摘要：DK7732型線（xiàn）切割機為廣泛使用的快走絲電火花線切割機床，在實（shí）際加工過程中存在斷絲（sī）、導電塊（kuài）出現割痕、張（zhāng）緊效果差、放電不均等不良現象，嚴重影響著（zhe）線切割加工效率和零件表麵質量。首先分析了該類機床在工作過程中出現（xiàn）的主要問題及原因；然後改變（biàn）原有鉬絲與導電塊的接觸方式，采（cǎi）用鉬絲與導電輪滾（gǔn）動接觸方式進電，並構造三角形導輪穿絲係統，設計張緊調節機構，提高了導電裝置使用壽命（mìng）和係統穩定性；最後通過實驗驗證了改進裝置的正確（què）性和可靠性。
 
       關鍵詞：線切割機床；導電裝置；技術改進

       1、引（yǐn）言
 
       DK7732型電火花線切割機床是蘇州長風公司（sī）設計製造的一（yī）種快走絲機型，該設備主要用於對各類模具、電極、精密（mì）零部件製造、複雜型腔（qiāng）和（hé）曲麵形體加工，具（jù）有JJD3-精度高，光潔度高、切割速度快等特點。加工原理為：電極絲通過導電塊連接脈衝電源的負極，工件連接脈衝電源的正極，xY工作台由數（shù）控裝置控製，繞絲筒作正反向交替運動；電極絲和工件之間澆注工作液介質，當其距離足夠接近時，每個脈衝瞬間電壓擊穿介質，產生火花放電現象，逐（zhú）步腐蝕工件，以達到切削成型目的，其工作原理（lǐ）圖如圖l所示。傳統的線切（qiē）割（gē）導電（diàn）方式為（wéi）電極絲與（yǔ）硬質合（hé）金導電塊直接（jiē）接（jiē）觸，電極絲在導電塊表麵來回移動。在實際加工過程（chéng）中，特別是切割（gē）鋁（lǚ）製工件（jiàn）時，容易出現斷絲、穩（wěn）定性差（chà）等不良（liáng）現象，嚴重影響著線切割加工效率和（hé）零件加工質量【l-51。分析了DK7732線切割加工（gōng）過程中的主要問題和原因，從導電（diàn）接觸方式人手，探討提高加工效率和（hé）加工質量的有效方法和實現途徑。
  

     
  
                      圖1 DK7732型線切割機床工作原理（lǐ）圖（tú）
   
       2、主要問題分析
 
       2．1 導（dǎo）電塊存（cún）在割痕
 
       當切割（gē）工件厚度大於60nlm或軟基材料時，發現鉬絲(電極絲)在逆向運動時，鉬絲與導電塊之間會有火花產生，火花大小（xiǎo）不均勻，該現象雖（suī）然（rán）不會對設備（bèi）產生其他的影響（xiǎng），但會導致線切割速度變得緩（huǎn）慢以及鉬絲、導電塊之間的損耗增大，尤其是在切割鋁件、銅件時該（gāi）損耗更加明（míng）顯fq，並且在導電塊表麵產生（shēng）較深的溝槽，在安裝鉬（mù）絲或切割時該溝槽容（róng）易卡住鉬絲，增（zēng）大切割阻力（lì）最終導致鉬絲被拉斷。
 
       2-2 粘絲
 
       在切割運行中，由於切割間隙內的蝕熔物（wù）不能及時排出，則（zé）降低了（le）線切割機的放電能力，導（dǎo）致電蝕的速度要小於進給速（sù）度，容易形成短（duǎn）路，而當銅絲與導電（diàn）塊在接（jiē）觸部位繼續放電時，控製係統就會錯誤判斷（duàn）而繼（jì）續進給（gěi），鉬絲（sī）與（yǔ）工件之間就（jiù）會產生一種純機械摩（mó）擦，造成工件的機械性拉傷以及鉬絲的快速摩損，形成“粘絲”損傷。 
 
       2．3 張緊效果差
 
       傳統線切割機床張緊裝置是一個（gè）重力導輪同，安裝在繞絲筒和機架（jià）之間，鉬絲從下方繞過導輪線槽，依靠導輪重力（lì）壓住鉬絲，使鉬絲處於繃緊狀態，提高係（xì）統張緊力。在實際加（jiā）1二過程中，如果初始張緊力（lì）沒調整好，鉬絲跳動嚴重，極易出現脫絲，後續要重新穿絲，調節麻煩。同時，導輪支架沿導軌移動的距離較小，即在重力作用下張緊力所體現出的有效移動距離較小，張緊裝置的張緊效果較差（chà）。

       2．4 放電不穩定
 
       由於（yú）鉬絲與導電塊直接接觸，隨著加工時間的增（zēng）加，鉬絲在一定程（chéng）度上被拉長（zhǎng），係統張（zhāng）緊力降低，鉬絲運行不平穩（wěn）18-91。同時銅（tóng）絲在（zài）逆向運行時，其產生的慣性作用，使得鉬絲與導電塊之間產生極小的（de）間隙，而這（zhè）間（jiān）隙也會導致鉬絲與導電塊之間產生（shēng）火（huǒ）花放電。由於這些放電現象的存在，使得傳遞到鉬絲與工件間的加工電流變小，正常切割部分放電不穩定，切割速度（dù）及質量降低。
 
       3、改進方案（àn）研究
 
       3．1導（dǎo）電（diàn）塊改導電輪
 
       工作時，由於導電塊靜止不動，鉬絲在其表麵來回運動，其摩（mó）擦方式為滑動（dòng）摩擦，摩擦係數大，鋁絲和導輪磨損嚴重，導致導電塊出現割痕。現將導電塊改為導電輪，接觸方式為滾動摩擦，磨損量小，導電效（xiào）果（guǒ）好。為了提高導電輪使用壽命，一般選用硬質（zhì）合金鋼材料，但硬質合金鋼相對（duì）密度大，導致轉動慣量大，故本設計導電輪（lún）采用鑲（xiāng）嵌結構¨q，鑲件為內外半（bàn）徑差4mm、厚度4ram的硬質合金環，基體為（wéi）半徑12mm的高速鋼。其結構，如圖2所示。

                      圖2導電輪結（jié）構圖
 
       3．2改進張緊裝置
 
       工作時（shí），鉬絲在機床（chuáng）上作往複（fù）循環（huán）走絲（sī）運動，同時間斷（duàn）放電（diàn），產（chǎn）生一定的熱量（liàng）。隨著加工時間的增加，鉬絲會因（yīn）金屬（shǔ）有延（yán）展性而變長，使原來係（xì）統的張緊力慢慢變小變（biàn）無，以致於發生跳絲現象，影響加_【：=精度（dù）和加工速度。同時，由於鉬絲持續放電以及走絲時與導電輪的摩擦，產生一定的（de）材料損耗，銅絲直徑變小，導致鉬絲與導（dǎo）電輪出現間隙（xì），接觸不穩定，放電不均勻。傳統的張（zhāng）緊裝置僅依靠張緊輪的自身重力實現自動調整，張緊效果差，穩定性不（bú）好。為此（cǐ），設計一（yī）種可調張緊力支撐輪裝置，通過彈（dàn）簧力自動調節係統的張緊力到（dào）設定值，擰動調節螺母，設定係統初始（shǐ）張緊（jǐn）力，裝置結構簡單，可靠性強，其結構簡圖（tú），如圖3所示。
  

      
  
        圖3可調張緊力支撐輪裝置結構簡圖
   
       3．3采用三角導輪結構
 
       由於導電裝置不僅是為了讓（ràng）鉬絲帶電，而且也是為了支撐鉬絲，保證運行平穩（wěn）性，因此導電裝置（zhì）要能控（kòng）製鉬絲在運絲過程（chéng）中不會發生跳動。同時，穿絲是一個複雜的工作，為降低穿絲難度（dù），提高工作效率（lǜ），導電裝置要易於工人（rén）穿進鉬（mù）絲（sī）。為此，本設計采用三（sān）角導輪結（jié）構，由2個導電輪（lún）和1個支撐輪組成，形成三（sān）角狀，穿絲方便，導電可靠。結構簡圖，如圖4所示（shì）。

                      圖4三角導（dǎo）輪結構簡圖
   
       4、裝置整（zhěng）體結構設計
 
       4．1 整（zhěng）體結（jié）構
 

                  圖5導電裝置爆炸視圖
 
       1．底板2．支架3，4．螺母5．墊片6．彈簧7．叉形架8．銷軸9_軸（zhóu）承10．支撐輪1 1．螺母12．導電輪13．軸承14．軸15．螺母16．碳刷17．彈簧（huáng）18．螺（luó）釘19．螺釘20．彈簧21．碳刷22．導電輪23．軸承24．軸25，螺母（mǔ）
   
           
      裝置主要由（yóu）底板、支架（jià）、導電輪、可（kě）調張緊力支撐輪、碳刷等部件組成（chéng），安（ān）裝在（zài）線切割機床機架上(可上下2個，對（duì）此放置)，用螺釘緊同。鉬（mù）絲穿過2個導電輪和1個支撐輪，形成三角（jiǎo）導輪（lún）結構，鉬絲在輪（lún）槽中移動；通（tōng）過鬆緊3，4螺母，拉動7叉形架，帶動支撐輪上下移動，實現鉬絲的張緊功能；通過擰緊22，23螺釘，增加2l，24彈簧壓力，壓緊20，25碳刷，使碳刷與14，17導電輪緊密接觸，螺釘（dìng）帶（dài）電，通過碳刷，傳導給導電（diàn）輪，使鉬絲獲（huò）得脈衝電壓。
 
      4_2 設計要點
 
     (1)底板部（bù）件。底板1采用絕緣塑膠材料，通過螺釘（dìng）連接（jiē）到機床機架（jià）上，支架2為金屬（shǔ）材料，通過螺釘固（gù）定到底板1，支架（jià）2與機床（chuáng）絕緣。
 
     (2)張緊部件。軸承9內圈與銷軸8過盈配合，軸（zhóu）承（chéng）9外圈與支撐輪10內孔過（guò）盈配合，裝配到銷軸8中（zhōng）部，穿入叉形架7支撐孑L內（nèi），用螺母11鎖緊；叉形架7連同彈簧6一起裝入支架2上安裝孔內，墊上墊片5，擰緊螺母（mǔ）3，4；通過調節螺母3，4的鎖緊（jǐn），在彈簧（huáng）6的彈力作用下，帶動叉形架7上下微量移動，實現鉬絲張緊功能。
 
     (3)導電部件。導電輪部件分左導電輪部件和右導電輪部件，兩者在支架2上對稱分布；左導電（diàn）輪部件由螺母15、軸14、軸承13、導電輪12、墊片26、螺母29、碳刷16、彈簧17、螺釘18組成，導電（diàn）輪12內孑L與軸承13外圈過盈（yíng）配合，軸承（chéng）13內圈與（yǔ）軸14過盈配合，軸14固定（dìng）在支架2上，導電輪12與碳刷16接觸，通過擰動螺釘18，調節碳刷16與導電輪12的接觸程度。右導（dǎo）電輪與左導（dǎo）電輪安裝方（fāng）式相同。
 
     5、試驗研（yán）究
 
     試驗條件為：蘇州長風（fēng）DK7732E線切割機床；厚度為60mm的方形鋁塊(尺寸100mmxl00mm)；金山DX一2線切割工作乳化液；山（shān）東（dōng）光明牌鉬絲∞．18mm。工作參數為：工作電（diàn）壓100V；電流3．0A；脈衝（chōng）寬度（dù）48its；脈衝（chōng）間隙6“s；加工速度75mm2／min；電極絲初始（shǐ）張力8．2N。試（shì）驗過程為：將（jiāng）改進（jìn）後的進電裝置（zhì）分別安裝在線切割（gē）機床走絲架的上下兩（liǎng）側，連續切割20h，對（duì）比改進前和改進後的切削效果，試驗結果，如表l所示。結果表明（míng）：在相（xiàng）同的電壓、電流、脈（mò）寬、速度等參數條件下，對同一T件進行切割試（shì）驗，割（gē）痕、斷絲、粘絲等不良現象基（jī）本（běn）解（jiě）決，係統（tǒng）張緊（jǐn）力保持恒定，電極絲損耗減小，零件加工質量提高。
 
                                          表1試驗結果
  
     
  
      注：△表示困難程度。
   
      6、結論
  
     (1)設計出一種改進型電火花線切割導電裝置，具有（yǒu）如下特點：①三角導輪結構，穿絲簡（jiǎn）單、快捷，運絲平穩，提高機構穩定性；②導電（diàn）輪采用鑲嵌式，減低製造成品和運動慣性，提高導輪使用壽命和導電性，排屑（xiè）方便；③碳刷接觸緊密，進電快速、穩定，左右2個位置同時進電，避免漏進電現象，碳（tàn）刷消耗後，可通過螺釘調（diào）節；④支撐輪可調節，提高鉬絲（sī）張緊程度，避免鬆垮、跳絲等導致（zhì）的不正常放電現象；
 
     (2)試驗結果表明（míng），改進後無割痕，斷絲頻率降（jiàng）低75％，張緊力提（tí）高22％，基本恒定，電極絲損耗減小至0．006mm，表麵粗糙度提高到2．25txm，穿（chuān）絲（sī）難度降低50％。