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     摘要: 導(dǎo)輪是電火花線切割機(jī)上電極絲的導(dǎo)正裝置，是容易磨損的組件，它運行的穩(wěn)定性直接影響線切割加工質(zhì)量。從導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)和加工環(huán)境兩方面，分析了導(dǎo)輪產(chǎn)生磨損的原因，并給出其磨損程度的判斷方法，為切割機(jī)正常工作及維護(hù)提供了有益參考。
  
   
     在DK77 系列電火花線切割設(shè)備中，電極絲的走絲方式是電極絲從往復(fù)運轉(zhuǎn)的儲絲筒輸出經(jīng)過上線架、上主導(dǎo)輪、上噴絲嘴、下噴絲嘴、下主導(dǎo)輪、下線架，最后回到儲絲筒，完成一次走絲［1］。而電極絲在放電加工區(qū)域的定位是靠上、下線架端部上的導(dǎo)輪組件確定的，加工過程中電極絲在導(dǎo)輪槽內(nèi)做軸向和徑向的“動態(tài)”位移，導(dǎo)輪運行狀態(tài)決定電極絲工作的穩(wěn)定性，影響零件的加工精度。及時判斷導(dǎo)輪組件的磨損故障是維持電火花線切割加工中的一個重要環(huán)節(jié)。

     1 、導(dǎo)輪的作用及組件結(jié)構(gòu)

     在DK77 系列快走絲機(jī)床中，絲架與走絲機(jī)構(gòu)組成了電極絲的運動系統(tǒng)，導(dǎo)輪組件作為絲架上的運動部，其主要作用是支撐運動中的電極絲，并使電極絲工作部分與工作臺平面保持一定的幾何角度。導(dǎo)輪組件由V 型導(dǎo)輪、導(dǎo)輪座、導(dǎo)輪軸承、壓緊螺母、調(diào)節(jié)螺母等組成。一般導(dǎo)輪運動組合結(jié)構(gòu)有三種: 懸臂支承結(jié)構(gòu)、雙支承結(jié)構(gòu)和雙軸尖支承結(jié)構(gòu)［2］。目前大多數(shù)的DK77 系列電火花線切割機(jī)都采用雙支撐結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)輪兩端采用軸承支撐，剛性好、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且不易發(fā)生變形和跳動，如圖1 所示。

                            圖1 雙支承導(dǎo)輪組件
 

     2 、導(dǎo)輪組件磨損原因分析

     導(dǎo)輪組件作為運動部件在高速運轉(zhuǎn)( 大約6 000 ～ 8 000 r /min) 時，其加工環(huán)境、對象、加工時的特殊處理等要求，都是引起導(dǎo)輪組件磨損失效的因素。對其磨損可從導(dǎo)輪槽和導(dǎo)輪軸承的磨損兩方面來分析。

     2． 1 導(dǎo)輪槽的磨損

  
     圖2 為導(dǎo)輪構(gòu)件圖，由圖中導(dǎo)輪槽局部放大圖K 可見，導(dǎo)輪槽底為一圓弧半徑。電極絲在運動中是緊貼圓弧運動，當(dāng)電極絲在主、副導(dǎo)輪間高速運動軌跡不是一條直線時，電極絲就會與導(dǎo)輪圓弧底點形成一個夾角使導(dǎo)輪圓弧槽被磨損為不規(guī)則的圓弧。導(dǎo)致這種磨損的原因通常是電極絲松緊不一，運動中的電極絲便會在導(dǎo)輪槽內(nèi)竄動，造成導(dǎo)輪槽的磨損。加工零件形狀不同對導(dǎo)輪的磨損，例如錐度零件的切割，因為電火花線切割加工錐度零件是靠上絲架錐度盤或下絲架錐度盤帶動上、下主動輪作位移引導(dǎo)電極絲的軌跡切割，錐度盤增加了的U、V 軸向，且與X、Y 軸聯(lián)動，構(gòu)成了上下兩個平面的協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)錐度的加工。圖3 為上絲架錐度盤加工方式中上導(dǎo)輪的U、V 方向的平移簡圖，該加工方式是下絲架的導(dǎo)輪不動，上絲架的導(dǎo)輪在錐度盤的控制下作U、V 方向的移動，當(dāng)導(dǎo)輪在U、V 方向做左右方向平移時，U 平移距越大，角度α 的變化就越大，電極絲也會隨著角度的變化偏向?qū)л喌囊粋€側(cè)面，導(dǎo)致導(dǎo)輪槽不規(guī)則的磨損［3］。而且如果長時間加工此類零件，磨損將更為嚴(yán)重。所以通常在加工完錐度零件后一定要檢查和更換導(dǎo)輪部件。
 

                                       圖2 導(dǎo)輪構(gòu)件圖

                        圖3 上導(dǎo)輪V、U 方向平移簡圖

     2． 2 導(dǎo)輪軸承磨損失效的原因

     DK77 系列電火花線切割機(jī)床的導(dǎo)輪軸承通常使用2D 級623、624、625 這三種規(guī)格。其磨損的主要原因有三種，一是裝配時軸承的游離間隙不合適，游隙的大小對軸承的回轉(zhuǎn)精度、受載、壽命、效率、噪聲等都有很大影響。游隙過大，則軸承的旋轉(zhuǎn)精度降低，噪聲增大; 游隙過小，則由于軸的熱膨脹使軸承受載加大，壽命縮短，效率降低。其二是軸承工作時有污水進(jìn)入，工作中導(dǎo)輪軸和軸承內(nèi)圈一起作高速運轉(zhuǎn)，加工過程中的金屬蝕除物隨著工作液沿著電極的高速運轉(zhuǎn)進(jìn)入了導(dǎo)輪組件，導(dǎo)輪組件每分鐘達(dá)到幾千轉(zhuǎn)。這些進(jìn)入的金屬蝕除物微粒相當(dāng)于磨料，在其作用下軸承將迅速磨損，軸承的間隙增大; 使得依靠軸承定位的導(dǎo)輪在高速運轉(zhuǎn)下發(fā)生跳動，導(dǎo)致導(dǎo)輪的軸向躥動和徑向跳動加大，大大降低了電極絲空間位置的精度及穩(wěn)定性，最終使得依靠導(dǎo)輪定位的電極絲空間狀態(tài)不穩(wěn)定，影響切割效果，同時也加速了導(dǎo)輪組件的磨損失效。其三是軸承和導(dǎo)輪帶電做了高頻電源的放電通道，流經(jīng)的電流造成了軸承的嚴(yán)重腐蝕，此種現(xiàn)象是由于冷卻液中含有的大量金屬微粒在導(dǎo)輪的高速運轉(zhuǎn)時將污水甩進(jìn)了軸承中，同時進(jìn)電系統(tǒng)漏電導(dǎo)致了軸承和導(dǎo)輪在帶電電極的流經(jīng)下成了高頻電源的放電通道，從而造成軸承的腐蝕。

      3、 導(dǎo)輪磨損的判斷方法

     正確判斷導(dǎo)輪的磨損程度能給加工的精度提供很好的保障。在生產(chǎn)實踐中通常是從工件質(zhì)量和加工過程中的故障現(xiàn)象兩方面來排查判斷導(dǎo)輪的磨損。工件質(zhì)量差與導(dǎo)輪磨損相關(guān)聯(lián)的主要表象有三種。

     1) 工件上、下面與周邊垂直度差。造成這種誤差的原因主要是電極絲不垂直。電極絲與被加工零件在加工位置上是相對垂直的，當(dāng)導(dǎo)輪磨損過大，電極絲的同一軸線變量太大就會導(dǎo)致加工出的零件帶斜度。排查檢查電極絲是否垂直，多采用校正尺或校正杯測量位于線架前端的上、下兩個主導(dǎo)輪之間的電極絲與被加工零件是否垂直。如測得垂直度有微小( 1 ～ 3 m) 誤差時，可以通過調(diào)節(jié)導(dǎo)輪座的軸向或徑向位置達(dá)到垂直的目的。如誤差過大，說明導(dǎo)輪已磨損很嚴(yán)重，就必須更換。

     2) 加工精度差。造成加工精度差的因素有很多，導(dǎo)輪磨損而引起的走絲機(jī)構(gòu)問題導(dǎo)致的精度差主要
體現(xiàn)在形狀尺寸上，如加工圓柱體的截面呈橢圓形，零件圖形X 向尺寸小于Y 向尺寸，且小于設(shè)計尺寸，
其原因一定是導(dǎo)輪組件磨損后造成的徑向跳動，當(dāng)導(dǎo)輪作旋轉(zhuǎn)運動時，電極絲就在半徑方向上跳動，造成X、Y 方向長、短軸。

     3) 工件表面質(zhì)量不好。由于導(dǎo)輪組件而產(chǎn)生的工件表面粗糙度差的直接表征就是機(jī)械紋，其原因是
電極絲在導(dǎo)輪槽內(nèi)產(chǎn)生位移或?qū)л啴a(chǎn)生了總體位移而導(dǎo)致電極絲空間位置發(fā)生變化［4］。由此可見導(dǎo)輪
槽或?qū)л嗇S承的磨損都會造成加工的誤差，通常采用更換導(dǎo)輪組件來解決問題。根據(jù)加工過程中的故障
現(xiàn)象判斷導(dǎo)輪磨損的方法如表1 所示。

 
                                       表1 故障現(xiàn)象、原因及處理方法

    在處理故障時，要遵循操作的規(guī)范性，緊絲一定要用專用的緊絲輪，不得使用不恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺Ｒ⒁鈱?dǎo)輪和軸承安裝的正確性，在安裝前，先將絲架上的安裝孔清洗干凈，同時將導(dǎo)輪和軸承、軸承座、螺母、壓緊螺母及調(diào)節(jié)螺母放在潔凈的煤油里認(rèn)真清洗，在保持安裝工具和手都很干凈的情況下，先向軸承和軸承座內(nèi)涂低溫潤滑脂，然后將軸承和導(dǎo)輪分別壓入安裝孔，以適當(dāng)?shù)牧Q入導(dǎo)輪兩端的螺母，檢查調(diào)整導(dǎo)輪位置時是否輕松自如( 這點非常重要，它說明軸承的工作狀態(tài)是否正常) ，再擰緊兩端的壓緊螺母( 不宜大力，以能限制軸承座竄位為宜) ，在整個過程中無需任何敲砸就能安裝。此外，要保持導(dǎo)輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)自如，始終有潤滑脂填充軸承的運轉(zhuǎn)空間，要注意導(dǎo)輪套的絕緣潔凈有效，要保證導(dǎo)輪運轉(zhuǎn)的靈活自如，不應(yīng)有任何的卡阻。這些都是導(dǎo)輪和軸承能長時間平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的必備條件。

     4、 結(jié)論

     文章通過對導(dǎo)輪組件磨損原因的分析，總結(jié)出了導(dǎo)輪組件磨損的判斷方法，并針對零件的加工質(zhì)量和加工過程中的故障現(xiàn)象給出相應(yīng)的解決措施，可為設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、提高零件加工質(zhì)量提供參考。