往復走絲線切割機床電極絲的振動分析.pdf

1、電極絲振動狀態(tài)是影響往復走絲電火花線切割加工穩(wěn)定性的重要因素之一。要保證加工質量，提高切割效率，就要限制電極絲的振動。電極絲的振動是一種復雜的組合型振動，既有高頻振動，也有低頻振動。在方向上，除有垂直于走絲方向上的二維平面內的橫向振動外，還有沿走絲方向上的縱向振動。電極絲振動的主要機械源是導輪與軸承的軸向竄動和徑向跳動，貯絲筒的徑向跳動和絲架的振動，電極絲受熱后延伸率不均引起的抖動，工作液噴射壓力不穩(wěn)定對電極絲產生的擾動等。對電極絲來說

2、，其固有頻率和振動模態(tài)不僅同初始條件和邊界條件有關，也與電極絲的張力和軸向運動速度有關。對往復走絲電火花線切割機床加工質量影響較大的是電極絲低頻大振幅橫向振動。 本文研究了往復走絲電火花線切割機床（HS-WEDM）的電極絲的振動對加工的影響，對HS-WEDM的電極絲振動進行了深入的分析，提出了相應對策和解決方案。 本文首先建立了電極絲振動的張緊弦的理論模型，分析了電極絲的受力情況，建立了電極絲的振動微分方程，然后推導出電

3、極絲的各階模態(tài)振型，通過理論計算得到了電極絲低頻振動的頻率。然后使用有限元分析軟件ANSYS10．0采用二維索單元建立電極絲的張緊弦模型，采用子空間迭代法進行分析，得到了電極絲的低階模態(tài)振型和頻率。最后進行加工試驗，采集電極絲的張力信號和振動信號，并進行頻譜分析，與理論值和ANSYS分析模擬值進行比較，驗證了電極絲張緊弦模型的正確性。 通過分析和實驗得出了以下結論： 影響往復走絲電火花線切割加工精度的主要因素是電極絲的低

4、頻振動，電極絲的低頻振動受張力波動和走絲速度的影響較大，采用恒張力系統(tǒng)穩(wěn)定電極絲張力是減小電極絲振動的主要途徑。 電極絲的振動有其固有的頻率，因此需要對往復走絲電火花線切割機床的運絲機構進行優(yōu)化設計，提高絲架的動態(tài)剛度，使絲架、電機、導輪和貯絲筒的頻率遠離電極絲的固有頻率，以減小對電極絲振動的影響。 采用限幅裝置可以有效地抑制電極絲的振動，但是現有的接觸式限幅裝置容易加劇電極絲的磨損，并且限幅器自身磨損后對電極絲振動的抑