慢走丝线切割电极丝横向振动研究.pdf

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1、加工技术与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．05．006慢走丝线切割电极丝横向振动研究术张臻，李贺，张国军(1．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074；2．东莞华中科技大学制造工程研究院，，广东省制造装备数字化重点实验室，广东东莞523808)摘要：为了提高慢走丝线切割机床的加工精度，减小线切割机床电极丝的振动，根据工件厚度的不同，分别建立了加工厚薄工件时的电极丝振动模型，并推导和求解了电极丝振动方程。从而为进一步降低电极丝振动提供了理论依据。关键词：慢走丝线切割；丝振动；振动方程中圈分类号：TG669文献标识码：A文章编号：100

2、9—9492(2014)05—0029—03Research0ntheWire—ToolVibrationinWEDMZHANGZhen一。LIHe，ZHANGGuo-jun，(1．CollegeofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．GuangdongProvinceKeyLabofDigitalManufacturingEquipment，Dongguan523808，China)Abstract：Inordertoimprov

3、ingtheaccuracyofWEDMprocessingandreducingthewire—too]vibration，themathematicalmodelingofthewirevibrationsweredevelopedaccordingtothethicknessoftheworkpiece．Thenthemodelequationswerederived，whichprovidedthetheoryandevidencetodecreasethewire—toolvibrationofWEDM．Keywords：WEDM；wirevibration；model

4、equations0前言过对电极丝受力分析，建立电极丝振动模型，并慢走丝线切割加工是利用工件电极和工具电且推导和求解振动方程，可以为解决电极丝振动极之间产生脉冲式放电，依靠每次放电产生的局问题提供理论依据。部、瞬时高温，进行电腐蚀性蚀除加工，以达到1电极丝振动的危害对零件的尺寸、形状以及表面预定要求的加工。电火花线切割机在切割300mm以上厚度工件因此，慢走丝线切割加工具有电极和工件间宏观时，由于上下导轮距离过大，上下导轮之间的丝力小、可控性好等优点，使其能够加工各种特殊线长度变长，电极丝在运丝放电加工时，会受到性能的材料和各种复杂表面的工件，在模具等精电场力，水压力，同时还受到

5、机床振动的影响，密零件加工中得到广泛应用。随着产品的复杂化使电极丝产生横向受迫振动。电极丝的振幅中间及关键零部件的精密化，对慢走丝线切割的加工大，两端小，因此加工效果呈现腰鼓形。电极丝精度与表面加工质量等提出了更高的要求。影响的振幅大时，切缝变宽增加了单位长度下的材料线切割加工质量的因素固然很多(脉宽、脉间、去除体积，从而减小单位时间的面积去除率，使电流、丝速和水压等)，但各种因素对加工质量的切割速度下降，同时，由于电极丝振幅加大，电影响最终都是以电极丝振动的形式表现出来。电极丝与工件间距变短，因此容易造成短路，降低极丝的振动不仅影响加工质量与精度，而且会缩加工效率【1J。短慢走

6、丝机床的使用寿命。因此，抑制电极丝振2电极丝振动模型建立及方程推导动幅度是提高加工精度及稳定性的关键所在。通电火花线切割过程中，电极丝受到很多外力}广东省省部产学研结合项目(编号：2011A090200102)；广东省重点实验室建设项目(编号：2011A060901026)收稿日期。●羹的影响，而且伴随着工作液的阻尼作用，电极丝做受迫振动。这主要是因为在电火花加工放电时，作用力的大小和方向都是随机变化的。电火花放电随机因素主要包括电压电流波动，水压大小波动，电极分布及分离，离子的随机移动，两次连续放电的相互作用，以及电离之后的残渣。因此，作用在电极丝上的主要外力有腐蚀加工过程中等

7、离子体形成，的气泡爆炸力，工作液冲刷形成的液压力，电静力和电动力。图2薄厚工件受力分析对比2．1电极丝振动模型建立p一OX2+≥+卢+=0(2)电极丝的振动式(2)中：p广电极丝线密度P=pS模型可以简化的认卢一阻尼系数c为以及上下导轮作(2)薄工件为支点，电极丝受如图2所示，线切割较薄的工件时，放电力到以上提到的作用等只作用在电极丝的一小段上，并且工作液的阻图1电极丝振动受力分析力和丝的轴向拉力尼很小；因此，可将电极丝看作是受集中载荷(图1所示)；该模F(x，)作用的无阻尼的受