线切割实训报告

线切割实训 一(实习目的: 1.了解线切割机床的加工原理; 2.了解线切割机床的结构及各部分的作用; 3.掌握线切割机床的基本操作及加工操作过程中注意事项。 二(实习设备: 1.HCKX250数控电火花线切割机床; 2.简单零件加工毛坯。 三(实习内容与步骤: 1.加工原理 线切割机床是采用细金属丝作为工具电极， 工件和金属丝各作为一极通上脉冲电压，当金属丝距工件间隙达到一定距离后，产生火花放电，使金属局部气化而除去金属材料的一种加工方法，金属丝常采用钼丝或铜丝。 2.数控线切割机床的结构 数控高速走丝线切割机床一般由主机和电源控制系统两部分组成，主机部分由机床本体、供液系统、走丝机构、工作台组成。 电源控制部分是由脉冲电源、进给控制系统、信号检测系统、控制软件组成。 (1)走丝结构 走丝结构是用来实现金属丝快速或慢速走丝，它一方面把电极丝整齐地排列在贮丝筒上，一方面通过走丝电机驱动电极丝走丝以实现切割过程中电极丝在不同部位放电。慢走丝切割机床的机构在工作状态时是单向走丝，而快速机床的走丝是正反循走丝的。 走丝机构一般安装在后方，它是由走丝电机，弹性联轴节，贮丝筒，齿轮箱(有些机床采用同步齿轮带)及丝杆螺母。滑动走丝拖板组成。走丝电机驱动贮丝筒正反旋转，带动绕在贮丝筒上的电极丝快速移动，贮丝筒右端的齿轮(或同步齿轮带)带动丝杠旋转，实现了整个走丝结构的左右移动。齿轮箱的两对齿轮均采用1:3速比，丝杠的螺距为2.5mm，当贮丝筒转动一圈时，其轴向位移为1/9×2.5=0.28mm。从而迫使电极丝以0.28mm为排距进行整齐排列，一般采用的电极丝直径小于φ0.28mm，这样在运转过程中都不会出现叠丝现象。 走丝电机的正反转是由安装在机床床身上的行程开关进行控制，行程开关的位置与滑动走丝拖板直接相联系，通过调整行程开关的位置可控制走丝电机正反转，由于走丝电机和丝杠、 螺母间通过齿轮副严格传动，就会使滑动走丝拖板移动的距离受到严格限制，即使贮丝筒上有少量电极丝也能正常行走不至于使电极丝拉出。 贮丝机构一般可单独运行，并设有手柄，可通过手柄转动进行手动绕丝。走丝电机采用三相电极交流马达，转速通过设在走丝机构上的调速开关调整其转速，这样可满足不同工作精度的加工精度，如转速越高，电极丝抖动越严重。贮丝筒上连有断丝保护开关，当保护开关置于断丝保护状态时，若出现断丝，机床立即停止进行，不至于出现乱丝现象，剩余电极丝仍然可再次安装进行。 (2)丝架 丝架的功用是在电极丝按给定速度运行时，对电极丝起支撑和导向，并使电极丝工作部分与工作台保持一定的几何角度，且不允许有明显抖动。 丝架由主轴升降机构1，上下主导丝轮2，副导轮3等组成，升降机构带动上主导丝轮可上下移动一定距离以满足不同厚度工件的切削，各导轮与丝架之间装有绝缘材料，线切割机电极丝通过进电快与脉冲电源负向相接，主导轮应有足够旋转精度，一般采用高精度的宝石轴承，并具有良好的封密性，以防止电蚀产物的混合液带入轴承座内。主导轮对电极丝的运转平衡性起关键作用，当发现导轮有沿轴向摆动量较大时，要及时更新主导动。副导轮起电极丝导向和排丝定位作用。丝架上必须安装有电极丝张紧装量，以保证电极丝在进行过程中有一定的张力，并且张力可调，切割工件越厚，相应张力应越大，另外丝架装有进电块和断丝检测块，进电块是给电极丝提供电源负极，断丝检测块用来检测电极丝是否断丝以实现保护。 (3)工作台 工作台上面的用来装夹被加工工件的。工作台可沿X轴单独平移。也可以X轴、Y轴联动来实现斜直线或圆弧插补，两轴都是由步进电动机驱动，目前工作台的进行控制大多数采用半封闭系统来控制，工作台丝杠采用精密滚珠丝。工作台的精度直接影响到工件的加工精度。如要求X轴Y轴方向的直线度误差应0.006mm/300mm内，不垂直度误差应小于0.012mm/200mm内，工作台的矢动量误差(反向间隙)小于0.003mm等等。 线切割机床工作台导轨常用滚动导轨或交叉滚柱导轨结构，图1所示为滚动导轨结构，该导轨是利用承导件本身的结构形式或借助自身的重量来保证按给定的方向作直线运动。承导件是两根V形槽的导轨，为了减轻摩擦，提高导轨的灵活性，在V形槽内放置多个钢球，并用分珠片均匀隔开。这种导轨的优点是调整好后精度较高，且能较长时间保证原有精度，但其缺点是加工装配要求较高，长期使用后，滚动体在导轨V形槽的斜面上压出沟痕，受力不均匀时，各沟很的深度就不一样，将降低导轨的精度。 图1滚动导轨结构 图2滚珠丝杠结构 工作台的移动是通过步进电机带用滚珠丝杠，图2所示为滚珠丝杠结构，滚珠丝杠的螺母固定于工作台和螺母一起移动，为了清除丝杠和螺母之间的间隙，滚珠丝杠生产厂家在装配时加一定的预紧力，而且预紧力可以调整，滚珠丝杠具有摩擦力，反向间隙小等优点，目前 为大多数数控机床所采用。 为了能够切割带锥度的零件，需采用四轴联动的线切割机床，通过没有与X轴、Y轴平行的U轴和V轴，U轴和V轴的辅助移动带动上主导轮移动，从而实现一定范围的锥度切割。 (4)机床本体 床身用于固定走丝机构、丝架、工作台、工作液循环装置和机床电器等，它是整个机床的基础部件，要求自身具有足够钢性和抗度形成能力，良好的稳定性。床身结构不同厂家和不同型号各不相同，本节不在详细论述。 3.手控盒的用途及使用方法. 手控盒是为了方便移动机床坐标轴而设置的可移动式操作附件，利用手控盒丝可操作“丝筒”的启停、加工运行、暂停、停止、“接触感知”开与关。 其功能键作用如下: (1)、速度位置开关,按速度设置按钮,X、Y、U、V轴速度可在0、1、2、3四挡中切换.随着数字的增大,手动各轴速度增加。 (2)、X、Y、U、V各坐标轴正负移动按扭。 (3)、停止按钮指机床在自动运行程序中途停止。 (4)、暂停按钮:按一次程序运行暂停,在按一次继续运行。 (5)、运行按钮,用于程序启动自动加工。 (6)、接触感知按钮用于工件找正和是否短路报警。 (7)、确认按钮用于确认是否电极丝和工件间形成短路,按一次可清除蜂鸣器报警声音。 4.切割加工操作顺序 先准备好加工工件毛坯(若需切割一个内腔形状的工件，则丝必须从装夹好的工件毛坯上预制穿丝孔中穿出)以及压板，螺钉等各种装夹工具，然后按以下程序操作。 (1) 编写加工程序; (2) 贮丝筒上丝; (3) 穿出及调整行程挡块; (4) 电机丝垂直找正; (5) 装夹工件及找正; (6) 调整Z轴至适当位置并锁紧; (7) 移动x,y坐标确定切割起始点; (8) 启动工件液泵，调整喷嘴流量; (9) 调出计算机中加工程序开始加工，调整加工参数。 5.合理选择加工参数 1)要求切割速度高时:当脉冲电源得空载电压较高、短路电流大、脉冲宽度大时，则切割速度高。但切割速度和表面粗糙度的要求是互相矛盾的两个指标。所以，必须在满足表面粗糙度的前提下再追求高的切割速度。 2)要求表面粗糙度好时:要使单个脉冲能量小。也就是说，脉冲宽度小、脉冲间隔适当、峰值电压低、峰值电流小。 3)要求切割薄工件时:如厚度在20~60mm，表面粗糙度为1.6~3.2，脉冲电源的电参数可在如下范围内选区: 脉冲宽度:4~20μm 脉冲幅值:60~80μm 功率管数:3~6个 切割速度约为:15~40mm2/min 随着参数的增大，表面粗糙度值增大。 4)割厚工件时: (1)脉宽(ON)和停歇(OFF)的选择，一般在1:10以上，例如ON=25，OFF=250。 (2)管数(IP)选择，开始加工时，管数(IP)要小，一般为4~6只，电压为2~2.5A，待钼丝与工件完全放电后，管数(IP)可以增加到7~9只，电压可达3~3.5A。加工完后到退刀线时，管数又改为4~6只，以免断丝。 (3)伺服电压(SV)、进给速度(SP)的选择:一般情况下，伺服电压(SV)为0~2，进给速度(SP)为1~3。开始加工，若跟踪不稳定，可将SP为1，导管数增加时，可将SP适 当增加，以提高加工效率。 (4)乳化液的选择:一般配比为1:10(或根据乳化液使用说明)。用DX-1的乳化液切割时，光洁度相对较差，但DX—1的乳化液切割时，光洁度相对较差，但不容易断丝。用DX—4的乳化液切割时、光度较好，但钼丝损耗较大，相对而言较易断丝。 6.加工操作中注意事项 1(工作台架范围内有下臂启动，绝对不允许在此范围内放置杂物，以防损坏下臂或电机。 2(在穿丝，紧丝过程中一定注意电极丝不要从导轮槽中脱出，并且与导电块接触良好。 3(加工中工作液有一部分会以水雾形式散发掉，故应经常检查液箱中工作液面高度，及时补充工作液。 4.工作液工作一段时间后会变质，使性能退化，应及时更换。 5.当z轴大行程运行时，张丝机构的贮丝量不足以补偿走丝回路中丝的变化量，只是需先抽去丝，待z轴移动至适当位置后再重新穿丝、紧丝，方可进行放电加工。 6.在加工过程中请勿打开运丝系统上、下门罩，否则开门断电保护功能将中断加工。 7.加工过程中，如发生故障，应立即切断电源，请专业维修人员进行检修。 四、实训报告 1.简述数控电火花线切割机床的加工原理。 2.简述线切割机床的结构及其各部分的作用。 3.什么是电规准,放电加工中的极性效应和电极丝损耗有什么关系, 4.简述线切割加工操作过程及注意事项、加工参数选择规则。