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線切割基礎(chǔ)知識（連載三）
閱讀：1186 發(fā)布時間：2013-12-4
第三篇線切割機(jī)床切割大厚度和錐度切割工件技巧
大厚度切割應(yīng)怎么辦？
大厚度的切割是比較困難的，可不是絲架能升多高，就能切多厚。受放電加工蝕除條件的制約，后到一定程度，加工就很不穩(wěn)定，直至有電流無放電的短路發(fā)生。伴隨著拉孤燒傷很快會斷絲，在很不穩(wěn)定的加工中，切割面也會形成條條溝槽，表面質(zhì)量嚴(yán)重破破壞。切縫里充塞著極粘稠的蝕除物，甚至是近乎于粉狀的碳黑及蝕物微粒。大厚度通常是指200mm以上的鋼，至于電導(dǎo)率更高，導(dǎo)熱系數(shù)更高或耐高溫的其它材料還到不了200mm，如紫銅，硬質(zhì)合金、純鎢、純鉬等，70mm厚就已非常困難了。
大厚度切割的主要矛盾有：
沒有足夠水的進(jìn)入和交換，間隙內(nèi)不能清除蝕物，不能恢復(fù)絕緣，也就無法形成放電。
間隙內(nèi)的充塞物以電阻的形式分流了脈沖源的能量，使絲與工件間失去了足夠的擊穿電壓和單個脈沖能量。
鉬絲自身的載流量所限，不可能有更大的脈沖能量傳遞到間隙中去。
切縫中間部位排出蝕除物的路程太長，衰減了的火花放電已形不成足夠的爆炸力，排污力。
材料原因，大厚度存在雜質(zhì)和內(nèi)應(yīng)力的可能性就大為增強(qiáng)了。切縫的局部異常和形變機(jī)率也就大了。失去了切割沖擊力，卻增大了被短路的可能性。解決大厚度切割的主要矛盾，可采取如下措施：
加大單個脈沖的能量（單個脈沖的電壓、電流、脈寬，這三者的乘積就是單個脈沖的能量）。，加大脈沖間隔，目的是鉬絲載流量的平均值不增大的前題下，形成火花放電的能力，火花的爆炸力被增強(qiáng)。選用介電系數(shù)更高，恢復(fù)絕緣能力更強(qiáng)，流動性和排污解力更強(qiáng)的冷卻液。大幅度提高脈沖電壓，使放電間隙加大，水進(jìn)入和排出也就比較容易了。事先作好被切材料的予處理，如以反復(fù)鍛造的辦法均勻組織，清除雜質(zhì)，以退火和實(shí)效處理的辦法清除材料的內(nèi)應(yīng)力。以去除大的余理的辦法使材料應(yīng)力得到充分釋放。提高絲速，更平穩(wěn)的運(yùn)絲，使攜水和抗據(jù)短路的能力增強(qiáng)。人為偏制折線進(jìn)給或自動進(jìn)二退一的進(jìn)給方式，使間隙被有效擴(kuò)大。
錐度機(jī)床的zui大錐度是怎樣確定的？
錐度機(jī)床錐度切割靠增加了U、V且與X、Y軸能聯(lián)動，構(gòu)成了上下兩個平面的協(xié)調(diào)運(yùn)動。U、V和X、Y分別決定了上下平面兩個端點(diǎn)，工件的上下兩個平面上的軌跡點(diǎn)就在這兩個端點(diǎn)的聯(lián)線上，這就是錐度切割的基本原理。而U、V的行程就決定了上端點(diǎn)可以偏擺的幅度。UVzui大擺幅b和上下導(dǎo)輪的中心距的比值就決定了t角的大小,t即是切割的zui大斜度。運(yùn)算控制系統(tǒng)的相似形公式可以很準(zhǔn)確的把工件上下平面的尺寸折算到UV，XY兩平面上去，運(yùn)算控制系統(tǒng)丟失的精度極小。但必須注意到，只有絲垂直的時候，導(dǎo)輪V形槽才處于理想狀態(tài)，只要一發(fā)生偏擺，即只要b＞0，V形槽對絲的運(yùn)動就產(chǎn)生了干擾作用，這個干擾作用通常在t角小于1.50時,誤差是很小的,1.5~30時,誤差已明顯存在；30~60時，誤差已直接構(gòu)成了對加工精度和切割效果的威脅，尚能維持正常切割；當(dāng)大于60時，不但精度已嚴(yán)重丟失，正常切割也很難維持，甚至造成鉬絲脫槽。所以通常在直線機(jī)床上加裝錐度裝置形成的簡易錐度機(jī)床，一般把zui大切割錐度限制在±60。這個錐度值對一些出模斜度加工任務(wù)的完成已綽綽有余了。更大錐度的切割則要依賴于錐度機(jī)床，這種機(jī)床要從結(jié)構(gòu)上解決導(dǎo)輪與UV偏擺隨動的問題。不存在偏擺后導(dǎo)輪槽的干擾作用，切割的錐度從原理上講是準(zhǔn)確的。伴生的負(fù)面影響是，為解決偏擺隨動問題而使整體剛性降低，運(yùn)動遲滯和回差凸現(xiàn)，運(yùn)動保真度度也大打折扣。日常應(yīng)用，直線切割的通用性，穩(wěn)定性和方便靈活性也受到影響，直、錐已很難兼顧。
錐度切割能準(zhǔn)嗎？
首先應(yīng)該肯定，從原理上講，錐度是可以切準(zhǔn)的。因?yàn)楫?dāng)輸入導(dǎo)輪半徑，上下導(dǎo)輪中心距離，下導(dǎo)輪距下平面的距離，工件的高度和錐度角后，由程序中的那個相似形公式做數(shù)學(xué)模型，可以把工件上平面和下平面的尺寸很準(zhǔn)確地?fù)Q算成XY與UV的組合運(yùn)動數(shù)值，以μ為當(dāng)量的步距是可以滿足*的精度要求的。但實(shí)際切割時，仍有許多直接影響精度的誤差存在，如導(dǎo)輪半徑、導(dǎo)輪中心距、下導(dǎo)輪到下平面的距離這類的數(shù)字，是很難求得一個很準(zhǔn)確的數(shù)值的，它們的誤差值與μ級精度相比大概要差百倍千倍。造成程序運(yùn)行中的假數(shù)真算。精度丟失的另一重要原因是切錐度時上下導(dǎo)輪豎直方向是不在同一位置的，此時給絲定位的已不是導(dǎo)輪V形槽的根部，V形槽的V形面已干涉了絲的初始位置，這是一個含有極其不定因素的變量，這是一個幅度從幾個μ到幾MM的變量，而這個量無法在任何運(yùn)算中加以補(bǔ)償。故而在大錐度的切割機(jī)上，采用了導(dǎo)輪與UV軸隨動的結(jié)構(gòu)，也有人稱作連桿式結(jié)構(gòu)，從而解決了導(dǎo)輪V形面干涉鉬絲的問題。但因復(fù)雜的聯(lián)動系統(tǒng)，不少于三處的活動關(guān)節(jié)，使導(dǎo)輪已承載在一個剛性較差，支點(diǎn)和力臂都較長的活動軸體的端頭上。整體穩(wěn)定性、剛性以及動作的滯后，都成了影響切割精度的重要因素。
盡管錐度切割還存在許多難以克服的問題，它仍是線切割的一個強(qiáng)大功能，是可以藐視任何機(jī)械加工的*的*性，它可以解決機(jī)械加工行業(yè)無人能夠做到的特殊的難題。錐度功能的使用有一個熟練的過程，針對性的工藝試驗(yàn)和輸入?yún)?shù)對加工結(jié)果的影響估測是錐度切割的重要經(jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)可以幫助你切割出精度很高的錐度零件，*件可能不夠滿意，但第二件或第三件*有把握拿到一個合格的產(chǎn)品。因?yàn)楦淖冚斎雲(yún)?shù)中的任何一個，比如上下導(dǎo)輪的中心距或是錐度角，它可以直接控制上平面的尺寸或下平面的尺寸。以*件做參照，第二件做修正，第三件成功的可能性是很大的。這樣的參照，修正和成功經(jīng)過幾次，也可以到得心應(yīng)手的程度。zui終以我們現(xiàn)有的機(jī)床，錐度切割的控制能力，可以達(dá)到的精度通常在0.05左右，這對錐度零件的生產(chǎn)來說，適用性和滿意度已經(jīng)很高了。
大厚度切割應(yīng)怎么辦？
大厚度的切割是比較困難的，可不是絲架能升多高，就能切多厚。受放電加工蝕除條件的制約，后到一定程度，加工就很不穩(wěn)定，直至有電流無放電的短路發(fā)生。伴隨著拉孤燒傷很快會斷絲，在很不穩(wěn)定的加工中，切割面也會形成條條溝槽，表面質(zhì)量嚴(yán)重破破壞。切縫里充塞著極粘稠的蝕除物，甚至是近乎于粉狀的碳黑及蝕物微粒。大厚度通常是指200mm以上的鋼，至于電導(dǎo)率更高，導(dǎo)熱系數(shù)更高或耐高溫的其它材料還到不了200mm，如紫銅，硬質(zhì)合金、純鎢、純鉬等，70mm厚就已非常困難了。
大厚度切割的主要矛盾有：
沒有足夠水的進(jìn)入和交換，間隙內(nèi)不能清除蝕物，不能恢復(fù)絕緣，也就無法形成放電。
間隙內(nèi)的充塞物以電阻的形式分流了脈沖源的能量，使絲與工件間失去了足夠的擊穿電壓和單個脈沖能量。
鉬絲自身的載流量所限，不可能有更大的脈沖能量傳遞到間隙中去。
切縫中間部位排出蝕除物的路程太長，衰減了的火花放電已形不成足夠的爆炸力，排污力。
材料原因，大厚度存在雜質(zhì)和內(nèi)應(yīng)力的可能性就大為增強(qiáng)了。切縫的局部異常和形變機(jī)率也就大了。失去了切割沖擊力，卻增大了被短路的可能性。解決大厚度切割的主要矛盾，可采取如下措施：
加大單個脈沖的能量（單個脈沖的電壓、電流、脈寬，這三者的乘積就是單個脈沖的能量）。，加大脈沖間隔，目的是鉬絲載流量的平均值不增大的前題下，形成火花放電的能力，火花的爆炸力被增強(qiáng)。選用介電系數(shù)更高，恢復(fù)絕緣能力更強(qiáng)，流動性和排污解力更強(qiáng)的冷卻液。大幅度提高脈沖電壓，使放電間隙加大，水進(jìn)入和排出也就比較容易了。事先作好被切材料的予處理，如以反復(fù)鍛造的辦法均勻組織，清除雜質(zhì)，以退火和實(shí)效處理的辦法清除材料的內(nèi)應(yīng)力。以去除大的余理的辦法使材料應(yīng)力得到充分釋放。提高絲速，更平穩(wěn)的運(yùn)絲，使攜水和抗據(jù)短路的能力增強(qiáng)。人為偏制折線進(jìn)給或自動進(jìn)二退一的進(jìn)給方式，使間隙被有效擴(kuò)大。
錐度機(jī)床的zui大錐度是怎樣確定的？
錐度機(jī)床錐度切割靠增加了U、V且與X、Y軸能聯(lián)動，構(gòu)成了上下兩個平面的協(xié)調(diào)運(yùn)動。U、V和X、Y分別決定了上下平面兩個端點(diǎn)，工件的上下兩個平面上的軌跡點(diǎn)就在這兩個端點(diǎn)的聯(lián)線上，這就是錐度切割的基本原理。而U、V的行程就決定了上端點(diǎn)可以偏擺的幅度。UVzui大擺幅b和上下導(dǎo)輪的中心距的比值就決定了t角的大小,t即是切割的zui大斜度。運(yùn)算控制系統(tǒng)的相似形公式可以很準(zhǔn)確的把工件上下平面的尺寸折算到UV，XY兩平面上去，運(yùn)算控制系統(tǒng)丟失的精度極小。但必須注意到，只有絲垂直的時候，導(dǎo)輪V形槽才處于理想狀態(tài)，只要一發(fā)生偏擺，即只要b＞0，V形槽對絲的運(yùn)動就產(chǎn)生了干擾作用，這個干擾作用通常在t角小于1.50時,誤差是很小的,1.5~30時,誤差已明顯存在；30~60時，誤差已直接構(gòu)成了對加工精度和切割效果的威脅，尚能維持正常切割；當(dāng)大于60時，不但精度已嚴(yán)重丟失，正常切割也很難維持，甚至造成鉬絲脫槽。所以通常在直線機(jī)床上加裝錐度裝置形成的簡易錐度機(jī)床，一般把zui大切割錐度限制在±60。這個錐度值對一些出模斜度加工任務(wù)的完成已綽綽有余了。更大錐度的切割則要依賴于錐度機(jī)床，這種機(jī)床要從結(jié)構(gòu)上解決導(dǎo)輪與UV偏擺隨動的問題。不存在偏擺后導(dǎo)輪槽的干擾作用，切割的錐度從原理上講是準(zhǔn)確的。伴生的負(fù)面影響是，為解決偏擺隨動問題而使整體剛性降低，運(yùn)動遲滯和回差凸現(xiàn)，運(yùn)動保真度度也大打折扣。日常應(yīng)用，直線切割的通用性，穩(wěn)定性和方便靈活性也受到影響，直、錐已很難兼顧。
錐度切割能準(zhǔn)嗎？
首先應(yīng)該肯定，從原理上講，錐度是可以切準(zhǔn)的。因?yàn)楫?dāng)輸入導(dǎo)輪半徑，上下導(dǎo)輪中心距離，下導(dǎo)輪距下平面的距離，工件的高度和錐度角后，由程序中的那個相似形公式做數(shù)學(xué)模型，可以把工件上平面和下平面的尺寸很準(zhǔn)確地?fù)Q算成XY與UV的組合運(yùn)動數(shù)值，以μ為當(dāng)量的步距是可以滿足*的精度要求的。但實(shí)際切割時，仍有許多直接影響精度的誤差存在，如導(dǎo)輪半徑、導(dǎo)輪中心距、下導(dǎo)輪到下平面的距離這類的數(shù)字，是很難求得一個很準(zhǔn)確的數(shù)值的，它們的誤差值與μ級精度相比大概要差百倍千倍。造成程序運(yùn)行中的假數(shù)真算。精度丟失的另一重要原因是切錐度時上下導(dǎo)輪豎直方向是不在同一位置的，此時給絲定位的已不是導(dǎo)輪V形槽的根部，V形槽的V形面已干涉了絲的初始位置，這是一個含有極其不定因素的變量，這是一個幅度從幾個μ到幾MM的變量，而這個量無法在任何運(yùn)算中加以補(bǔ)償。故而在大錐度的切割機(jī)上，采用了導(dǎo)輪與UV軸隨動的結(jié)構(gòu)，也有人稱作連桿式結(jié)構(gòu)，從而解決了導(dǎo)輪V形面干涉鉬絲的問題。但因復(fù)雜的聯(lián)動系統(tǒng)，不少于三處的活動關(guān)節(jié)，使導(dǎo)輪已承載在一個剛性較差，支點(diǎn)和力臂都較長的活動軸體的端頭上。整體穩(wěn)定性、剛性以及動作的滯后，都成了影響切割精度的重要因素。
盡管錐度切割還存在許多難以克服的問題，它仍是線切割的一個強(qiáng)大功能，是可以藐視任何機(jī)械加工的*的*性，它可以解決機(jī)械加工行業(yè)無人能夠做到的特殊的難題。錐度功能的使用有一個熟練的過程，針對性的工藝試驗(yàn)和輸入?yún)?shù)對加工結(jié)果的影響估測是錐度切割的重要經(jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)可以幫助你切割出精度很高的錐度零件，*件可能不夠滿意，但第二件或第三件*有把握拿到一個合格的產(chǎn)品。因?yàn)楦淖冚斎雲(yún)?shù)中的任何一個，比如上下導(dǎo)輪的中心距或是錐度角，它可以直接控制上平面的尺寸或下平面的尺寸。以*件做參照，第二件做修正，第三件成功的可能性是很大的。這樣的參照，修正和成功經(jīng)過幾次，也可以到得心應(yīng)手的程度。zui終以我們現(xiàn)有的機(jī)床，錐度切割的控制能力，可以達(dá)到的精度通常在0.05左右，這對錐度零件的生產(chǎn)來說，適用性和滿意度已經(jīng)很高了。