快走絲電火花線切割機床的技術改進

謝冬和

(株洲職業技術學院，湖南株洲 412000)

快走絲電火花線切割機是利用脈沖電源在鉬絲(接負極)與被加工件(接正極)之間產生火花放電，并利用放電所產生的瞬時高溫(高達10 000℃)，使被加工件局部材料氣化而剝離，因此它可以加工各種常規機械難以加工的材料，并且由于其價格低廉、精度適中、操作維護方便，因而在現代模具制造中應用得越來越廣泛。但是，電火花線切割機在加工過程中，不能出現斷絲現象，否則將會給生產帶來極大麻煩:一方面穿絲麻煩，鉬絲不能在斷絲處重新穿絲，必須回到鉬絲的起始點，并經重新找正后再穿絲和進行加工;另一方面會影響工件的加工質量，增加生產成本。

1 鉬絲要有一定的預緊力

DK7732型電火花線切割機屬于快走絲線切割機的一種，它利用儲絲筒帶動鉬絲作往返運動來實現快速走絲，儲絲筒有兩個作用:一方面帶動鉬絲作高速往返運動，另一方面鉬絲在儲絲筒表面有序地排列(有序地依次排列可使鉬絲在工作過程中不會出現疊絲現象)。我們知道，在裝配新鉬絲時，必須使鉬絲在儲絲筒表面有序地依次排列，裝配完后還必須用緊絲器進行緊絲，使鉬絲處于一定的張緊狀態。并且鉬絲使用一段時間后，也必須停機用緊絲器對鉬絲進行緊絲處理。其作用是:

(1)可以確保鉬絲在運行過程中振動最小。鉬絲的振動直接影響被加工件的加工質量，振動小的可以得到較小的表面粗糙度值。

(2)使鉬絲與導電塊、導輪之間的接觸始終處于良好狀態，保證導電良好。導電塊與鉬絲之間產生的非正常放電(非正常放電削弱了鉬絲與工件間的放電能量，直接影響加工速度，并且會在導電塊表面上切割出一條條的切痕，此切痕會影響鉬絲的運行)，就是因為運行時鉬絲與導電塊之間有著細小的間隙(此間隙剛好與鉬絲與導電塊間的放電間隙相近)。

(3)能夠使切割中的信息得到很好的傳遞。切割中的有關信息就是通過鉬絲與導電塊之間的良好接觸來實現傳遞的，如果接觸不良、接收不到切割信息，控制系統就會處于工作不正常狀態。

因此，在工作過程中，必須給鉬絲施加一定的預緊力，使之與導輪及導電塊之間始終處于良好的接觸狀態。但是，由于儲絲筒在工作時，其正向快速運動→瞬時靜止→反向快速運動→正向快速運動，對鉬絲產生很大交變慣性拉力作用，這個交變慣性拉力會促使鉬絲在一定范圍內被拉長。鉬絲的長度變長，就會使原本處于張緊狀態、排列有序的鉬絲在運動中變得松馳及雜亂無序的排列，進而會產生一系列的問題，最終造成鉬絲被拉斷。

2 鉬絲松馳問題的解決方法

對鉬絲松馳原因進行分析，如果在工作過程中一直有一個恒定的重力作用在鉬絲上，使其緊貼在導電塊上，那么鉬絲與導電塊之間的非正常放電、鉬絲在儲絲筒上的疊絲現象、鉬絲在導電塊上留下切槽等這些問題都將不存在，鉬絲因松馳而被拉斷的現象也不會發生。為了確保鉬絲在運行過程中始終處于一定力的張緊狀態，就必須有一個恒力施加在鉬絲上，這個恒力的實現靠自動張絲裝置來完成。自動張緊裝置可以確保施加在鉬絲上的力方向不變(垂直向下)、大小不變(恒力)，保證鉬絲在運行中始終緊貼在導電塊上。

然而施加在鉬絲上的恒力不能太大也不能太小。如果施加的恒力過大(超過了鉬絲本身的張力)，就會使鉬絲額外被拉伸，并增加儲絲筒的運絲負荷，使儲絲筒的轉速受到一定影響;如果施加的拉力過小，不能克服鉬絲在運行中向上的慣性力，就會使鉬絲在運行中產生抖動，使鉬絲與導電塊間產生間隙，因此，施加在鉬絲上的恒力大小一定要合適。

DK7732型線切割機本身攜帶了一個鉬絲張緊輪(如圖1所示)，它一端裝配在絲架上，另一端安裝有導輪，使用時鉬絲穿過導輪槽，依靠自身的重量來實現對鉬絲的張緊作用。但存在下列問題:

(1)它施加在鉬絲上的力非恒力，其大小和方向隨著張緊器繞固定軸的轉動而在不斷地改變。并且加載在鉬絲上的重力過大，超過了鉬絲的內應力值。

(2)它不能克服鉬絲的振動，鉬絲的振動會使鉬絲與導電塊、導輪之間時而有一定的間隙，時而緊貼在一起，影響它們之間放電能量的正常傳遞。

(3)它沒有斷絲報警功能。當鉬絲在切割中非正常斷絲時，不能產生報警功能，更不能切斷線切割機械部分的電源，使其停止切割動作。

因此，必要對此張緊裝置進行改進，使其具有報警功能及自動切斷工作臺驅動電源及停止功能。根據這個目標，我們對所使用的DK7732型線切割機進行了技術改進，在儲絲筒與線架間的鉬絲上方加裝了一個自制的自動張絲裝置，該自動張絲裝置施加在鉬絲上的作用力(該作用力的大小等于張絲裝置上重力錘的重量、導桿組件的重量之和)的大小根據鉬絲的內應力及所需張力進行計算，并經確認而得兩者的重量之和控制在140 g左右較為合理，可以保證鉬絲與導電塊之間處于良好的接觸狀態，同時，此重力不會超過鉬絲的內應拉力，也不會額外增加鉬絲與導電塊間的運行阻力。自動張絲裝置如圖2及圖3所示。

3 結語

我們在DK7745型線切割機加裝該新自動張絲裝置后，可清楚地觀察到鉬絲張力的變化及改善情況，有效地避免了鉬絲長時間工作時發生的短路現象，能夠有效地吸收各種振動，使鉬絲保持穩定，加工質量明顯提高。經試驗，未加裝新自動張絲裝置的線切割機，新鉬絲使用2天后即需經常人工緊絲(在切割中、大厚工件時基本上每天都要進行緊絲)，鉬絲的短路現象也時有發生(導電塊上產生切槽、非正常放電、鉬絲松馳等原因造成)，加工斷面趨于粗糙，且由于短路，加工時間也耗費更多;而加裝了的線切割機，新鉬絲使用一周也不需要人工緊絲，只需將導桿下的鉬絲放直即可，由于鉬絲總能保持一定的張力，各種振動被新自動張絲裝置有效吸收，因而幾乎見不到短路現象的發生，加工效率提高近一倍，加工質量也較之前提高了許多。該新自動張絲裝置也可推廣到其他型號的電火花線切割機上使用，只需改變安裝孔位即可，也可作為快走絲線切割機床生產廠家在生產線切割機床或線切割機床配件時借簽。

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