线切割加工中常见问题及解决办法.doc

1. 乳化油冲液后不乳化怎么办?
     在乳化油的生产过程中一般都会加入一些挥发性的稳定剂，如果在生产过程中不能按工艺要求操作或者使用了劣质的基础油作为原料都有可能产生这种现象，处理这个问题的最简单的办法就是加入一些可以乳化的乳化油，搅拌后就可以使其乳化，或者加入一些酒精，比例控制在1％－2％左右。
2. 工件切割不动怎么办？
     在实际切割过程中经常会遇到工件切割不动的情况，有时根本无法切割，这种情况一般发生在高厚度切割或切割象不锈钢等难加工材料时，其根本的原因就是工作液不具备良好的拍除蚀除产物的特性，应急的办法是加入一些洗涤精或者将工作液的浓度增加，但最根本的办法是换用好的工作液。（在某些地区由于使用硬水冲液也会产生割不动的问题）
3. 钼丝正反向切割时切割的速度不一致，甚至一个方向不走怎么办？
     这种情况在高厚度切割时往往会遇到，根本原因还是工作液的问题，当然也和其它因素如：变频跟踪速度、钼丝张力的均匀一致性等有关。顺便说一句，在切割高厚度工件时最好将变频跟踪打快一点，因为在过跟踪时基本不会断丝，但在欠跟踪时往往会导致加工不稳，引起断丝。
4. 如何减少钼丝在丝筒两端断丝的几率
     高速走丝切割钼丝在丝筒两端要频繁换向，所以两端钼丝会反复收到拉力的冲击作用，使两端钼丝受到疲劳损伤，所以为延长钼丝的使用寿命应该隔一个班次（约8小时）就将换向行程开关向里移动一点。这种方法在大电流高效率加工时尤其重要。
5. 如何延长钼丝的使用寿命
     钼丝在每次与工件间放电的同时自身也会受到损伤，只是程度很小而已，所以在换上新钼丝后最好用小能量的加工参数进行切割（使其损伤小一点），等到钼丝颜色基本发白后再改用正常的大电流进行切割。当然在换好钼丝进行切割之前最好先让钼丝空运行5－10分钟，使其原有的内部应力得到释放。
6. 如何减少钼丝在起割点的断丝几率
     一般采用机床自动变频跟踪从外部切入工件的方法可以降低钼丝在起割点断丝的几率，同时要保证冷却液的良好供应，以吸收放电爆炸力使钼丝产生的扰动，工件最好距离上下喷水口5－10mm,使冷却液可以较好的包裹好钼丝。
7. 如何调整变频跟踪速度
     调节变频跟踪速度本身并不具有提高加工速度的能力,其作用是保证加工的稳定性。当跟踪速度调整不当时会显著影响加工工艺指标和切割表面质量，并有可能产生断丝。最佳变频跟踪速度调整可参照下述两个依据：
     首先，最佳加工电流应是短路电流的80%左右（在起始加工时可以先用钼丝压在工件侧面然后开高频，此时电流表显示的即为短路电流值）， 这一规律可用于判断进给速度调整是否合适；其次，可通过电流表指针的摆动情况判断，正常加工时电流表指针应基本不动。如果经常向下摇摆，则说明欠跟踪，应将跟踪速度调快；如经常向上摇摆则说明经常短路，属于过跟踪状态,应将跟踪速度调慢；如指针来回较大幅度摇摆则说明加工不稳定,应判明原因做好参数调节 (如调整脉冲能量、工作液流量、走丝系统包括导轮、轴承的状态)再加工,否则易引起断丝。
8. 断丝原因及处理
 　　断丝是线切割操作工最担心之事，轻则增加工作量，重则造成模具报废，所以应认真对待，下面将断丝原因及排除方法简述如下：
断丝现象
原因
排除方法 
有规律断, 多在一 边或两边换向时断
丝筒换向时, 未能及时切断高频电源, 使钼丝烧断.
调整接近开关, 如还无效,则需检测电路部分, 要保证先关高频再换向.
刚开始切割时即断丝
加工电流过大, 进给不稳; 
钼丝抖动厉害; 
3.工件表面有毛刺, 或有不导电氧化皮或锐边.  
1.调整电参数, 减小电流; (注意:刚切入时电流应适当调小,等切入后, 工件侧壁面无火花时再增大电流) 2.检查走丝系统部分, 如导轮、轴承、丝筒是否有异常跳动、振动; 3.清除氧化皮,毛刺.
切割过程中突然断丝                            
1.选择电参数不当,电流过大;
2.进给调节不当,忽快忽慢,开路短路频繁; 3.工作液使用不当, 如错误使用普通机床乳化液, 乳化液太稀,使用时间过长或太脏; 4.管道堵塞,工作液流量大减; 5.导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕, 造成接触不良; 6.切割厚件时, 间歇过小或使用不适合切厚件工作液; 7.脉冲电源削波二极管性能变差, 加工中负波较大, 使钼丝短时间内损耗加大; 8.钼丝质量差或保管不善, 产生氧化，或上丝时用小铁棒等不恰当工具张丝，使丝产生损伤； 9.丝筒转速太慢, 使钼丝在工作区停留时间过长; 10.切厚工件时钼丝直径选择 太小.
1.将间歇档调大,或减少功率管个数; 2.提高操作水平, 按<7>进给速度调整原则, 调节进给电位器使进给稳定; 3.使用线切割专用工作液; 4.清洗管道; 5.更换或将导电块移一个位置; 6.增大占空比并使用佳润系列或南光-I、DX-4等适合厚件切割的工作液; 7.更换削波二极管; 8.更换钼丝, 使用上丝轮紧丝；　 9.合理选择丝速档; 10.选择直径合适的钼丝.  
工件接近切完时断丝
工件材料变形, 夹断钼丝,(断丝前多会出现短路); 工件跌落时,撞断钼丝.
选择合适切割路线和材料及热处理工艺, 使变形尽量小, 快割完时, 用小磁铁吸住工件或用工具托住工件不致下落。
空转时断丝
1.钼丝排列时叠丝; 2.丝筒转动不灵活; 3.电极丝卡在导电块槽中.
1.检查钼丝是否在导轮槽中，检查排丝机构的螺杆是否间隙过大, 检查丝筒轴线是否与线架相垂直 2.检查丝筒夹缝中是否进入杂物; 3.更换或调整导电块位置.
9. 解决大厚度“紫铜件”切割断丝问题
     由于紫铜件不同于其它钢材料，当厚度超过50mm时，操作者如仍按加工钢材料工件时使用的电参数来加工，就会发生切割速度慢、电流不稳定、短路频繁、断丝等现象。要正常加工采取的相应措施主要有： （1）不能使用已经用过较长时间的乳化液，尽量使用新乳化液。并且最好采用 佳润－3、佳润－4、南光-Ｉ工作液。因为铜材料粘，旧乳化液中的杂质较难冲掉，还会使紫铜加工时的导电性能受到影响。使用新乳化液就能避免以上现象的发生。并且上述推荐的工作液由于电解性较好，切缝较宽，可以改善切缝中的排屑状况。同时采用较高的走丝速度有利排屑。 （2）消除电流短路现象，当紫铜夹杂物出现在切割线路中时，加工电流稳定性就会受到影响，使短路现象经常发生，如不正确处理会断丝。采用大电流大脉宽加工的方法，使功率增强。靠脉冲的能量击穿比较小的夹杂物，可使加工正常进行。此时,应特别注意脉间也要增大,使停歇时间增长。同时大脉宽可保证放电能量不会因紫铜的良好传热性而会损耗掉。 （3）注意装卡方向。应该把切割路线最短的一面装卡在第三向限，也就是Ｘ负方向，使钼丝尽量少走Ｘ负方向，这样可以减少断丝几率。 （4）停止工作时，用煤油把丝筒上的丝清洗一遍，使反沾在钼丝上紫铜沫大量减少，等下次开机继续使用时，效果就会更好。
10. 断丝后原地穿丝处理
  　 断丝后步进电机应仍保持在“吸合”状态。去掉较少一边废丝，把剩余钼丝调整到贮丝筒上的适当位置继续使用。因为工件的切缝中充满了乳化液杂质和电蚀物，所以一定要先把工件表面擦干净，并在切缝中先用毛刷滴入煤油,使其润湿切缝,然后再在断点处滴一点润滑油──这一点很重要。选一段比较平直的钼丝，剪成尖头，并用打火机火焰烧烤这段钼丝，使其发硬，用医用镊子捏着钼丝上部，悠着劲在断丝点顺着切缝慢慢地每次2-3mm地往下送，直至穿过工件。如果原来的钼丝实在不能再用的话，可更换新丝。新丝在断丝点往下穿，要看原丝的损耗程度，（注意不能损耗太大）如果损耗较大，切缝也随之变小，新丝则穿不过去，这时可用一小片细纱纸把要穿过工件的那部分丝打磨光滑，再穿就可以了。使用该方法可使机床的使用效率大为提高。
11. 线切割加工中短路处理简法
  　在线切割机床加工过程中，而因排屑不畅造成短路的现象时有发生，特别在加工较厚工件时更为突出。 在操作中，可用溶济渗透清洗的方法消除短路，具体方法是：当短路发生时，先关断自动、高频开关，关掉工作液泵，用刷子蘸上渗透性较强的汽油、煤油、乙醇等溶剂，反复在工件两面随着运动的钼丝向切缝中渗透（要注意钼丝运动的方向）。直至用改锥等工具在工件下端轻轻地沿着加工的反方向触动钼丝，工件上端的钼丝能随着移动即可。然后，开启工作液泵和高频电源，依靠钼丝自身的颤动，恢复放电，继续加工。
数控电火花线切割机床的机构组成及其作用
可知电火花线切割机床主要由坐标工作台、高速走丝机构、床身、工作液系统、脉冲电源和控制器等部分组成。其中X, Y坐标工作台是用来装夹被加工工件，X轴、Y轴由控制器发出进给信号，分别控制两步进电动机，运行预定的轨迹。
2.1.1 高速走丝机构
     高速走丝机构主要由储丝筒组合件上、下拖板、齿轮副、丝杠副、换向装置和绝缘件等部分组成。高速走丝机构主要用来带动电极丝按一定的线速度移动，并将电极丝整齐地排绕在储丝筒上。
2.1.2 电极丝的运动系统
    丝架导轮机构与走丝机构组成了电极丝的运动系统。丝架的主要功用是在电极丝按给定的线速度运动时，对电极丝起支撑作用，使电极丝工作部分与工做台平面保持一定的几何角度。导轮位于丝架悬臂的端部，丝架通过导轮对电极丝起支撑作用。丝架按功能可分为固定式、升降式和偏移式三种类型；按结构可分为悬臂式和龙门式。
2.1.3 工作液循环与过滤系统
     工作液系统用以在电火花线切割加工过程中，供给有一定绝缘性质的工作介质一一工作液，以冷却电极丝和工件，排除电蚀产物等，这样才能保证火花放电持续进行。一般线切割机床的工作液系统包括:工作液箱、工作液泵、流量控制阀、进液管、回液管及过滤网等。其中工作液地清洁程度对加工地稳定性起着重要的作用。
2.1.4 电火花线切割脉冲电源
    电火花线切割脉冲电源通常又叫高频电源，是数控电火花线切割机床的主要组成部分，是影响线切割加工工艺指标的主要因素之一。线切割脉冲电源的基本组成线切割脉冲电源是由脉冲发生器、推动级、功放及直流电源四部分组成。
2.2 坐标工作台的组成
      坐标工作台主要由拖板、导轨、丝杠运动副、齿轮副或蜗轮传动副四部分组成。
1.拖板
      拖板主要由下拖板、中拖板、上拖板和工作台四部分组成。通常下拖板与床身固定连接；中拖板置于下拖板之上，运动方向为坐标Y方向；上拖板置于中拖板之上，运动方向为坐标X方向；工作台通过绝缘体与上拖板相连接。其中，上、中拖板一端呈悬臂形式，以放置拖动电机。
2.导轨
      坐标工作台的纵、横拖板是沿着导轨往复移动的。因此，对导轨的精度、刚度和耐磨性有较高的要求。此外，导轨应使拖板运动灵活、平稳。线切割机床常选用滚动导轨。因为滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，而且润滑方法也简单。缺点是接触面之间不易保持油膜，抗振能力较差。滚动导轨有滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨等几种形式。3.丝杠传动副
     丝杠传动副的作用是将传动电机的旋转运动变为拖板的直线位移运动。要使丝杠副传动精确，丝杠与螺母应当精确，应保证在6级精度或高于6级精度。
4.齿轮副
      步进电机与丝杠间传动通常是采用齿轮副来实现。由于齿侧间隙、轴和轴承之间的间隙及传动链中的弹性变形的影响，当步进电机主轴上的主动齿轮改变传动方向时，会出现传动空程。为了减少和消除齿轮传动空程，应当采用以下措施：
（1）采用尽量少的齿轮减速级数，力求从结构上减少齿轮传动精度的误差。
（2）采用齿轮副中心距可调整结构，通过改变步进电机的固定位置实现。
（3）将被动齿轮或介轮沿轴向剖分为双轮的形式。装配时应保证两齿轮廓分别与主动齿轮廓的两侧面接触，当步进电机变换旋转方向时，丝杠上都能迅速得到相应反映。
2.3.主要参数：
      查阅国家标准《电火花线切割机床参数》（GB 7925-87），暂定设计型号为：DK7763，该型号的电火花线切割机床的主要参数为：
    工作台：横向行程630mm；纵向行程800mm；切削工件最大厚度500mm；切割工件总重量960kg；步进电机步距角1.5度；粗糙度<2.5 Ra/μm。
2.4.方案确定：
2.4.1床身的结构
  采用滑枕式
  这种结构形式类似金属切割机床中的牛头刨床。它的结构简单、制造比较容易，适用于中、大型电火花成型加工机床。
  其他可选用的结构有：
（1）悬臂式 这种结构的特点是，装夹和找正电极与工件相互位置方便。但它的悬臂和立柱上的导轨磨损不均匀，刚度和精度都较低。这种解雇形式，一般应用与精度要求布告的中型电火花成型加工机床。
（2）框形立柱式 这种结构的主轴头安装在立柱导轨上，可做上下座标移动。工作台亦可做纵、横向的座标移动。它的优点是刚性好、导轨受压均匀，比较易于制造和装配，维修也比较容易。目前在中小型电火花成型加工机床中广泛应用。
（3）台式 这种结构的床身和立柱连为一体，刚度和精度都可满足要求 ，而且结构紧凑、占地面积小，适用于小型电火花成型加工机床。
（4）龙门式 这种结构立柱做成龙门式，类似金属切割机
数控电火花线切割机床的电气改造方法

数控电火花线切割机床的电气改造方法
一、前言
数控线切割机床是直接利用电能、热能对金属进行加工，可加工各种特殊性能的材料和各种复杂形状及微细、微精、薄壁、低刚性等零件，其工作原理：放电间隙→工作液检测变频→计算机环行分配器→功率放大→步进电机→走丝系统→程序图纸→输入机

数控线切割机床原理：改造数控线切割机床是上无专85年的产品，其控制方式为开环控制系统：计算机根据输入数据，经过运算给出控制量(输出脉冲量)，通过步进电机驱动工作台移动，移动的距离由指令值确定.工作台纵横向移动采用滚珠导轨——步进电机——消间隙齿轮——精密滚珠丝杠副传动。该机的电气控制系统较为复杂，电子控制技术较为落后，编程复杂，烦琐，需按格式编程，且需用纸带穿孔，用光电机或人工输入、修改、编辑、检验困难，同时电子元件老化，设备故障频繁且不易修复，电气升级改造势在必行，我们应用计算机自动编程控制进行了控制及电气改造。
二、改造内容
1. 控制原理
数控线切割机床运用计算机数字控制系统，电气改造主要是更新控制系统，变原先的分离元件为大规模集成块，控制技术更为先进,其控制原理大同小异，分述如下:功能控制：自动读入控制信息，使计算机数控系统确立相应的工作状态，而控制线切割机床生产相应的动作坐标控制：即位置控制，控制钼丝与工件相对运动的位置与轨迹，计算机控制中，计算机实时计算各点的坐标数据，把脉冲当量折合成脉冲数来表示，计算机发出一定数量的脉冲，步进电机丝杠即转变为相应的位移，位置信息处理：计算机进行插补运算，采用直线或圆弧逐段逼近给定曲线，从而引导钼丝跟踪设计图形所规定的运动轨迹，该系统输入信息的存储、数据加工处理、插补运算以及控制软盘驱动器、硬盘驱动器、多功能板。
2.高频电源控制板机床电器：自动编程卡、步进电机控制板、变频控制板、步进驱动板等机能通过计算机软件完成，而机床的控制则通过计算机与机床的驱动装置，强电系统之间的接口装置实现。
3 硬件改造
原数控系统采用北京数据处理技术研究所微型机数控系统，原高频脉冲电源采用上海通用公司2000年产高效型脉冲电源，改造后的控制系统采用专门设计的数字控制硬件插卡，配备INTEL486/PENTIUM586电脑，15寸彩显，硬件插卡带有接口电路、变频、和高频控制开关，具有元件少，接插件少，可靠性高等特点。控制器系统软件全中文提示；可一边加工,一边进行程序编辑或模拟加工；可同时控制多达四部机床做不同的工作；采用大规模CMOS存储器（62256/628128）来实现停电保护；系统接入客户的网络系统，在网络系统中进行数据交换和监视各加工进程。高频电源采用我公司DK3D高效脉冲电源。
三、控制卡的主要功能：
1. 开机操作简化：系统参数设置可永久保留，操作简单易学；
2.永久保留内存数据：系统附有可自动充电之镍隔电池供存储器停电状态所需，完善的断电保护功能，如加工过程中突然断电，复电后即可继续加工；
3. 图形显示加工进程，并显示相对坐标X、Y，J和绝对坐标X、Y、U、V等变化数值；
4. 锥度加工应用了四轴/五轴联动的技术，上下异形和简单输入角度两种锥度加工方式，使锥度加工变得快捷、容易。
5. 导轮切点补偿，包括了U轴和V轴，使大锥度切割的精度大大优于同类软件。
6．可对基准面和丝架距作精确的校正计算，使锥度加工的精度得到保证，并且容易操作。
7．可将AUTOCAD的DXF格式及ISO G格式作数据转换。
8．可在一台电脑上同时控制多达四部机床做不同的工作，并可脱机一边加工，一边编程。
9. 加工参数设置包括：3B补偿，加工比例，坐标变换，循环加工和步进速度调节等，坐标变换有旋转、镜象等八种；
10. 机床加工工时自动累积，方便对机床使用的管理；
11. 可随时设置（或取消）加工完当段结束时的暂停标志；
12. 对某组加工指令（在任意区间内选取）设定循环加工2～255次；
13. 可由任意段开始加工，和到任意段结束，以及正/逆向加工；
14. 模拟加工可快速检查程序的终点坐标结果，及预先检查加工过程；
15. 暂停、结束、短路自动回退和长时间短路（1分钟）报警；
16. 加工插补运算圆弧半径至2000米；
四、完成
数控线切割机床电气系统改造后，经过近三年的运行证明，改造是成功的。这为我们今后利用新技术改造旧设备，充分挖掘设备能力提供了丰富的经验。

 床身
床身是箱型铸铁件，正面安装机床电气箱，床身上部安装工作台、运丝系统、线架、照明灯等部件。
床身上部呈盘形结构，工作液经过管道直接流回放在旁侧的工作液箱。
‚工作台
工作台主要是由工作台面、中拖板、下基座导轨、滚珠丝杠及变速齿轮箱等组成，托板的纵横运动采用直线滚动导轨或参碳淬火钢导轨结构，分别由步进电机经过精密齿轮，转动滚珠丝杠，实现工作台运动。
滚珠丝杠付采用双螺母双导承结构，由国家定点专业生产厂配套，可实现予紧力，使间隙接近0，具有传动精度高、效率高、寿命长等优点。
ƒ贮丝筒
贮丝筒由薄壁空心圆柱体组成，采用无缝钢管磨制而成，具有强度高及耐磨性好等优点。直流电机（110ZYT151）通过缓冲联轴器转动贮丝筒，再通过齿轮变速，传给贮丝筒拖板丝杠，进行走丝。贮丝筒丝杠采用双螺母调整间隙。直流电机可以选择多种走丝线速度，低速上丝，高速加工，适用不同厚度、不同出糙度、不同速度的切割加工。
贮丝筒拖板的频繁换向采用两个感应开关控制，较其他结构相比具有结构简单、动作灵敏、换向噪音及震动均小、使用寿命较长之优点。左右档杆上备有保险装置，当感应开关一旦故障换向失灵后，档杆碰及极限形行程开关，切断运丝马达电源。
④线架
线架由立柱、上、下、悬臂组成，刚性设计好。线架下悬臂与立柱间采用齿轮结构，调节钼丝垂直方便。
采用完全敞开式的穿丝方式，保证钼丝顺利嵌入导轨轮槽内。
线架立柱上的两个旋钮，用于调整上下喷管的工作液流量。
⑤附件
⑴摇手柄 a 用于手动上钼丝
b 用于线架变跨距
C 用于线架下悬臂前后调整
⑵紧丝轮 用于钼丝张紧

第三章 微机线切割控制台
3.1微机主要技术指标
（1） 微机中央处理器为Z—80ACPU，主振频率为14.318MHZ，4分频率作为时钟频率Ф，存贮器容量为64K，其中EPROM为32K（27256一片），RAM为32K（62256两片），其中用户使用RAM14字节，并行输入输出器z—80PIO一片，CTR接口电路MC6845一片。
（2） 接口部分有时基电路556组成的变频电路，步进电机驱动电路，纸带机、编程机通信输入电路和断电保护电路等。
（3） 可控制X、Y、U、V四轴进行锥度切割。
（4） 步进电机为三相六拍，脉冲当量为1μm。
（5） 圆弧、直线两种插补方式，控制精度±1μm ， 最大圆弧半径为1m（采用缩放功能可达10m）
（6） 程序格式为3B、4B兼容，程序容量为1000段加工指令
（7） 电源适应能力：交流220V±15%,50±1HZ条件下正常工作
3.2 键盘输入程序
（1） 指令输入方式
程序格式为：
N ±R BX BY BJ Gx/Gy Z

其中：N--------------段号；

±--------------对于圆而言，逆圆正补偿，顺圆负补偿；对于直线而言，使直线整长键入A即为“+”
对于圆而言，逆圆负补偿，顺圆正补偿；对于直线而言，使直线缩短键入C即为“-”。

R---------------直线于相邻直线的公切圆半径。

B----------------分隔符号，分隔X值，Y值，J值。

X,Y--------------当加工斜线时，X,Y是以斜线起点为坐标原点的斜线终点的坐标值。当加工圆弧时，X、Y是以圆心为坐标原点的圆弧起点坐标值。X、Y均取绝对值。

J-----------------计数长度，表示在计数方向上的总进给量。X、Y、J的数值均以微米为单位。

G-----------------计数方向，即指出计数长度J的轴向，GX、GY分别表示计数方向是拖板X轴向，Y轴向。GU、GV分别表示计数方向是线架X轴向，Y轴向，计数方向的选择取决于曲线终点位置，应按下图选取。（图）
加工45度斜线，指令z是L1,L3时计数方向为GY，指令Z是L2,L4是计数方向为GY.
Z------------------加工指令，加工直线有四种指令（L1,L2,L3,L4）,加工圆弧有八种指令