往復(fù)走絲線(xiàn)切割機(jī)床電極絲的振動(dòng)分析.pdf

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

2、，其固有頻率和振動(dòng)模態(tài)不僅同初始條件和邊界條件有關(guān)，也與電極絲的張力和軸向運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。對(duì)往復(fù)走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床加工質(zhì)量影響較大的是電極絲低頻大振幅橫向振動(dòng)。 本文研究了往復(fù)走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床（HS-WEDM）的電極絲的振動(dòng)對(duì)加工的影響，對(duì)HS-WEDM的電極絲振動(dòng)進(jìn)行了深入的分析，提出了相應(yīng)對(duì)策和解決方案。 本文首先建立了電極絲振動(dòng)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(dòng)微分方程，然后推導(dǎo)出電

3、極絲的各階模態(tài)振型，通過(guò)理論計(jì)算得到了電極絲低頻振動(dòng)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(jìn)行分析，得到了電極絲的低階模態(tài)振型和頻率。最后進(jìn)行加工試驗(yàn)，采集電極絲的張力信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)，并進(jìn)行頻譜分析，與理論值和ANSYS分析模擬值進(jìn)行比較，驗(yàn)證了電極絲張緊弦模型的正確性。 通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)得出了以下結(jié)論： 影響往復(fù)走絲電火花線(xiàn)切割加工精度的主要因素是電極絲的低

4、頻振動(dòng)，電極絲的低頻振動(dòng)受張力波動(dòng)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(dòng)的主要途徑。 電極絲的振動(dòng)有其固有的頻率，因此需要對(duì)往復(fù)走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高絲架的動(dòng)態(tài)剛度，使絲架、電機(jī)、導(dǎo)輪和貯絲筒的頻率遠(yuǎn)離電極絲的固有頻率，以減小對(duì)電極絲振動(dòng)的影響。 采用限幅裝置可以有效地抑制電極絲的振動(dòng)，但是現(xiàn)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(duì)電極絲振動(dòng)的抑