电火花线切割加工中电极丝空间温度分布建模

在电火花线切割加工中,由于剧烈的放电过程,放电通道内的电极丝温度会迅速升高,且非常不均衡。电极丝温度不均衡将增加电极丝内部的热应力,改变其物理化学性能,空间温度分布会直接影响电极丝的断丝和运动特性等。从机理出发,根据傅里叶热传导定律,对放电通道内的电极丝进行微元(dz)热平衡分析,建立导轮间电极丝的空间温度分布的微分模型,并求出放电通道内和放电通道外电极丝温度升高的理论解。进一步结合实际加工情况,计算出电极丝温度升高的数值,最后总结了走丝速度、放电电流和放电频率对电极丝空间温度升高的影响规律,为以后研究由温度升高引起的电极丝断丝机理和运动特性(挠曲变形和振动)提供理论基础。     

基于改进型粒子群PID算法线切割电极丝恒张紧力控制系统

在慢走丝线切割走丝系统中,电极丝容易受到外界干扰和自身控制系统影响下,电极丝的张紧力会发生一定程度的波动,最大波动幅值可达50%,将导致导轮之间电极丝发生较大的挠曲变形和振动,严重影响加工工件的形位精度和表面质量。对电极丝进行受力分析,介绍改进型闭环控制电极丝走丝系统,设计恒张紧力闭环控制系统,运用改进型粒子群PID算法对电极丝进行在线恒张紧力控制。实验结果表明:本次设计的控制系统,具有高精度和实时性,电极丝张紧力波动控制在5%之内,对外界冲击载荷的修正时间约为4 s,且电极丝横向振动减少接近50%。     

线切割加工连续脉冲放电电极丝三维振动分析

在线切割加工过程中,由于放电通道内电极丝受到张紧力、放电合力、流体阻尼等作用,电极丝必然会产生挠曲变形和振动现象,严重影响线切割加工的效率、精度和稳定性,主要体现在工件加工精度、表面粗糙和切口宽度。从分析放电通道内的电极丝受力情况出发,将放电合力进行傅里叶变换,结合弦振动非线性偏微分方程,建立三维多脉冲放电的电极丝振动模型,运用COMSOL仿真软件,求解电极丝振动振幅数值解。在此基础上,分析各个因素对电极丝振动的影响规律,已获得减少电极丝振动振幅的实践加工方法,为实际加工过程提供理论指导依据。     

线切割机床加工铝件电极丝进电装置研究

针对普通线切割机床加工铝件常出现的问题,对普通线切割机床加工铝件的切割过程特性进行了研究.对普通线切割机床加工铝件时产生的Al2O3损坏机床电极丝进电装置导电块的避免方案进行了分析,提出了取消普通线切割机床电极丝进电装置导电块,重新设计普通线切割机床电极丝进电装置的方案.为提高切割效率,进电位置选在了两前导轮轴处;为避免在导轮轴处产生火花放电,腐蚀导轮,影响导轮寿命,对导轮结构进行改进,选择了加长导轮轴;为不影响导轮的运转,选择用石墨与轴接触,达到既能导电,同时还能自润滑以提高寿命.研究结果表明,改进后的普通线切割机床,在切割铝件时,可避免导电块的损坏问题,降低断丝、短路的机率,提高被切割铝件的表面质量.     

复合走丝电火花线切割机床走丝方式改善加工性能的实现

为了在低成本下改善加工性能,针对传统高速走丝电火花线切割加工表面粗糙度比较低的问题,笔者提出采用新型复合走丝电火花线切割机加工工件的改善方法。通过分析复合走丝电极丝高速旋转而带来电火花磨削加工功能的特殊效应,改传统的电极丝单边损耗为周边损耗,使得电极丝偏移量的影响减小,由于改善了放电间隙的排屑条件,从而消除了换向条纹。试验结果表明:该方法明显提高了加工精度及降低了表面粗糙度。     

随动导丝及喷水机构大锥度高速电火花线切割研究

高速往复走丝电火花线切割机床大锥度（≥±5°）切割时,受到诸多因素的影响,尤其是电极丝采用导轮定位产生的结构误差的影响,加上切割时工作液不能很好地包裹住电极丝并随着电极丝沿倾斜方向进入加工区域,使其加工精度和表面粗糙度比直体切割时差很多,对于锥度零件的多次切割特别是大锥度零件的多次切割则显得更加困难,其根本原因是没有能够保持电极丝空间位置及稳定性的随动导丝器和喷水机构。为此,设计了一种随着电极丝倾斜能随动导丝并跟踪喷液的六连杆大锥度随动导丝及喷水机构。通过试验,在相同加工参数条件下,新型随动机构与现有机构相比,圆锥加工误差从80μm减小到40μm,表面粗糙度Ra从4.059μm减小至3.495μm,多次切割后加工精度可以达到25μm（锥度±20°,工件厚40mm）,表面粗糙度Ra达到1.670μm。     

基于圆柱凸轮机构的线切割走丝系统设计与实现

针对往复走丝线切割机床存在"换向条纹"等问题,提出了往复走丝线切割机床一种新型走丝系统,该系统由两套储丝筒机构和两套排丝机构组成,采用双丝筒结构多层绕丝的走丝方案,排丝机构的排丝运动由以排丝导轮为直动从动件的圆柱凸轮机构来完成,为了平衡电极丝的长度变动,在排丝机构中设置了以平衡导轮为直动从动件的圆柱凸轮机构。按组合设计原则,采用作图法对从动件排丝导轮及平衡导轮的运动规律进行了设计,依据直动从动件的运动规律曲线设计了排丝凸轮及平衡凸轮的轮廓曲线。这种新型走丝系统可以一次性储存几千米以上长度的电极丝,为提高往复走丝线切割机床的加工精度及加工效率提供了一个有效的走丝系统平台。     

电火花线切割加工中电极丝所受电磁力分析

在电火花线切割加工过程中,电极丝沿着导轮上下运转,同时电极丝受到多种力的作用,例如放电爆炸力、电场力、电磁力、水流冲击力等,其中所受的电磁力对加工效果(效率和精度)有着重要的影响。因此,从机理上分析了加工不同工件时电极丝周围的磁通密度分布,采用多物理耦合建模方法,应用泊松方程,再根据电极丝的实际加工情况,建立二维稳态的电磁场模型,并分析电磁力对电极丝的作用。在不同的放电电流和放电间隙条件下,仿真得到磁场强度分布和电极丝所受电磁力。本研究可以为电火花线切割加工过程中的电极丝张力和拐角误差控制提供一定的理论依据。     

高速走丝线切割导轮的快速拆卸与调整

存线切割加工过程中,导轮组件是运丝系统中非常重要的零件,它的性能好坏直接影响到线切割加工质量。导轮的主要作用是减少摩擦,并将钼丝定位。由于导轮和导轮轴承都是易损件,它们的磨损将直接影响导丝精度,且导轮转动不灵活会引起运丝系统振动或阻力过大而断丝。导轮轴承磨损产生问隙,造成钼丝的抖动,还会破坏火花放电的正常间隙,易造成大电流集中放电,从而增加断丝的机会;导轮V形槽变宽,导轮V形槽的底径不圆和导电轴与导电轮接触不好也会引起断丝。凶此,导轮轴承经常要进行拆装和调整。     

电极丝张力仪

在线切割机床上,电极丝张力的大小,对电火花战切割加工的精度与效率有着直接的影响。张力越小.加工精度与效率越低;张力越大,加工精度与效率都高,但是,张力过大电极丝容易拉断.因此,必须将电极丝的张力控制在—个适当的范围内,而现有电火花线切割机床的张力不能测定,为此,日本 SHIMPO公司新近开发了一种张力仪,可以直接安装在现有的电火花线切割机床上,专门用来测量电火花线切割机.摩上电极丝的张力,以便于最大限度地发挥电火花线如割机床的性能,为模具加工的高效化和高精度化提供方便.