線(xiàn)切割加工電極絲坐標(biāo)位置定位方法探討

摘 要：在使用線(xiàn)切割機(jī)床進(jìn)行零件局部加工過(guò)程中，出現(xiàn)了由于起割前電極絲坐標(biāo)位置定位不準(zhǔn)確，致使零件的加工位置偏移的現(xiàn)象，導(dǎo)致工件報(bào)廢。筆者經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐試驗(yàn)，找到了解決問(wèn)題的方法，有效提高了加工精度。

關(guān)鍵詞：線(xiàn)切割 電極絲 坐標(biāo)位置定位

一、引言

線(xiàn)切割加工通常用于加工一些難切削的材料、窄縫及形狀復(fù)雜的零件。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于線(xiàn)切割的加工效率較低，較大的零件通常在使用普通機(jī)床加工好外形尺寸后，再使用線(xiàn)切割機(jī)床加工特殊形狀的部位。

以圖1為例，該零件外形尺寸已用銑床加工完畢，現(xiàn)在只需要用線(xiàn)切割加工50×10mm的四方孔，并保證各尺寸不超差。其中，尺寸50×10mm的加工精度主要依靠機(jī)床自身精度來(lái)保證，而35mm和25mm尺寸精度則主要依靠起割前電極絲在起割點(diǎn)處的定位精度來(lái)決定。如何才能使電極絲坐標(biāo)位置精度定位，使實(shí)際起割點(diǎn)與理論起割點(diǎn)位置重合，我們通過(guò)多次實(shí)踐試驗(yàn)，總結(jié)了一些行之有效的方法，可以滿(mǎn)足加工要求。

二、具體操作方法

1.通過(guò)電極絲與工件基準(zhǔn)面“碰邊”找出電極絲坐標(biāo)位置

我們將零件鉆好穿絲孔后安裝到機(jī)床上并校正基準(zhǔn)面，然后通過(guò)電極絲與工件兩個(gè)基準(zhǔn)面進(jìn)行“碰邊”，精確找出電極絲X、Y坐標(biāo)位置作為基準(zhǔn)參考點(diǎn)，由于“碰邊”精度直接影響定位精度，使用合理的“碰邊”方法能有效提高電極絲定位精度，“碰邊”方法大體分為目視法、火花法、接觸感知法三種，具體可根據(jù)操作者技術(shù)情況及加工情況合理選用。

（1）目視法。我們?cè)诓僮髑耙獙⒐ぜ鶞?zhǔn)面清理干凈，直接借助于目測(cè)或使用放大鏡進(jìn)行觀(guān)察，如圖2所示。操作時(shí)電極絲可以不用運(yùn)轉(zhuǎn)，不用打開(kāi)高頻電源，只需在張緊電極絲后緩慢移動(dòng)工作臺(tái)，當(dāng)確認(rèn)電極絲與工件基準(zhǔn)面接觸后，便以此位置作為基準(zhǔn)參考點(diǎn)。目視法主要用于加工要求較低的工件。

（2）火花法。火花法是利用電極絲與工件在一定間隙下發(fā)生火花放電來(lái)確定電極絲的坐標(biāo)位置，調(diào)整時(shí)，必須啟動(dòng)高頻電源及運(yùn)轉(zhuǎn)電極絲，然后通過(guò)手動(dòng)緩慢移動(dòng)工作臺(tái)，使電極絲逐漸接近工件的基準(zhǔn)面，待出現(xiàn)微弱火花的瞬間，以此作為基準(zhǔn)參考點(diǎn)。此方法一目了然，但有時(shí)候會(huì)因人為操作不當(dāng)，使電極絲過(guò)于逼近工件或接觸不良而產(chǎn)生誤差，也會(huì)因電極絲跳動(dòng)產(chǎn)生誤差。火花法適合于較熟練的操作人員。

（3）接觸感知法。接觸感知法是利用電極絲與工件基準(zhǔn)面由絕緣到短路的瞬間，兩者間電阻值突然變化的特點(diǎn)來(lái)確定電極絲接觸到了工件，并在接觸點(diǎn)自動(dòng)停下來(lái)，以此作為基準(zhǔn)參考點(diǎn)，又稱(chēng)“自動(dòng)碰邊法”。基于接觸感知原理我們還可對(duì)穿絲孔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找中心，即讓工件穿絲孔中的電極絲自動(dòng)找正后停止在穿絲孔中心位置處實(shí)現(xiàn)定位。此方法可以不運(yùn)轉(zhuǎn)電極絲，不用啟動(dòng)高頻電源。當(dāng)使用“自動(dòng)碰邊法”時(shí)，操作者只要按下計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)上的“Ctrl”鍵及箭頭“方向鍵”，電極絲就會(huì)朝“方向鍵”箭頭方向移動(dòng)，待電極絲碰到工件后工作臺(tái)就自動(dòng)停止移動(dòng)。在使用“自動(dòng)找中”功能時(shí)，只需進(jìn)入“自動(dòng)對(duì)中心”菜單即可。此方法方便實(shí)用，用于操作熟練者和加工精度要求較高的工件。

2.把電極絲移到起割點(diǎn)位置

每當(dāng)電極絲完成一個(gè)方向的碰邊，確定工件基準(zhǔn)面坐標(biāo)位置后，就要根據(jù)計(jì)算出來(lái)的距離把電極絲精確移到起割點(diǎn)相應(yīng)坐標(biāo)位置，這是最重要并且技術(shù)難度最大的一步，我們可以通過(guò)采取“碰邊移位法”或“測(cè)量對(duì)中法”實(shí)現(xiàn)把電極絲精確移到起割點(diǎn)相應(yīng)坐標(biāo)位置。

（1）碰邊移位法。我們通過(guò)電極絲碰邊確定基準(zhǔn)參考點(diǎn)后，根據(jù)圖樣尺寸，計(jì)算出電極絲的移動(dòng)距離。以圖1的尺寸要求為例，在工件上鉆好穿絲孔后進(jìn)行安裝校正，首先進(jìn)行X軸碰邊，方法及步驟如圖3所示，參考點(diǎn)1是電極絲與基準(zhǔn)A面碰邊后的位置，碰邊后鎖定X軸，通過(guò)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸使工作臺(tái)移動(dòng)，當(dāng)電極絲移出工件到達(dá)點(diǎn)2后，再通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)X軸，使工作臺(tái)往X方向移過(guò)60mm+電極絲半徑（50×10mm內(nèi)腔中心距離基準(zhǔn)A面60mm）到達(dá)點(diǎn)3位置，鎖緊X軸，完成了X方向定位。通過(guò)Y向電極絲與基準(zhǔn)B面碰邊，使電極絲到達(dá)Y軸基準(zhǔn)參考點(diǎn)4后，拆下電極絲，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)移動(dòng)Y軸，移動(dòng)量為30+電極絲半徑（50×10mm內(nèi)腔中心離基準(zhǔn)B面距離為30mm），到達(dá)后鎖緊Y軸裝好電極絲，完成了Y方向定位，此時(shí)電極絲定位到即將要切割的50×10mm四方孔中心點(diǎn)5。在加工編程時(shí)我們只要把起割點(diǎn)設(shè)在圖形中心，便能實(shí)現(xiàn)實(shí)際起割點(diǎn)與理論起割點(diǎn)坐標(biāo)位置重合，從而保證35mm和25mm尺寸符合要求。

（2）測(cè)量對(duì)中法。我們先將鉆好穿絲孔的工件精確測(cè)量并計(jì)算出穿絲孔實(shí)際中心到基準(zhǔn)A、B面的距離，然后安裝校正工件，直接安裝電極絲并穿過(guò)穿絲孔，采用自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)中找到穿絲孔中心坐標(biāo)位置，使電極絲定位于穿絲孔中心。由于穿絲孔在鉆孔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的尺寸偏差，從而造成穿絲孔中心坐標(biāo)與將要進(jìn)行線(xiàn)切割的內(nèi)四方孔中心坐標(biāo)點(diǎn)不重合。為了消除這些誤差，可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果，計(jì)算出兩中心點(diǎn)坐標(biāo)相差的距離，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)，將電極絲從穿絲孔中心移到將要進(jìn)行線(xiàn)切割的內(nèi)孔理論中心點(diǎn)。以上述加工為例，穿絲孔中心距基準(zhǔn)A、B面理論尺寸應(yīng)分別為60mm、30mm，由于穿絲孔鉆偏，假設(shè)實(shí)際尺寸為60.20mm、29.90mm，為了消除這些誤差，電極絲在對(duì)中后只需把工作臺(tái)往X軸方向移過(guò)0.2mm，往Y軸反方向移過(guò)0.1mm，便可消除這些誤差。我們也可以通過(guò)修改計(jì)算機(jī)所繪圖形的起割點(diǎn)坐標(biāo)值來(lái)實(shí)現(xiàn)穿絲孔中心與起割點(diǎn)坐標(biāo)值重合，如圖4各點(diǎn)坐標(biāo)所示，在編程繪圖時(shí)，相應(yīng)修改起割點(diǎn)坐標(biāo)即可。

通過(guò)上述兩種方法對(duì)比，碰邊移位法優(yōu)點(diǎn)是可以省去測(cè)量計(jì)算的步驟，對(duì)穿絲孔的加工精度沒(méi)有要求，缺點(diǎn)是電極絲需要安裝兩次，電極絲碰邊后移動(dòng)距離必須準(zhǔn)確。測(cè)量對(duì)中法的優(yōu)點(diǎn)是只需要安裝一次電極絲，電極絲對(duì)中后移動(dòng)量小或不需要移動(dòng)，缺點(diǎn)是對(duì)穿絲孔的加工精度要求較高，需要準(zhǔn)確測(cè)量和計(jì)算穿絲孔中心距，適用于測(cè)量和計(jì)算能力較強(qiáng)的操作者。

三、結(jié)束語(yǔ)

以上兩種電極絲坐標(biāo)位置定位方法是根據(jù)我們長(zhǎng)期工作實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，他們各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際加工中，對(duì)于精度要求極高的貴重零件，必須采用上述方法進(jìn)行試割、測(cè)量、修正直至合格后才能正式對(duì)零件進(jìn)行切割。

（作者單位：廣西玉林高級(jí)技工學(xué)校）