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南京航空航天大学
硕士学位论文
提高高速往复走丝电火花线切割加工精度及稳定性试验研究
姓名:魏为
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:刘志东
2011-01
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
高速往复走丝电火花线切割在我国制造业中发挥着重要作用,但是由于导轮高速运转和周
期性换向、导轮组件没有防水功能、轴承极易磨损等原因,导致电极丝空间位置状态难以稳定,
因此加工精度不高。随着多次切割技术在高速往复走丝机床上成功应用(俗称“中走丝”),虽
然对工件变形量进行了修整,使得加工精度、表面质量有了较大提高,但由于仍受到电极丝空
间位置的稳定性,多次切割中仍然存在电极丝换向,以及加工中工作液特征指标和加工状态之
间的联系不明确等因素影响,加工精度及稳定性难以获得保障。围绕涉及加工精度及稳定性的
上述关键问题本文主要开展了如下工作:
1) 分析了影响高速往复走丝电火花线切割电极丝空间定位精度的因素,针对导轮组件中的
轴承与 V 形定位槽易磨损的问题,设计了防水长寿命导轮组件;考虑到电极丝全方位定位及使
用的方便性,设计了开合式电极丝限位器。
2) 研究了“中走丝”机床“低速单向走丝”多次切割实际修正量与理论修正量之间的规律
及影响因素,指出丝速的降低使得加工区电极丝的刚性减弱,最终导致了实际修正量的减小,
影响小能量正常加工。通过采用增加峰值电流、增大电极丝张紧力等措施提高第二次切割的实
际修正量,使得后续的小能量精修可以正常进行加工,最终实现了“低速单向走丝”稳定的多
次切割,避免了换向对电极丝空间位置的影响,使得在多次切割时在中小型模具加工中实施单
向低速走丝进行修正成为可能。
3) 进行了“低速单向走丝”多次切割工艺实验。由于采用“低速单向走丝”,电极丝空间
位置状态得到较大改善,切割工件尺寸精度、腰鼓度较“中走丝”多次切割有了明显改善,但
表面粗糙度和表面微观形貌与“中走丝”没有明显差别;由于丝速较低时放电通道不易转移使
得短路脉冲有所增加,加工效率较“中走丝”有所降低。
4) 分析了工作液电导率对于加工效率与加工表面质量的影响规律。结果表明随着工作液电
导率的升高,极间工作液电阻减小,极间“漏电流”增大,损耗在极间介质的能量增加,最终
使得加工效率降低。工作液电导率的升高使得电解作用加强,表面粗糙度值有所降低,并且加
工表面电解微孔增多导致加工表面色泽变暗。



关键词:高速往复走丝电火花线切割,电极丝,空间位置,精度,低速单向走丝,多次切割,
电导率,加工效率
I
提高高速往复走丝电火花线切割加工精度及稳定性实验研究
ABSTRACT
HSWEDM (High Speed Wire-cut Electric Discharge Machine) has been widely used in
mechanical manufacturing industry. However, guide wheels’ high-speed operation and periodically
reversing, spatial location of the electrode wire is not stable. The guide ponent is not
waterproof, which leads to bearing wearing quickly. So machining accuracy is not high by HSWEDM.
With essful using of multiple cutting in HSWEDM machine tool, although the deformation of the
workpiece is trimmed, by which machining accuracy and machining surface quality has been greatly
improved, however, due to maintenance of electrode wire space, reversing of wire electrode and
unclearness about relationship between the working fluid performance and machining process
indicators, it is difficult to improve machining accuracy and stability in HSWEDM.