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線切割基礎(chǔ)知識(連載二)
五、切割效率還能再高嗎?
切割效率受兩大因素的影響,一是絲的載流量(電流),二是切縫中的蝕除物不能及時清除,它的導(dǎo)電作用消耗掉了脈沖能量。總之,總能量,能量利用率都是切割效率的問題。
業(yè)內(nèi)就鉬材料快速走絲機(jī)床的切割效率作過許多的典型試驗,結(jié)果證明,鉬絲載流量達(dá)到150A/mm2時,其抗拉強度將被降低到原有強度的1/3~1/4,這個電流值被視作鉬絲載流供作切割的極限,以此算來,Ф0.12載流1.74A,Ф0.15載流2.6,Ф0.18載流3.82A時即達(dá)到了切割鉬絲的極限值。再加大載流量,無疑絲的壽命將是短暫的。在絲速10米/秒,北京油脂化工廠的DX-1冷卻液,切厚度為50的普通鋼,脈寬32MS。脈間200MS時,用蝕除物的體積來計算切割效率則為5.8mm3/分.A。用此效率計算,不同粗細(xì)的鉬絲工作在zui大載流量時的面積切割效率為Ф0.12---70.43mm2/分,Ф0.15---90.41mm2/分,.如此算來,絲經(jīng)加粗即可加大載流量,電流大了效率也可相應(yīng)提高。但是,快速往復(fù)走絲的線切割是不允許(排絲,撓度,損耗等原因)把絲徑加大到0.23以上的.,且因蝕除物排出速度所限,當(dāng)電流加大到均值8A時,間隙將出現(xiàn)短路或電孤放電,免強維持的短時火花放電也將使鉬絲損耗急劇增加,所以一味增粗絲加大電流的辦法是不可取的。.
蝕除物在間隙中所呈現(xiàn)的是電阻負(fù)載的作用,它短路掉了經(jīng)鉬絲向間隙提供的一部分能量,所以當(dāng)切割料加厚,蝕除物排出更為困難的時候,能量損失的多,有效的加工脈沖會更少,放電電流變成了線性負(fù)載電流,形不成加工而只加熱了鉬絲,這是能量被損失和斷絲的主要原因。
針對影響加工效率的兩大主要原因,提高加工速度則應(yīng)在如下幾個方面作相應(yīng)的努力:
加大單個脈沖的能量,即脈沖幅值和峰值電流,為不使絲的載流量負(fù)擔(dān)過大,則應(yīng)相應(yīng)加大脈沖間隔,使電流平均值不致增加太多。保持冷卻液的介電系數(shù)和絕緣強度,維持較高的火花爆炸力和清洗能力,使蝕除物對脈沖的短路作用減到zui小。提高運絲導(dǎo)絲系統(tǒng)的機(jī)械精度,因為窄縫總比寬縫走得快,直縫總比折線縫走得快。適當(dāng)?shù)靥岣呓z速,使絲向縫隙內(nèi)帶入的水速加快,水量加大,蝕除物更有效地排出。增加水在縫隙外對絲的包絡(luò)性,即讓水在絲的帶動下起速,起速的水對間隙的清洗作用是較強的。改善變頻跟蹤靈敏度,增加脈沖利用率。減少走絲電機(jī)的換向時間,啟動更快,增加有效的加工時間。
經(jīng)上述努力,把切割效率提高到100~120mm2/分鐘是可能的,是有實際意的,至于把指標(biāo)提得更高,則是以犧牲可靠性和連續(xù)加工時間作代價的。
六、換向條紋能*去掉嗎?
由電蝕原理決定,放電電離產(chǎn)生高溫,液內(nèi)的碳?xì)浠衔锉粺岱纸猱a(chǎn)生大量的碳黑,在電場的作用下,鍍覆于陽極。這一現(xiàn)象在電火花成型加工中被利用作電極的補償。而線切割中,一部分被絲帶出縫隙,也總有一部分鍍覆于工件表面,其特點是絲的入口處少,而絲的出口處多。這就是產(chǎn)生犬牙狀黑白交錯條紋的原因。這種鍍層的附著度隨工件主體與放電通道間的溫差變化,也與極間電場強度有關(guān)。就是說,鍍覆碳黑的現(xiàn)象是電蝕加工的伴生物,只要有加工就會有條紋。碳黑附著層的厚度通常是0.01~2μ,因放電凹坑的峰谷間都有,所以擦掉是很困難的,要隨著表面的拋光和凹坑的去除才能*打磨干凈。只要不是伴隨著切割面的搓板狀,沒有形狀的凸凹僅僅是碳黑的附著,可不必大感煩腦。因為切割效率,尺寸精度,金屬基體的光潔度才是我們所追求的。為使視覺效果好一些,設(shè)法使條紋淺一點,可以從以下幾個方面同時著手,即冷卻液稍稀些、稍舊一些,加工電壓降低一點,變頻跟蹤更緊一點等。要*沒有條紋,則要把產(chǎn)生條紋的條件全部鏟除,即絲不換向,液內(nèi)無乳化的碳?xì)湮锔挠眉兯@樣我們快走絲線切割的主要*也就沒了。目前去掉換向條紋zui有效的辦法仍然是多次切割,就沿輪廓線留量0.005~0.02,切割軌跡修正后再切一遍,不留量沿上次軌跡再重復(fù)一遍,這樣的重復(fù)切割,伴隨脈沖加工參數(shù)的調(diào)整,會把換向的條紋*去除干凈,且把加工精度和光潔度都提高一等。重復(fù)切割的zui基本條件是機(jī)床有足購的重復(fù)定位精度和操作的可重復(fù)性。當(dāng)然還要有操作者的明確思路和準(zhǔn)確操作。
七、搓板紋是怎么產(chǎn)生的?
隨著鉬絲的一次換向,切割面產(chǎn)生一次凸凹,在切割面上出現(xiàn)富于規(guī)律的搓板狀,通常直稱為“搓板紋”。如果不僅僅是黑白顏色的換向條紋,產(chǎn)生有凸凹尺寸差異,這是不能允許的。
應(yīng)在如下幾處找原因:
1.絲松或絲筒兩端絲松緊有明顯差異,這造成了運行中的絲大幅抖擺,換向瞬間明顯的撓性彎曲。也必然出現(xiàn)超進(jìn)給和短路停進(jìn)給。
2.導(dǎo)輪軸承運轉(zhuǎn)不夠靈活、不夠平穩(wěn),造成正反轉(zhuǎn)時阻力不一或是軸向竄動。
3.導(dǎo)電塊或一個導(dǎo)輪給絲的阻力太大,造成絲在工作區(qū)內(nèi)正反張力出現(xiàn)嚴(yán)重差異。(兩工作導(dǎo)輪間稱工作區(qū))。
4.導(dǎo)輪或是絲架造成的導(dǎo)輪工作位置不正,V型面不對稱,兩V型延長線的分離或交叉。如圖所示。
5.與走絲換向相關(guān)的進(jìn)給不勻造成的超前或滯后會在斜線和圓弧上形成臺階狀,也類似搓板紋。
總之,凡出現(xiàn)搓板紋,一個zui主要原因是絲在工作區(qū)(兩導(dǎo)輪間稱工作區(qū))上下走的不是一條道,兩條道的差值就造成了搓板凸凹的幅度,機(jī)械原因是搓板紋的根本。導(dǎo)輪,軸承,導(dǎo)電塊和絲運行軌跡是主要成因。進(jìn)給不勻造成的超前或滯后當(dāng)然也是成因之一。還有一種搓板紋,它的周期規(guī)律不是按鉬絲換向的,而是以X、Y絲杠的周期變化,成因是絲杠推動拖板運動的那個臺階或軸承運轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定產(chǎn)生了端面跳動,或是間隙較大,存有異物出現(xiàn)了端面跳動的那種效果。總之,只要證實是以絲杠的周期而變化的切割缺陷,就應(yīng)到那里去找一找原因)。斷定這一成因的的辦法是切450斜線,其周期和造成缺陷的原因可一目了然。搓板紋造成光潔度差僅是其一,同時帶來效率變低,頻繁短路開路會斷絲,瞬間的超進(jìn)給會使短路短得很死以至停止加工。
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