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特种加工

数控线切割机床常见问题39例

时间:2011-09-27 08:14:52   作者:未知   来源:ttcad   阅读:737   评论:0

一、X、Y运动的直线度是怎么保证的?
 
首先应明确,某一轴的直线度是指它在两个平面的直线度。如X轴的直线度是指在X、Y平面上和X、Z平面上直线度,这如同一条路—即不左右弯曲也不得上下起伏。
  机床的托板是承载在导轨上的,所以导轨的平直度就决定运动的直线度。丢失直线度的原因有二,一是导轨本身状态的平直度,二是导轨安装基准面的平直度。高精度且状态稳定的导轨,托板和床身组合在一起才是保证直线度的根本条件。导轨,托板和床身的高低温和时效处理,目的也在于此。
  滚柱(钢珠)的不一致将导致受力点少或撬撬板现象也是显而易见的。
 
要注意到,因丝杠的不规范的运动也会牵动导轨,比如丝杠的轴向与导轨不平行,丝杠与丝母的中心高不一致,丝杠与丝母间承受一个扭转力以及丝杠的弯曲等,都会在丝杠运动的同时,强推硬扛地干扰破坏了导轨的直线运动,这就是我们强调的要把丝杠、丝母、丝杠座和丝母座都做得精确规范的基本原因。
  不管是“V”形还是“一”形,导轨和滚道上均不得沾染任何污物杂质,它不但影响导轨的运动的平直度,而且导致导轨的损毁和变形。导轨要求是一尘不染的,这是保养和维护机床,保持长久精度的守则之一。

二、X、Y运动的垂直度是怎么保证的?
 
两轴的垂直度是建立在各自的直线度的基础上的,直线的误差会在垂直度测量时反映出来,数值叠加的结果使垂直度测量失实失准,所以是首先保证各自的直线度,再保证互相的垂直度。
  两轴的垂直度完全取决于中托板上的两组导轨的垂直度,装配时是把一组导轨固定在基准上,测量并调整待另一组导轨与基准垂直后,再行固定并配打销钉孔,从而把中托板上两组导轨的垂直度固定下来。这个装配和测量过程,即要追求操作的稳妥有效,还应该有意把精度提高一档,这个中间工艺指标的控制是非常重要的,因为不管是装机,修理或一段时间的实效,都会使这个精度变差,如果初始安装就把允许的误差值用足,那以后的精度就会超值失准了。比如某机床精度标准为0.02,则首次装配时的内控精度应是在0.012以下。重要部位的首装严控和销钉镙钉稳妥有效,加之导轨本身的平直精准,两轴的垂直度就有保证了。
 
如同直线度一样,丝杠的工作状态也是影响垂直度的重要因素。与导轨定位面成一定夹角的任何一个外力,都将造成导轨的异动,因为导轨只是导轨,并没有夹死。所以一旦发现X、Y轴的垂直度超标,要认真判断是导轨自身的形变或错位造成的还是丝杠的运动干扰的。如果是导轨的导向作用所致,分别在几个位置使丝杠和丝母重复松开再紧固的适配过程,其超标的方向和数值应大体稳定的。如果是丝杠和丝母运动的干扰所致,将失去方向和数值的规律性。千万不可盲目把导轨的固定松开,把销钉拨掉,失去判断的任何操作都是无益的。一旦导轨的固定松开销钉拨掉,就必须重复前面所述首次
装调的全过程。
  任何测量调整都必须在导轨运动平稳之后再进行,如果突跳和无规律的扭摆,那是导轨太脏或异物,要坚决拭净润滑之后再进行调整,这是必须牢记的。

三、座标位移的误差是怎样产生的?
 
单轴直线度,XY垂直度和系统回差是造成误差的主要原因。
  快走丝线切割机,都没实现闭环控制,机械传动系统的回差已成为整机精度的最重要的指标,回差大体来自如下5个方面。

齿轮间隙,主要是步进电机与丝杠间的传动齿轮。
连接键的间隙,特别是丝杠上的大齿轮,点滴的间隙在回差上的反应都是不可忽视的。电机轴键间隙的影响不仅有回差,还拌有噪音。
丝杠与丝母间的间隙,出厂后丝杠付的轴向传动间隙通常在0.003以下,质差的产品则不太有保证。
丝杠轴承间隙,这个间隙是靠轴承的内外环的轴向调整消除的,但如果轴承质量低劣,会在消除间隙后转动极不灵活,一旦转动轻快了就又有间隙了,所以该处的轴承是不可马虎的。
力矩传递的整体刚性较差,造成柔弱部位的挠性变形使运动变得迟钝滞后,也以间隙的方式体现出来。
 
以上5个方面,共同造成了系统回差,实际加工中,即使是最简单的封闭图形,也至少有两次排除回差,所以实际加工精度一般在不可消除的回差的两倍左右。如果系统回差是0.006,那么加工精度在0。012是有可能的。
  两轴的垂直度和各轴的直线度是造成位移失真失准另一主要原因。位移失真失准就是误差。只是这个误差的量是随机的,难以估算的。

四、行业标准为什么用切八方来判定机床精度?
 
用切八方判定机床的精度,是一个很好的办法。它可以很全面地反映出机床座标位移精度,导轮运转的平稳性,X、Y的系统回差和进给与实际位移的保真度。机床存在的与精度相关的任何毛病在切八方时都被体现出来,是无法人为地掩饰的。
 
切得的八方应按如下几个方面来分析:
与X轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮轴向偏摆抖晃比较大,切缝变大。
与Y轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮径向偏摆抖晃幅度大,切逢度变大。
450两个平行斜面,尺寸偏小,说明Y轴系统回差大,差值约为两倍的回差。
1350两个平行斜面,尺寸偏小,说明X轴系统回差大,差值约为两倍的回差。
450和1350斜面上出现以丝杠螺距为周期的搓板纹,X或Y轴出现进给位移的失真度,说明X或Y轴丝杠推动托板的工作端面出现跳动或失真。这种纹理和周期的关系只能在450和1350斜面上发现。
450和1350斜面上以电机齿轮为周期的搓板纹,说明电机齿轮的不等分或偏心,这种毛病切直线看不见,切圆也辩不清它的周期关系。
与X轴平行的两直面搓板纹重,说明丝上下运行时在Y轴方向不走一条轨迹。(上下导轮“V”形槽的延长线不是一条线,所以丝换向为周期的搓板纹。)
与Y轴平行的两直面搓板纹重,说明的上下行时在X方向不走一条道,上下行时张力有较大的差异。(以丝换向为周期的搓板纹。)
450斜面与1350斜面所夹的角大于或小于900,说明X、Y导轨的垂直度差,它造成四个直面间不垂直但对面能平行,其差值约为该行程内垂直度误差的两倍。
切割面上下两头的不一致,说明上下导轮中有一个其“V”形槽对钼丝的定位作用明显变差。
 
如上所述,切其它任何形状,都很难把这些都清淅地暴露出来。故切八方确实是检验机床全面精度的好办法。但用八方来判定机床精度,一定要注意如下几点:
防止切割路线或材料本身的变形。
切割方向和上下面要作好标记。
八方中途不得再调任何一项工艺参数或变频速度。
一次完成,中途不得停机。
要校正钼丝,保证它的垂直度。
不得设置齿隙,间隙补偿。

五、切割效率还能再高吗?
 
切割效率受两大因素的影响,一是丝的载流量(电流),二是切缝中的蚀除物不能及时清除,它的导电作用消耗掉了脉冲能量。总之,总能量,能量利用率都是切割效率的问题。?
  
 业内就钼材料快速走丝机床的切割效率作过许多的典型试验,结果证明,钼丝载流量达到150A/mm2时,其抗拉强度将被降低到原有强度的1/3~1/4,这个电流值被视作钼丝载流供作切割的极限,以此算来,Ф0.12载流1.74A,Ф0.15载流2.65A, Ф0.18载流3.82A时即达到了切割钼丝的极限值。再加大载流量,无疑丝的寿命将是短暂的。在丝速 10米/秒,北京油脂化工厂的DX-1冷却液,切厚度为50的普通钢,脉宽32MS。脉间200MS时,用蚀除物的体积来计算切割效率则为5.8mm3/分.A。用此效率计算,不同粗细的钼丝工作在最大载流量时的面积切割效率为Ф0.12---70.43mm2/分,Ф0.15---90.41mm2/分,.如此算来,丝经加粗即可加大载流量,电流大了效率也可相应提高。但是,快速往复走丝的线切割是不允许(排丝,挠度,损耗等原因)把丝径加大到0.23以上的.,且因蚀除物排出速度所限,当电流加大到均值8A时,间隙将出现短路或电孤放电,免强维持的短时火花放电也将使钼丝损耗急剧增加,所以一味增粗丝加大电流的办法是不可取的。.
   
蚀除物在间隙中所呈现的是电阻负载的作用,它短路掉了 经钼丝向间隙提供的一部分能量,所以当切割料加厚,蚀除物排出更为困难的时候,能量损失的多,有效的加工脉冲会更少,放电电流变成了线性负载电流,形不成加工而只加热了钼丝,这是能量被损失和断丝的主要原因。
 
针对 影响加工效率的两大主要原因,提高加工速度则应在如下几个方面作相应的努力:
加大单个脉冲的能量,即脉冲幅值和峰值电流,为不使丝的载流量负担过大,则应相应加大脉冲间隔,使电流平均值不致增加太多。
保持冷却液的介电系数和绝缘强度,维持较高的火花爆炸力和清洗能力,使蚀除物对脉冲的短路作用减到最小。
提高运丝导丝系统的机械精度,因为窄缝总比宽缝走得快,直缝总比折线缝走得快。
适当地提高丝速,使丝向缝隙内带入的水速加快,水量加大,蚀除物更有效地排出。
增加水在缝隙外对丝的包络性,即让水在丝的带动下起速,起速的水对间隙的清洗作用是较强的。
改善变频跟踪灵敏度,增加脉冲利用率。
减少走丝电机的换向时间,启动更快,增加有效的加工时间。
 
经上述努力,把切割效率提高到100~120mm2/分钟是可能的,是有实际意的,至于把指标提得更高,则是以牺牲可靠性和连续加工时间作代价的。


标签:数控线切割机床 线切割 
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