緊貼在一起，影響它們之間放電能量的正常傳遞。

(3)它沒(méi)有斷絲報(bào)警功能。當(dāng)鉬絲在切割中非正常斷絲時(shí)，不能產(chǎn)生報(bào)警功能，更不能切斷線切割機(jī)械部分的電源，使其停止切割動(dòng)作。

因此，必要對(duì)此張緊裝置進(jìn)行改進(jìn)，使其具有報(bào)警功能及自動(dòng)切斷工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)電源及停止功能。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，我們對(duì)所使用的DK7732型線切割機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，在儲(chǔ)絲筒與線架間的鉬絲上方加裝了一個(gè)自制的自動(dòng)張絲裝置，該自動(dòng)張絲裝置施加在鉬絲上的作用力(該作用力的大小等于張絲裝置上重力錘的重量、導(dǎo)桿組件的重量之和)的大小根據(jù)鉬絲的內(nèi)應(yīng)力及所需張力進(jìn)行計(jì)算，并經(jīng)確認(rèn)而得兩者的重量之和控制在140 g左右較為合理，可以保證鉬絲與導(dǎo)電塊之間處于良好的接觸狀態(tài)，同時(shí)，此重力不會(huì)超過(guò)鉬絲的內(nèi)應(yīng)拉力，也不會(huì)額外增加鉬絲與導(dǎo)電塊間的運(yùn)行阻力。自動(dòng)張絲裝置如圖2及圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

我們?cè)贒K7745型線切割機(jī)加裝該新自動(dòng)張絲裝置后，可清楚地觀察到鉬絲張力的變化及改善情況，有效地避免了鉬絲長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)發(fā)生的短路現(xiàn)象，能夠有效地吸收各種振動(dòng)，使鉬絲保持穩(wěn)定，加工質(zhì)量明顯提高。經(jīng)試驗(yàn)，未加裝新自動(dòng)張絲裝置的線切割機(jī)，新鉬絲使用2天后即需經(jīng)常人工緊絲(在切割中、大厚工件時(shí)基本上每天都要進(jìn)行緊絲)，鉬絲的短路現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生(導(dǎo)電塊上產(chǎn)生切槽、非正常放電、鉬絲松馳等原因造成)，加工斷面趨于粗糙，且由于短路，加工時(shí)間也耗費(fèi)更多;而加裝了的線切割機(jī)，新鉬絲使用一周也不需要人工緊絲，只需將導(dǎo)桿下的鉬絲放直即可，由于鉬絲總能保持一定的張力，各種振動(dòng)被新自動(dòng)張絲裝置有效吸收，因而幾乎見(jiàn)不到短路現(xiàn)象的發(fā)生，加工效率提高近一倍，加工質(zhì)量也較之前提高了許多。該新自動(dòng)張絲裝置也可推廣到其他型號(hào)的電火花線切割機(jī)上使用，只需改變安裝孔位即可，也可作為快走絲線切割機(jī)床生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)線切割機(jī)床或線切割機(jī)床配件時(shí)借簽。

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