多加工区的电火花线切割机床电火花线切割机床能加工各种高硬度
Time:2023-10-02 03:36:14
关于多加工区的电火花线切割机床的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
多加工区的电火花线切割机床
Hs
电火花线切割机床能加工各种高硬度
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电火花线切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，简称WEDM），有时又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60％以上。
根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：
一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；
另一类是低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS），其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低，是国外生产和使用的主要机种。
根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同，电火花线切割机床又可分为三种：
第一种是*模仿形控制，其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的*模，加工时把工件毛坯和*模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧地贴着*模边缘作轨迹移动，从而切割出与*模形状和精度相同的工件来；
第二种是光电跟踪控制，其在进行线切割加工前，先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上，跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动，从而切割出与图样形状相同的工件来；
第三种是数字程序控制，采用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工，不需要制作*模样板也无需绘制放大图，比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围，目前国内外 95％以上的电火花线切割机床都已采用数控化。
利用电火花加工原理加工导电材料的特种加工机床。又称电蚀加工机床。电火花加工机床主要用于加工各种高硬度的材料（如硬质合金和淬火钢等）和复杂形状的模具、零件，以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具（如钻头和丝锥）等。
电火花加工机床通常分为电火花成型机床、电火花线切割机床和电火花磨削机床，以及各种专门用途的电火花加工机床，如加工小孔、螺纹环规和异形孔纺丝板等的电火花加工机床。
电火花成型机床是电火花加工机床的主要品种，根据机床结构分为龙门式、滑枕式、悬臂式、框形立柱式和台式电火花成型机床，此外还可根据加工精度分为普通、精密和高精度电火花成型机床。电火花成型机床一般由本体、脉冲电源、自动控制系统、工作液循环过滤系统和夹具附件等部分组成。机床本体包括床身 、立柱、主轴头和工作台等部分，其作用主要是支承、固定工件和工具电极，并通过传动机构实现工具电极相对于工件的进给运动。脉冲电源的作用是提供电火花加工的能量，有弛张式、闸流管式、电子管式、可控硅式和晶体管式脉冲电源，以晶体管式脉冲电源使用最广。自动控制系统由自动调节器和自适应控制装置组成。自动调节器及其执行机构用于电火花加工过程中维持一定的火花放电间隙，保证加工过程正常、稳定地进行。自适应控制装置主要对间隙状态变化的各种参数进行单参数或多参数的自适应调节，以实现最佳的加工状态。工作液循环过滤系统是实现电火花加工必不可少的组成部分，一般采用煤油、变压器油等作为工作液 。工作液循环过滤系统由储液箱 、过滤器、泵和控制阀等部件组成。过滤方法有介质过滤、离心过滤和静电过滤等。夹具附件包括电极的专用夹具、油杯、轨迹加工装置（平动头）、电极旋转头和电极分度头等。
随着数字控制技术的发展 ，电火花加工机床已数控化，并采用微型电子计算机进行控制。机床功能更加完善，自动化程度大为提高，实现了电极和工件的自动定位、加工条件的自动转换、电极的自动交换、工作台的自动进给、平动头的多方向伺服控制等。低损耗电源、微精加工电源、适应控制技术和完善的夹具系统的采用，显著提高了加工速度、加工精度和加工稳定性，扩大了应用范围。电火花加工机床不仅向小型 、精密和专用方向发展 ，而且向能加工汽车车身、大型冲压模的超大型方向发展。
电火花线切割机床主要加工对象
电火花线切割加工是电火花加工的重要组成部分，它是利用金属线状工具贵知跑万军儿木意充概轴电极（又称电极丝）沿着给定的几何图形轨迹，利用脉冲放电腐蚀金属的原理心山看述被价扩套认烈来加工工件。快走丝线切割机床于70年代在我国兴起并逐步广泛应用于加工精度要求高、形状复杂，特别是模具等金属件的加工中。
快走丝线切割机床的电气及控制系统一般分为：微机控制部分、高频电源部分和丝筒电机控制部分。丝筒电机控制部分控制若客鲁换令具深还跟电机及丝筒，带动钼丝作快速正反的启动运行和停止，并提供各种相应保护功能。其它类型机床电气控制通常采用继电器控制方式，也比较实用，但这种控制方商探乙式存在着下述一系列的问题：
（1）继电器接触器动作频繁，损耗相对较向矛职市地大；中间转换控制复杂，出故障可能性高。
（2）电机频繁正反向全压启动，启动电流大，对丝筒机械部件冲击大。
（3）接触器触点频繁闭合断开造成的噪声大。
这些问题导致的主要后果是整个加工可靠性降低，烧丝等问题增多，这势必导致二次加工，最终影响产品质量，造成不必要的经济损失。针对上述史存在的问题，故用小命纪施功率变频器来实现原控制方式的改进，其理由主要有以下几点：
（1）变频器产品技术成熟、性能可靠，已被广泛应用于异步电机各控制系统中。
（2）利用变频器的外接控制输入端子和反映运行状态的输出端子以及强大的可编码功能，可以根果因商加计早据被控对象和控制方式的不同进行灵活选择和设定，省去了复杂的中间转换控制。
（3）电机的启停时间及电流可分别通过手动编码或自动设置完成，减少了原方式中起动电流大，机械冲击大的弊病。
（4）主电路的相序切换通过变裂住未频器内部集成控制电路完成（无触点切换）。另外变频器内还设设流治两异汽有直流制动功能，并设定当电略相机转速为0后，制动过程可自动解除，避免由于操作不当电机所承受的不必要的大电流。
（5）变频器还可自行弥补电网电压波动，设封及听前非铁第世府置自动延时关机和来电继续加工等功能，可进一步提高自动化程度。
本机赵控础床采用Altivar31系列高性能变频器尼弦政福本纪，功率范围从0．18～15KW；无速度传感器磁通矢量控制；6路可变逻辑输入端子，3路可配味州那用早胞口居装获群置模拟输入端子，3路逻辑／模拟输出端子，提供控制功能和保护功能。
1 走丝机构控制系统
快走丝线切割机床的走丝机构，是影响其加工质量及加工稳定性的关键部件。走丝机构的功能是带动电极丝按一定线速度移动往复运丝，并将电极丝整齐地排绕在储丝筒上。储丝筒本身作高速正反向转动，是利用电动机正反转来达到的。电机经联轴器带动丝筒，再经同步带带动丝杠转动，拖板便作往复运动，拖板移动的行程可由调整换向左右撞块的距离来达到。机床走丝机构如图1所示。
2 丝筒变频调速系统结构
变频调速系统主要由以下几个环节构成，系统结构框图如图2所示：
（1）主电路
系统功率变换环节采用AD／DC整流电路和IGBT逆变电路。
（2）控制电路
控制电路主要用来接受外来信号和发出控制命令和PWM 波形。
（3）驱动电路
采用IGBT智能功率模块（IPM）。
（4）保护电路
为了保护动作的快速性和实时监测性，采用了硬件电路加软件子程序的监控方式，故障发生时如果是属于电机短路之类的故障，则硬件电路将立即产生信号，关闭波形发生器并在中断子程序中进行保护设置，并使程序回到初始状态。
3 变频调速系统的电路设计
储丝简采用三相交流异步电动机拖动，电机速度通过变频器调速旋钮进行无极调速
3．1 主电路的设计
三相交流电压经二极管整流模块，大电容滤波后送到由6个IGBT组成的三相逆变器，系统功率器件选用第三代IGBT及续流二极管，由逆变器送出的可变频率的交流电供给电动机调速。
3．2 控制电路的设计
使用DSP作为控制器能最大限度地减少外围器件的数目，增加系统的稳定性。在本设计中主要使用1MS32OC24Ox DSP的PWM输出口，及板上A／D口、捕获接口CAP。DSP的6个PWM信号经过缓冲器反相后送到驱动电路板驱动IPM。控制系统结构图如图3所示
对于A／D采样口的输入信号做了前期的处理，直接输入的信号是幅值在0～5V的直流电压信号，能满足DSP对输入模拟信号的要求。交流电机的矢量控制要求对交流电机速度进行采样。
3．3 驱动电路的设计
在设计中使用IGBT智能功率模块（IPM），它是一种大规模集成模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还将过电压、过电流和过热等故障检测电路包含在里面，并可将故障保护信号送到CPU或DSP进行处理。
3．4 保护电路的设计
IGBT用于电力变换时，容易出现过电压、过电流等故障，造成器件的损坏，因而IGBT在工作时，必须采取完备的保护措施。这些保护措施主要包括过压保护、过流保护和过温保护3部分。IPM内部已经整合了很周密的保护电路，从电流保护、电压保护到热保护。
4 结论
电火花线切割加工机床集高效、高精度和高柔性为一体，要求电动机控制系统调速范围宽、加减速性能好、速度精度高、特殊功能（如高速定位）强。变频器在走丝机构控制系统中的应用，达到对三相异步电机的无级调速，具有节能、对电网无污染、调速范围大、调速机械性硬等优点。