影響線切割加工表面質(zhì)量的因素分析和對(duì)策

高曉瑜　許利利　陶保平　張大偉

摘 要：針對(duì)線切割加工中加工表面常出現(xiàn)的燒傷、紋路粗糙等質(zhì)量問(wèn)題作了詳細(xì)分析并提出了相應(yīng)措施，對(duì)進(jìn)一步完善和提高線切割加工表面質(zhì)量具有一定的意義。

關(guān)鍵詞：線切割加工；表面質(zhì)量；措施

1.上下切割面燒傷呈焦黃色

線切割加工中預(yù)置進(jìn)給速度對(duì)切割速度、加工精度和表面質(zhì)量影響很大。預(yù)置進(jìn)給速度應(yīng)緊密跟蹤工件蝕除速度。二者加工間隙應(yīng)恒定在最佳值上。這樣可增大有效放電狀態(tài)，減少開(kāi)路和短路，使切割速度達(dá)到給定加工條件下的最大值，從而保證加工的穩(wěn)定性和零件表面質(zhì)量。

1.1進(jìn)給速度過(guò)高（過(guò)跟蹤）此時(shí)間隙中空載電壓波形消失，加工電壓波形變?nèi)?，短路電壓波形濃。這時(shí)工件蝕除的線速度低于進(jìn)給速度，間隙接近于短路，加工表面發(fā)焦呈褐色，工件的上下端面均有過(guò)燒現(xiàn)象。

1.2進(jìn)給速度過(guò)低（欠跟蹤）此時(shí)間隙中空載電壓波形較濃，時(shí)而出現(xiàn)加工波形，短路波形出現(xiàn)較少。這時(shí)工件蝕除的線速度大于進(jìn)給速度，間隙近于開(kāi)路，加工表面亦發(fā)焦呈淡褐色，工件的上下端面也有過(guò)燒現(xiàn)象。

1.3進(jìn)給速度稍低（欠佳跟蹤）此時(shí)間隙中空載、加工、短路三種波形均較明顯，波形比較穩(wěn)定。這時(shí)工件蝕除的線速度略高于進(jìn)給速度，加工表面較粗、較白，兩端面有黑白交錯(cuò)相間的條紋。

1.4進(jìn)給速度適宜（最佳跟蹤）此時(shí)間隙中空載及短路波形弱，加工波形濃而穩(wěn)定。這時(shí)工件的蝕除速度與進(jìn)給速度相當(dāng)，加工表面細(xì)而亮，條紋均勻。在這種情況下，能得到表面粗糙度、精度高的最佳加工效果。表1給出了根據(jù)進(jìn)給狀態(tài)調(diào)整變頻的方法。

表1根據(jù)進(jìn)給狀態(tài)調(diào)整變頻的方法

實(shí)頻狀態(tài) 進(jìn)給狀態(tài) 加工面狀況 切割速度 電極絲 變頻調(diào)整

過(guò)跟蹤 慢而穩(wěn) 焦褐色 低 略焦、老化快 應(yīng)減慢進(jìn)給速度

欠跟蹤 忽慢忽快不均勻 不光潔易出深痕 低 易燒絲、絲上有白斑傷痕 應(yīng)加快進(jìn)給速度

欠佳跟蹤 慢而穩(wěn) 略焦褐、有條紋 較快 焦色 應(yīng)稍增加進(jìn)給速度

2.加工表面紋路粗糙

2.1電極絲張力的影響。線切割加工中，電極絲的張力大小同樣影響到加工面的質(zhì)量、加工速度和加工穩(wěn)定性。當(dāng)加工厚度80mm以上時(shí)，由于剛開(kāi)始切入時(shí)容易發(fā)生斷絲，所以絲的纏繞力應(yīng)“松些”，待電極絲工作一段時(shí)間后，操作人員再根據(jù)加工面的質(zhì)量情況對(duì)絲張力作調(diào)整，以補(bǔ)充張力伸長(zhǎng)和下降帶來(lái)的張力改變。當(dāng)加工薄件或切割精度和粗糙度要求較高的零件時(shí)，絲的張力應(yīng)適當(dāng)取大，即絲的纏繞力緊些，因?yàn)榇藭r(shí)工作液容易進(jìn)入放電間隙，有利于排屑，加工穩(wěn)定性好，加工表面粗糙度也好。但當(dāng)工件厚度在2～3mm左右時(shí)，由于電極絲容易抖動(dòng)，易引發(fā)斷絲，對(duì)工件精度和加工表面粗糙度均不利，所以為了避免由絲振動(dòng)引起的斷絲，此時(shí)絲張力不宜過(guò)緊。

2.2走絲速度偏高。線切割加工中，當(dāng)加工厚件時(shí)，隨著走絲速度的提高，在一定范圍內(nèi)，加工速度也提高了。走絲速度的提高，有利于電極絲將工件液帶入較大厚度的工件放電間隙中、排除電蝕產(chǎn)物，提高放電加工的穩(wěn)定性。但走絲速度過(guò)高，將導(dǎo)致電極絲的正反走絲換向頻繁，使有效工作時(shí)間減少，從而加大了機(jī)械振動(dòng)，降低加工精度和切割速度。再者，由于電極絲的絲徑?jīng)Q定了切縫寬度和允許的峰值電流，而峰值電流的增大是隨線切割速度的提高而增大。所以，絲速不能過(guò)高，否則將導(dǎo)致加工速度的提高，進(jìn)而造成峰值電流的增大，最終造成斷絲故障發(fā)生。為此高速切割厚件時(shí)，一般選取7～10mm/s的絲速來(lái)保證加工速度和表面加工質(zhì)量。

3.工作液影響

3.1根據(jù)線切割加工機(jī)理，要求工作液具有良好的絕緣性能。絕緣性能低時(shí)，放電間隙狀態(tài)變差，不能正常放電，同時(shí)也減小了液體對(duì)工件的親和附著力，減小了對(duì)窄縫的去油污能力和對(duì)電極的洗滌作用，導(dǎo)致整個(gè)端面出現(xiàn)發(fā)黑和生銹現(xiàn)象。當(dāng)絕緣性能較強(qiáng)時(shí)，則放電間隙變小，切割速度降低，使得切屑困難，若此時(shí)工作液噴淋不到位，循環(huán)流動(dòng)差，也會(huì)導(dǎo)致加工面發(fā)黑和粗糙度差現(xiàn)象。因此，在線切割初加工中，乳化油和水的比例為1：5，在使用中要求濃度不小于1：10。

3.2切削液方向。削液方向流動(dòng)不能隨意，否則切削液不能順利進(jìn)入工件放電位置，作用就會(huì)減小，影響加工表面質(zhì)量。改善方法：切削液最好是按螺旋狀形式包裹住電極絲，以提高工作液對(duì)電極絲振動(dòng)的吸收作用，減少鉬絲的振動(dòng)，還有利于電極絲把切削液帶入放電裝置，改善表面粗糙度。

3.3切削液清潔度切削液使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其中的金屬微粒逐漸變大，工作液的作用下降，使表面質(zhì)量下降，還會(huì)堵塞冷卻系統(tǒng)，所以必須對(duì)工作液進(jìn)行過(guò)濾，使用時(shí)間長(zhǎng)，要更換冷卻液。改善方法：在冷卻泵體抽水孔處放一塊海綿，使切削液中雜質(zhì)吸附在海綿上，必要時(shí)需要換新的切削液。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，影響線切割加工工件表面質(zhì)量的因素很多，只要正確分析和有效控制各種因素并采取相應(yīng)措施，就能在保證高生產(chǎn)率的前提下，改善和提高線切割加工工件的精度及表面質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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