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中走丝线切割机床技术指标的提升与规范

发布时间:2012-03-01  点击次数:1513 次

中走丝线切割机床技术指标的规范与提升
李克君
(四川深扬数控机械有限公司 成都)

  摘要:阐述了对中走丝线切割机床技术指标规范的重要性,指出了目前中走丝线切割机床技术指标存在的问题,从空间性和时间性两个方面提出了规范技术指标的建议。……
  关键词:中走丝、线切割、技术指标
  在近几年的往复走丝线切割机床的发展中,多次切割技术的应用,无论是加工精度还是表面粗糙度都为中国线切割技术的发展解决了方向性的问题,把中国的线切割技术推向了一个新的阶段,使中国特色的往复走丝线切割机床向更高档次提升成为可能,然而,如果将这些可能变为现实,仍有相当一段路程,无论怎样宣传,客观上中走丝与慢走丝还是存在相当差距的,不过,针对入门级的慢走丝而言,这一差距也确有缩小的趋势。
  那么,如何缩小并量化中走丝与慢走丝的差距,我认为将从两个方面体现,一是技术指标的全面提升,二是以人为本,实现智能化操作。
  技术指标的全面性
  中走丝与快走丝的差别就是多次切割技术的运用,对于快走丝线切割机床而言,GB7926-87和GB7926-2005中的技术要求是合理的,基本上涵盖了快走丝线切割机床的推广和应用,然而,当多次切割技术应用到快走丝线切割机床上之后,情况有了变化,虽然中走丝线切割机床的表面粗糙度有明显改善,但是,在修刀时形成的电极丝单边放电,使加工精度产生了更多的不确定因素,如果仍然停留在GB7926原有的几个指标上,对中走丝线切割机床而言,其概括性就有缺陷了,所以为了使中走丝线切割机床得以健康发展,应该对其指标的全面性进行重新评估,避免出现“达标但不实用,实用但无规范”的尴尬局面。
  具体来讲,全面性就是与时俱进,在多次切割技术已大量出现在市场上的时候,在我国制造业向“又好又快”转变之际,对影响中走丝线切割机床的技术指标进行规范,使中走丝线切割机床的多次切割技术能够正确、有效的运用于制造业。
  仅以跳步模和精密零件加工为例,不仅对中走丝线切割机床有表面粗糙度要求、加工精度要求,还应有连续加工的一致性要求,这些都是精密制造不可或缺的;中走丝线切割机床有效提升表面加工质量是靠修刀完成的,但是由于单边放电的不确定因素反而对加工尺寸的稳定性带来较大的负面影响,以连续加工多个相同零件为例,第一件和最后一件的尺寸误差如果不加以规范,则无法满足实际的使用要求,又比如,在一定厚度(如100mm)进行多次切割加工时也是由于单边放电的原因,纵向截面的尺寸误差变化很大,同样需要加以重新规范。
  可见,在多次切割技术得到应用之后,对一致性尺寸误差和100mm以上的纵向截面尺寸误差等指标的规范是非常重要的,应该以标准的形式对中走丝的技术指标给予全面性的评估。
  标准滞后于产品的发展是正常的,但是长期滞后是不正常的,也是不应该的。
  中走丝技术指标的科学性
  中走丝与慢走丝的最大区别就在于电极丝的往复运行、重复运用,虽然充分体现了成本优势,但也带来了加工条件变化无常的烦恼,正是由于中走丝线切割机床电极丝的重复使用,所以中走丝的技术指标既要有空间性还要有时间性,换言之,中走丝的技术指标既要提升到一定高度,体现出对快走丝线切割机床的更新换代,也要规范该指标的保持时间,举例如下:
  2.1、表面粗糙度指标
  就Ra值而言肯定是越小越好,但是对于中走丝线切割机床Ra值的稳定性更为重要,Ra值再小,仅仅切一个小样件是没有实用价值的,只有当在加工过程中这一Ra值足以保持到加工完一套模具或一批零件,才能为市场所接受,所以说表面粗糙度指标应有时间性要求,建议表面粗糙度的标注为:Ra值/连续加工面积,如:Ra=1.0μm/30000mm2,既连续加工30000mm2,Ra值达到1.0μm。
  2.2、加工精度指标
  现行的GB7926标准对横向截面尺寸的相对误差和纵向截面的尺寸误差有明确要求,这里只是针对一次切割,当运用多次切割时只考核切八方的精度就不全面了,当连续切割十个甚至几十个相同的八方(多次切割)时,它们的一致性误差就相当重要了,横向截面尺寸精度再好,如果其尺寸的离散性很大,在对批量零件以及跳步模的精密加工时就没有互换性;一致性误差也是对精度指标的时间性规范。
  建议一致性精度的标注为:允差值/数量,如:0.005/30件,既连续加工30件时,一致性误差为0.005mm。
  而纵向截面尺寸相对误差应标注为:允差值/高度,如0.005/100mm,既在多次切割加工100mm厚度时,纵向尺寸的相对误差为0.005mm。
  2.3、最大加切割效率指标
  往复走丝不同于单向走丝,对于慢走丝而言最大加工效率是一个绝对值,在不至将电极丝烧断的前提下,以尽量大的能量加工,于是就有了最大加工效率,这是电极丝一次性使用的优势;而中走丝线切割机床的电极丝是往复循环使用,不得不考虑循环使用的延续性,所以切割效率应该是一个相对值;不计任何后果的谈最大切割效率对中走丝线切割机床而言是无意义的;中走丝线切割机床的切割效率应该是一个相对值,或者说用效率加寿命来评估更为科学,应标注为:允差值/时间,如:150mm2/min/60h,这是说以每分钟150mm2的切割效率可以连续切割60小时。
  技术指标的提升
  提升中走丝的技术指标是一个问题的两个方面,制造者要创造这些指标,而使用者是要获得这些指标,制造者在创造这些指标的同时又不得不考虑使用者如何获得这些指标;如果一个优秀的技术指标必须通过操作者的个人“技艺”才能获得,说明指标的提升是有缺陷的,在这方面慢走丝永远是中走丝学习的榜样。
  误区之一,全闭环控制万能化
  为了强调机床的定位精度,一些经销商在推销时过分强调工作台的全闭环控制,似乎是把机床的定位精度的保证完全寄托在全闭环控制上,其实要想真正发挥全闭环控制的技术优势,机床自身的结构和制造的工艺水平是非常关键的基础保证;众所周知,光栅尺的检测位置并不是机床的加工位置,两者之间的距离形成测量学上的阿贝误差,加之机床结构及制造上的差异,所产生的系统误差也会直接影响光栅尺的测量精度,使得加工位置实际移动的距离与光栅尺的测量距离不一致,所以提升机床的定位精度不是仅凭全闭环控制就能一蹴而就的,必须要有设计合理的机床结构和成熟的制造工艺作为坚实的基础,全闭环控制技术才能真正发挥作用,
  误区之二,导向器的理想化
  目前,市场上绝大多数的中走丝机床都安装了电极丝导向器,用权威人士的话讲,中走丝导向器的磨损是慢走丝的数十倍,磨损之后带来的电极丝位置的偏移也很难把握,不可避免的要影响加工精度,而且穿丝换丝极为不便,但是目前的中走丝线切割机床要想获得令人满意的表面粗糙度,还只能仰仗着这个小玩意,在目前这种粗糙度与精度难两全的局面下,只能面对现实,两权其害取其轻,舍精度保粗糙度;因为如果连粗糙度都达不到要求,中走丝线切割机床就更免谈了,出现这样的局面,归根到底还是创新力不足。这些现象都说明中走丝线切割机床技术指标的提升还是要脚踏实地的。
  可以设想一下,如果中走丝线切割机床的操作象慢走丝那样,只要将“材料”“厚度”、“粗糙度”等输入到系统中,操作者既不用紧握手轮小心翼翼的去紧丝、也不再为钼丝穿过导向器时而倍受煎熬,更不用理会钼丝直径变化的烦恼,悠然之间,就能轻松的完成一副跳步模的加工,于是,对中走丝线切割机床的说三道四自然就会淹没在一片赞誉之声中。
  总之,中走丝线切割机床的前途是光明的,但道路也是曲折的,在目前这样经济社会的大环境下,人员流动、急功近利、大小老板揭竿而起,加之《劳动法》对弱势群体倾向性的保护,企业要想凝聚一支具有自主创新力的研发团队,既有难度,更有风险;我们唯有以人为本、不惧艰险、迎接挑战,以科学发展观为指导,从现实国情出发、正视困难、共克时艰,才能共同创造中国特色线切割技术的美好未来。
  2011-8-8


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