电火花加工线切割.docx

1、电火花加工线切割线切割原理介绍线切割原理介绍及工业安全线切割加工机发展史 20世纪中期, 苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化氧化而被腐蚀掉从而开创和发明了电火花加工方法, 线切割放电机也于1960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后左右手动进给工作台面加工其实认为加工速度虽慢却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异形孔加工。当时使用之加工液用矿物质性油(灯油)。绝缘性高极间距离小加工速度低于现在械械实用性受限。 将之NC化在脱离子水(接近蒸馏水)中加工的机种首先由瑞士放电加工机械制造厂在1969年巴黎

2、工作母机展览会中展出改进加工速度确立无人运转状况的安全性。但NC纸带的制成却很费事若不用大型计算机自动程序设计对使用者是很大的负担。在廉价的自动程序设计装置(Automatic Programed Tools APT)出现前普及甚缓。 日本制造厂开发用小型计算机自动程序设计的线切割放电加工机廉价加速普及。线切割放电加工的加工形状为二次元轮廓。自动程序装置广用简易形APT(APT语言比正式机型容易)简易形APT的出现为线切割放电机发展的重要因素线切割放电加工基本原理 线切割放电加工以铜线作为工具电极在铜线与铜钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60300V的脉冲电压并保持550um间隙间隙中充满煤

3、油纯水等绝缘介质使电极与被加工物之间发生火花放电并彼此被消耗腐蚀.在工件表面上电蚀出无数的小坑通过NC控制的监测和管控伺服机构执行使这种放电现象均匀一致从而达到加工物被加工使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品.电火花加工的物理原理如下 为了在2个电极之间产生电火花这2个电极之间的电压必须高于间隙(电极-工件之间)击穿电压取决于1) 电极和工件之间的距离2) 电介液的绝缘能力(水质比电阻)3) 间隙的污染状况(腐蚀废物)。放电首先在电场最强的点发生这是个复杂的过程；自由正离子和电子在场中积累很快形成一个被电离的导电通道；在这个阶段两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞形成一个等离子区并很

4、快升高到8000到12000度的高温在两导体表面瞬间熔化一些材料同时由于电极和电介液的汽化形成一个气泡并且它的压力规则上升直到非常高；然后电流中断温度突然降低引起气泡内向爆炸产生的动力把溶化的物质抛出弹坑然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体并被电介液排走；对于电极及工件腐蚀对不对称的问题主要取决于电极热传导性材料的熔点,持续时间以及放电密度发生在电极上称作损耗发生在工件上称作去除材料.工 业 安 全 为了确保操作者和机床在最佳安全条件下及同一厂内人员的健康和具备舒适的工作环境使机器设备长时间保持原有加工性能及精准度 延长使用寿命必须遵守线切割放电加工的安全规则。一环境 环境的选择与线切

5、割放电加工设备及其操作人员有直接的关系环境选择的好坏有以下影响其一损坏设备性能及精度使其机床寿命缩短其二影响工件加工精度造成品质不良其三对操作者的安全及身体健康也有所危害。故而在环境场所的选择请参考以下事项1.满足线切割机床所要求的空间尺寸2.选择能承受机床重量的场所3.选择没有振动和冲击传入的场所。 线切割放电机床是高精度加工设备如果所放置的地方有振动和冲击将会对机台造成严重的损伤从而严重影响其加工精度缩短其使用寿命甚至导致机器报废。4.选择没有粉尘的场所避免流众多的通道旁边(1) 线切割放电机器之本身特性其空气中有灰尘存在将会使机器的丝杆受到严重磨损从而影响使用寿命(2) 线切割放电机器属

6、于计算机控制计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的要求相当严格的当磁盘内有灰尘进入时磁盘就会被损坏同时也损坏硬盘(3) 线切割放电机本身发出大量热所以电器柜内需要经常换气若空气中灰尘太多则会在换气过程中附积到各个电器组件上造成电器组件散热不良从而导致电路板被烧坏掉。因此机台防尘网要经常清洁。5.选择温度变化小的场所避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的地方(1)高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行一般为室温20C(2)由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量如果温度变化太大,则会对机器使用寿命造成严重影响。6.选择屏蔽屋因线切割放电加工过程属于电弧放电过程在电弧放电过程中会产生强烈的电

7、磁波从而对人体健康造成伤害同时会影响到周围的环境.7.选择通风条件好宽敞的厂房以便操作者和机床能在最好的环境下工作.二搬运1.搬运方式的选择线切割放电加工机设备搬运用叉车式和滚轮式特殊情况下时选用吊式移动2.搬运前的锁定在搬运之前必须用专用随机固定件将床台和各轴锁定。以防止在搬运中造成设备损坏，从而影响机台精度甚至使设备报废。三操作安全为不使机床及人员受到损坏及危害，在操作线切割加工设备时需注意以下事项。1.只有经过此类机器设备培训的人员才能获准使用该机器设备。 2.为了避免加工液及电柜过热冷却系统必须处于连续工作状态3.为了避免直接接触到通电的电线必须关闭机台防护门4.不允许2人同时操作同一

8、机台在运行画面操作时应尽量将荧屏亮度降低并选择斜视观察画面从而减少荧屏辐射给眼睛带来的伤害5.加工者应熟练掌握操作面板各按键的具体功能及使用中的状态在机台的操作过程中灵活运用熟知画面的转换特别是几个重要的画面(如准备画面观察画面)所具有的功能避免在加工中因不熟悉操作面板而造成各种异常另因各按键(特别是常用键)的高密集使用容易受损所以在操作面板时表面应附一层塑料纸作保护以延长操作面板之使用寿命6.同操作面板一样加工者也应熟知遥控器的具体使用方法遥控器之按键外表应有一层塑料纸作保护另外遥控器之所以可以脱离操作板远距离 操作是利用一根电线作传导所以遥控器的保护还应包括对电线的保护。在使用过程中不可大

9、力拉动电线以免遥控器失灵电线列的部分应圈起放置使用后一定要放回原处挂好7.在机床或机头移动时绝不可将手可手指置于机头和工作物之间经防因指令输错或方向键按错造成安全事故8.加工平台的保护在加工工件时应注意装夹方式是否会伤到加工平台在机台使用时应吹干平台长期不使用时应上防锈油加以保护机床9.在工件的架设过程中应注意切割中是否会撞到上下机头对于有小孔的加工应采用特殊加工工艺避免因废料无法取出而造成卡料影响机床精度10.工件的装夹以方便和稳固为原则在架设工件时压紧力以工件不被水冲动为原则以免造成螺钉滑丝而无法卸除11.在日常的工作中经常会遇到使用一般架模方法而无法加工之工件在这时就必须使用特殊的装夹治

10、具(1)小型工件-压板无法架设时可虑使用正角器或麦石进行加工(2)如遇大斜度类工件-无法倾斜加工时应采用正弦台或斜度垫块辅助倾斜的加工方法进行加工(3)多件加工时-可考虑采用正角器或麦石进行重迭加工(4)在治具的使用过程中应保证治具不受到损伤.(如:为方便架模而在切割中伤到治具等动作都是不可行的)12.加工时应特别注意设备:电压表之电压是否在规定的标准范围内13.加工中不能直接用手触摸工作物及铜线落料时应注意料头卡机头的现象料头较难取出时要小心设备和手指不受到伤害_14.在清洗加工物时会用到草酸清洗液在使用时应采用毛刷洗净加工物,而不应用双手直接接触草酸清洗工作物从而减少草酸对手的腐蚀切勿将草

11、酸弄入眼睛若有弄入应立即用清水清洗15.线割机台操作人员加工后应注意勤洗手特别在用餐前应洗净双手避免杂质较多的加工液摄入危害身体16.在电源柜内部或机床的电器件上进行各种维修和检测时总开关必须设置于OFF位置并设立标示牌(维修中勿开电源)17.维修和检测时必须遵守安全指示任何维修工作之前必须查阅手册中相应章节18.只有当控制柜切断电源后才能触摸电子组件_19.拿组件时只能抓住把手不要接触到印刷电路板的镀金线21.应注意设备易损耗件的及时更换以保持精度。四安全装置 A机器设备安全装备之介绍1. 蜂鸣器的设置(可在发生停止或异常时自动报警)2. 屏幕保护的设置(可在画面长时间不使用时屏幕自动关闭减

12、少辐射)3. 紧急制动键的设置(可在发生突发异常时紧急制动)4. 散热风扇的安装(主要负责主机箱的通风散热)B安全装备操作使用方法1. 蜂呜器的使用蜂呜器的使用只有两种状态：当功能选择为“ON”时蜂呜器会对出现的异常自动报警；当功能选择为“OFF”时蜂呜器不起作用。蜂呜器主要起提示用当机台暂停时提醒加工者将机台继续加工处理2. 屏幕保护的使用沙迪克机型屏幕保护的设置可利用参数的修改进行选择是否启用屏幕保护并可设置启用时间如无使用时将之关闭即可3. 紧急制动按钮的使用当机台出现突发异常加工者无法立刻想出正确的解决方法时可按此键将机台制动4. 散热风扇在主电源打开的情况下便会启用五急救逃生1. 火

13、灾发生火灾发生时应及出正确的消防处理并立即上报主管拨打火警“119”电话时 (必须有接到高级主管命令) 要讲清着火单位名称详细地址着火物质火情大小及报警人的姓名与电话号码并积极参与扑救初期火灾防止火势蔓延当火势难以控制时就要镇定情绪设法逃生。当被烟包围时要用湿毛巾捂住口鼻低姿势行走匍匐穿出现场当逃生通道被烟火封住可用湿棉被等披在身上弯腰冲过火场。当逃生通道被堵死时可通过阳台排水管等处逃生或在固定的物体上拴绳子顺绳子逃离火场如果上述措施行不通则应退回室内关闭通往火区的门窗并向窗外浇水延缓火势蔓延同时向窗外发出求救信号总之在任何情况下都不要放弃救生的希望2. 当发现有人触电后应迅速展开急救工作动作

14、迅速。方法准确最为关键。无论在何时何地发现危重病人或意外事故都可拨打“120”电话请求急救中心进行急救。首先应迅速切断电源若电源开关距离较远可用绝缘物体拉开触电者身上的电线或用带绝缘柄的工具切断电源切勿用金属材料或潮湿物体作救护工具更不可接触触电者身体以防自己触电。当触电者脱离电源后应根据其具体情况迅速对症状救治。对伤势不重神志清醒者应使其安静休息一小时再送往医院观察对伤势较重也失去知觉但心脏跳动和呼吸还存在应使其舒适安静地平卧并速请医生诊治或送往医院对伤势严重呼吸停止或心脏跳动停止或二者都已停止应立即施行人工呼吸及胸外挤压并速送医院诊治快走丝线切割工作液的配制 线切割工作液由专用乳化油与自来

15、水配制而成，有条件采用蒸馏水或磁化水与乳化油配制效果更好，工作液配制的浓度取决于加工工件的厚度、材质及加工精度要求。 从工件厚度来看，厚度小于30mm的薄型工件，工作液浓度在1O15之间；30lOOmm的中厚型工件，浓度大约在51O之间；大于1OOmm的厚型工件，浓度大约在35之间。 从工件材质来看，易于蚀除的材料，如铜、铝等熔点和气化潜热低的材料，可以适当提高工作液浓度，以充分利用放电能量，提高加工效率，但同时也应选较大直径的电极丝进行切割，以利于排屑充分。 从加工精度来看，工作液浓度高，放电间隙小，工件表面粗糙度较好，但不利于排屑，易造成短路。工作液浓度低时，工件表面粗糙度较差，但利于排屑

16、。 总之，在配制线切割工作液时应根据实际加工的情况，综合考虑以上因素，在保证排屑顺利、加工稳定的前提下，尽量提高加工表面质量。电火花加工机床故障检修小结故障检修是一个不断深化的认识过程,寻找故障的方法和程序既有一定规律, 但又不是一个固定不变的模式,根据不同的情况,灵活应用不同的方法,制订出一个可*而又周密的检修方案,才能收到事半功倍的效果。(1) 机型:低速走丝线切割机CU T100D故障现象:不能自动穿丝。故障检修:自动穿丝时,从上机头喷嘴喷出的水流正常,但下机头喷嘴本应吸水,却向外喷水。检查水箱管路,发现节流阀(旁接一管可作吸水用) 下的阀门被关死了,打开后穿丝正常。但穿孔时发现穿孔机头

17、上的电极一碰到工件,立即抬刀,不能放电加工。这有两种可能:放电板故障或连线故障。本着先易后难的原则先检查连线,发现有一负极连线已断, 连好后, 故障排除。在低速走丝线切割机CU T150HSS 上也发生类似故障,现象是不能放电加工。根据经验, 遇到这种情况,应优先考虑连线是否良好。放电板故障,只遇到过一次:是在低速走丝线切割机SPRINT20 上出现故障信息735 。经查是由于7 号放电板PMO211 灰尘太多造成的。(2) 机型: 低速走丝线切割机CU T100D故障信息: 104 。故障现象: 机床回零点时,向U 轴负方向移动机床至极限- 30. 50mm 处时,机床仍然不停(手压行程开关

18、向U 轴正方向移动时,机床只能回到零点) ,直冲到- 36. 00mm 处被顶死,只得人为暂停。故障检修:拆下行程开关,用万用表测WID282电路板J 5 插座21 、22 脚, + 20V 输入电压正常。关机,手压行程开关,用万用表测WID282 电路板J 5插座21 、22 脚,通断显示正常。初步断定是STB203 、IMC202 两块控制板有问题。将STB201 、STB202 、STB203 电路板( STB202 电路板与此故障无关,当时怕换乱了,就一齐换掉) 与SPRINT 20 机床的相同电路板互换。故障依旧。又换相关的DBE201 、IMC202 、DMC201 、DMC202

19、 、SBC201电路板。这时向U 轴正方向能移动,却不能冲水了(STB202 电路板GL4 、GL6 指示灯不亮。SE5 中间继电器线圈没有+ 24V 电压,水泵无法工作) 。考虑SPRINT20 冲水方式与CU T100D 不同,所以又把电路板统统换回,开机后出现450 信息,冷却系统出故障,且无冲水。按手动按钮(不论正负U 、V 、X 、Y 轴) 机床只能移动一下,又出现450 信息,然后死机。这种情况似乎与DWC205 板有关。于是更换DWC205 电路板,无效果。最后,把分站站长DMC202 板换掉(低速走丝线切割机单板机控制板有好几块,由主单板机(站长) 分别控制其下各级分单板机(分

20、站站长) ,各分单板机把各分功能控制板的工作情况汇总给主单板机控制板) 。开机后,屏幕显示乱码,遥控盒无显示。把电路板重插一遍后开机,乱码消除。出现信息123 、109 、421 、300 、301 、451 、486 、450 、108 , 系电源电路板故障, 经仔细察看, 发现L PS220 电源电路板指示灯全不亮,关机检查,发现该电源电路板没插牢。插紧后再开机,故障排除。其实出现104 信息,可能只是STB01 或STB03 接触不良。(3) 机型:低速走丝线切割机SPRINT 20故障信息:421 , 123 。故障现象:M2 送丝电机不转。故障检修:上下移动配重,改变Rx2 磁敏电位

21、器阻值,M2 电机没有转停动作。测DWC206 电路板J 6 插座的3 、4 脚,无电压输出,拔下DWC206板,发现V5 场效应三极管BDW84D 已开路,更换后M2 电机正常转动。(4) 机型:低速走丝线切割机SPRINT20故障现象:机床M4 皮带驱动电机不转。故障检修:M4 皮带驱动电机分别由三块电路板DWC205 、DMD212 、DMD215 控制,DWC205 电路板上有单板机是起控制作用的,负责输出电信号。DMD212 电路板承前启后,是前置放大板。DMD215电路板是功率驱动放大板。DMD215 电路板上的COMS 三极管直接驱动M4 皮带电机转动。根据DMD215 电路板G

22、L1 指示灯不亮, 首先应检测DMD215 电路板发现前极没有电压信号加入。查其前级电路板DWC212 ,也没有发现有电压信号加入。最后查到DWC205 电路板的UA9638 输出放大器发现其已击穿。更换一新的后,故障排除。还有一次M4 皮带驱动电机开机就自转不停,按停止按钮也停止不下来。在开机时,测量DMD212 电路板J 2插头11 、12 脚,有+ 2. 79V 电压,当机床自检完成后,变成20. 2V 振荡(在按手动穿丝按钮时,J 2 插头11 、12 脚有+ 2. 81V 电压。按停止按钮后,变成20.2V 振荡) 。继续从前向后往下查DMD215 电路板上SN75182 双差分线接

23、收器4 脚, + 20V 高电平,光藕三极管C 极2. 3V。R 3 1 电位器0. 5V。V3IRF750 COMS 三极管B 极0. 75V ,C 极40V (按手动穿丝按钮时,C 极+ 45V) 。不难判定功率驱动V3 COMS 三极管有问题,拆下测量,V3 COMS 三极管已击穿。更换一新的后,故障排除。7) 机型:电火花加工机床2U故障信息:4247 , 349 , 4302 , 4493 , 4442。故障现象:机床换油后,在加工过程中,出现以上信息后,循环油泵自动关闭,机床停止加工。疑是换油时空气进入管道造成。将油泵气门打开放气也没效果(事后得知2U 机床由于油位低,换油后不用放

24、气) 。为判断是控制柜故障还是油路故障,把S10 油量继电器短接( PM1 板上的AP1 接线排7 、8脚用导线连上) ,此时这路检测信号成开路状态,微机关闭油泵自动保护。(模具人才网欢迎您,网址)机床可进行完整加工。说明是油路故障。而且故障出在循环油泵电机上, 把油箱内的油放掉,卸下油泵,发现离心转子塞满了抹布,清理干净后,注意到油盖密封圈也开有一小油口,对准两油口装好,开机后机床正常。(8) 机型:电火花加工机床1U故障现象:按动主轴电极装夹按钮SE2 ,L2 电磁阀时有时无。致使电极装夹装置失灵,无法装夹。故障检修:出现此故障应作以下4 部分检查: 按扭接触是否好良好。电磁阀是否有脏堵、

25、卡住现象。WID230 、PEC202 电路板是否出故障。相关连线是否有接触不良现象。用手按SE2 按钮,PEC202 电路板GL2 、GL9 指示灯有亮度变化,说明信号送到,按扭无问题。用螺丝刀试电磁阀铁芯时,有时有磁有时无磁,是电没加上。故障属于3 、4 部分,拔下PEC202 电路板,外接+ 5V 电源于K14 继电器线圈两端,用万用表测量其常开触点,发现线切割高频电源使用方法说明高频电源使用方法电火花线切割加工是利用电火花放电对导电材料产生电蚀现象实现加工的，是电、热和流体动力综合作用的结果。在火花放电过程中，脉冲电压是产生电火花放电的必要条件，而高频电源就是产生脉冲电压的一个大功率高

26、频脉冲信号源，是数控线切割机床中的一个重要组成部件，在使用中要学会正确调节各个参数。（一）、调节原则1、 工件高度为50mm左右，钼丝直径在0.16mm时，切割加工时，一般置“电压调整”旋钮2档，“脉冲幅度”开关接通1+2+2级，“脉宽选择”旋钮3档，“间隔微调”旋钮中间位置，切割电流稳定在2.0A左右（不同高度工件详见“切割参数选择表”）。2、 进给速度（由控制器选定）选定：在确定电压、幅度、脉宽、间隔后，先用人为短路的办法，测定短路电流，然后开始切割，调节控制器的变频档位和跟踪旋钮等，使加工电流达到短路电流的7075%为最佳。3、 在切割加工时，各个状态的切换尽量在丝筒换向或关断高频时进行

27、，且不要单次大幅度调整状态，以免断丝。4、 新换钼丝刚开始切割时，加工电流选择正常切割电流的三分之一至三分之二，经十来分钟切割后，调至正常值，以延长钼丝使用时间。（二）、短路电流测试置“电压调整”旋钮2档，“脉冲幅度”开关接通1+2+2，“脉宽选择”旋钮3档，“间隔微调”旋钮中间位置，用较粗导线短路高频输出端（上线臂前端靠上导轮的一块钨钢是高频输出负极，工作台上沿是高频输出正极），开高频电源，开丝筒电机，开控制器高频控制开关，此时高频电源电流表指示约为2.8A（三）各个参数的选择1工作电压的选择 操作方法：旋转“电压调整”旋钮，可选择70110V的加工电压，分为三档，电压表指示值即为加工电压值

28、。 选择原则说明：高度在50mm以下的工件，加工电压选择在70V，即第一档； 高度在50mm150mm的工件，加工电压选择在90V，即第二档； 高度在150mm以上的工件，加工电压选择在110V，即第三档。2工作电流的选择改变“脉冲幅度”开关和调节“脉宽选择”和“间隔微调”旋钮都可以改变工作电流，这里指的工作电流的选择就是指改变脉冲幅度开关的调节。 操作方法：改变“脉冲幅度”五个开关的通断状态，可有12个级别的功率输出，能灵活地调节输出电流，保证在各种不同工艺要求下所需的平均加工电流。如2个标有2的开关接通，等于1个标有1和标有3的开关接通；其它类同。 选择原则说明：“脉冲幅度”开关接通级数越

29、多（相当于功放管数选得越多），加工电流就越大，加工速度也就快一些，但在同一脉冲宽度下，加工电流越大，表面粗糙度也就越差。一般情况下： 高度在50mm以下的工件，脉冲幅度开关接通级数在15级，如1，2，3或1+2，1+3或2+2，1+2+2或2+3。 高度在50mm150mm的工件，脉冲幅度开关接通级数在39级 ，如3或1+2，2+2或3+1，2+3或1+2+2，3+3，2+2+3或3+3+1，3+3+2或3+2+2+1。 高度在150mm300mm的工件，脉冲幅度开关接通级数在611级，如3+3，2+2+3或3+3+1，3+3+2或3+2+2+1，3+3+2+1，3+3+2+2，3+3+2+2

30、+1。3脉冲宽度的选择 操作方法：旋转“脉宽选择”旋钮，可选择8s80s脉冲宽度，分五档，分别为1档为8s，二档为20s，三档为40s，四档为60s，五档为80s 选择原则说明：脉冲宽度宽时，放电时间长，单个脉冲的能量大，加工稳定，切割效率高，但表面粗糙度较差。反之，脉冲宽度窄时，单个脉冲的能量就小，加工稳定较差，切割效率低，但表面粗糙度较好。一般情况下： 高度在15mm以下的工件，脉冲宽度选15档； 高度在15mm50mm的工件，脉冲宽度选25档； 高度在50mm以上的工件，脉冲宽度选35档。4脉冲间隔的选择 操作方法：旋转“间隔微调”旋钮，调节脉冲间隔宽度的大小，顺时针旋转间隔宽度变大，逆时针旋转间隔宽度变小。 选择原则说明：加工工件高度较高时，适当加大脉冲间隔，以利排屑，减少切割处的电蚀污物的生成，使加工较稳定，防止断丝。因为在脉宽档位确定的情况下，间隔在“间隔微调”旋钮确定下，间隔宽度是一定的，所以要调节间隔大小就是旋转“间隔微调”旋钮。在有稳定高频电流指示的情况下，旋转“间隔微调”旋钮时，电流变小表示间隔变大，电流变大表示间隔变小。高频电源常见故障分析（一） 现象：保险丝断。 原因：功率放大电路的整流电源的桥式整流堆