往复走丝线切割机床电极丝的振动分析

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　　电极丝振动状态是影响往复走丝电火花线切割加工稳定性的重要因素之一。要保证加工质量,提高切割效率,就要限制电极丝的振动。电极丝的振动是一种复杂的组合型振动,既有高频振动,也有低频振动。在方向上,除有垂直于走丝方向上的二维平面内的横向振动外,还有沿走丝方向上的纵向振动。电极丝振动的主要机械源是导轮与轴承的轴向窜动和径向跳动,贮丝筒的径向跳动和丝架的振动,电极丝受热后延伸率不均引起的抖动,工作液喷射压力不稳定对电极丝产生的扰动等。对电极丝来说,其固有频率和振动模态不仅同初始条件和边界条件有关,也与电极丝的张力和轴向运动速度有关。对往复走丝电火花线切割机床加工质量影响较大的是电极丝低频大振幅横向振动。本文研究了往复走丝电火花线切割机床(HS-WEDM)的电极丝的振动对加工的影响,对HS-WEDM的电极丝振动进行了深入的分析,提出了相应对策和解决方案。本文首先建立了电极丝振动的张紧弦的理论模型,分析了电极丝的受力情况,建立了电极丝的振动微分方程,然后推导出电极丝的各阶模态振型,通过理论计算得到了电极丝低频振动的频率。然后使用有限元分析软件ANSYS10.0采用二维索单元建立电极丝的张紧弦模型,采用子空间迭代法。

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