數(shù)控電火花線切割機(jī)床加工質(zhì)量探索與研究

王飛

摘 要：數(shù)控電火花線切割機(jī)床在模具零件制造、新產(chǎn)品研制和其他特殊零件加工中廣泛應(yīng)用。目前機(jī)床類型主要有慢走絲、中走絲及快走絲三大類，其中慢走絲切割機(jī)床對(duì)零件加工后表面粗糙度和尺寸精度相比快走絲線切割機(jī)要高，但慢走絲線切割機(jī)床利用率和使用成本相對(duì)也比較高，目前在國(guó)內(nèi)普及程度還有局限，而快走絲線切割機(jī)床由于其機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)大厚零件加工效率較高，近年已廣泛應(yīng)用。零件在數(shù)控電火花線切割機(jī)床上加工時(shí)其加工質(zhì)量會(huì)受人為、機(jī)床、電極及材料等因素影響，該文通過(guò)對(duì)上述影響因素進(jìn)行分析，對(duì)如何提高加工質(zhì)量進(jìn)行探索與研究，并提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：電火花 線切割 加工質(zhì)量 改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（c）-0063-02

快走絲線切割機(jī)床線電極主要為鉬絲，采用高速往復(fù)供絲以提高電極使用效率。雖然電極絲使用效率得以提高但電極絲長(zhǎng)時(shí)間使用將會(huì)出現(xiàn)不同的損耗，使得零件加工質(zhì)量受到影響，這就需要對(duì)加工時(shí)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行合理選配，排除一切干擾因素才能有效地保證零件加工質(zhì)量。目前影響加工質(zhì)量的主要因素為人為因素、機(jī)床因素、電極因素和材料因素等。針對(duì)上訴因素進(jìn)行分析提出改進(jìn)措施。

1 人為因素對(duì)加工質(zhì)量控制改善

人為因素主要包括零件加工工藝制定與加工方法選擇。制定合理的加工工藝方案及選擇適合加工方法是有效保證零件加工質(zhì)量的條件，考慮因素如下所述。

1.1 切割路線的合理安排

零件在上線切割加工時(shí)已進(jìn)行前期加工屬于成品或半成品，其內(nèi)部勢(shì)必殘留少許內(nèi)應(yīng)力，在夾緊力作用下必然破壞零件原有內(nèi)應(yīng)力平衡。在切割過(guò)程中由于切割路線安排不合理發(fā)生變形，致使切割質(zhì)量下降。故應(yīng)加以預(yù)防，改進(jìn)措施為盡量使工件與夾持部分的分離安排在最后，以提高加工中剛性，或打穿絲孔以避開(kāi)電極絲從外部切入破壞應(yīng)力平衡。

1.2 切割參數(shù)選擇

零件加工厚度決定了切割時(shí)參數(shù)的選擇，雖然廠家提供了切割不同厚度件的相關(guān)切割參數(shù)，但受零件的材料及加工精度和其他因素的影響，使得人們不能完全照搬，而應(yīng)以這些條件為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際需要作相應(yīng)的調(diào)整。如需進(jìn)行粗、精加工時(shí)還應(yīng)對(duì)絲速和電極絲張力也應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整，保證加工工件具有更高的精度和表面質(zhì)量，絲速過(guò)慢加大損耗，張緊力過(guò)小絲抖動(dòng)較大，均會(huì)影響加工質(zhì)量。改進(jìn)方法是根據(jù)零件接近哪一個(gè)規(guī)范厚度的原則選擇相應(yīng)加工參數(shù)。

1.3 絲架高度設(shè)定

在加工時(shí)如果上絲架距零件上表面較遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致切割液澆注離散及電極絲振幅過(guò)大影響加工精度。實(shí)際加工時(shí)應(yīng)根據(jù)零件高度調(diào)整絲架高度使上噴嘴與零件距離盡量接近，近距離加工可以使零件精度和表面質(zhì)量得以保證。

1.4 工件固定

在切割零件時(shí)所產(chǎn)生切削力很小，但并不代表在加工時(shí)沒(méi)有力的產(chǎn)生，如進(jìn)給力、重力及其它外力，對(duì)加工零件的固定是必要的。如果零件自身質(zhì)量較輕，在開(kāi)始切削時(shí)在進(jìn)給力作用下，會(huì)推動(dòng)零件移動(dòng)使得零件切割無(wú)法進(jìn)行或發(fā)生切割位置錯(cuò)誤，當(dāng)零件切割加工即將完成時(shí)，此時(shí)要防止因工作液沖擊使得加工工件發(fā)生偏斜，一旦發(fā)生偏斜就會(huì)使切割間隙發(fā)生改變，輕者影響零件加工表面質(zhì)量，重者使零件報(bào)廢。所以需通過(guò)不同方法固定好被加工零件。

2 機(jī)床因素對(duì)加工質(zhì)量控制改善

電火花線切割機(jī)屬于高精度機(jī)床故對(duì)機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)十分重要。因?yàn)榧庸ぞ群唾|(zhì)量絕大部分受機(jī)床精度影響，只有機(jī)床精度符合要求才能為加工出高質(zhì)量零件提供條件。

2.1 電極絲

電極絲的張力對(duì)零件外表面加工質(zhì)量有很大影響，應(yīng)在不換絲的前提下盡可能提高電極絲的張緊力。

2.2 工作液

線切割火花放電是在具有絕緣性能的工作液介質(zhì)中進(jìn)行的，當(dāng)一個(gè)脈沖峰值來(lái)臨時(shí)擊穿工作介質(zhì)形成瞬時(shí)局部高溫來(lái)熔化并氣化金屬，脈沖峰值過(guò)后結(jié)束一次放電迅速恢復(fù)放電間隙，在工作液的作用下成為絕緣狀態(tài)。工作液絕緣性使放電通道被壓縮，使火花放電只能在局限較小的通道半徑內(nèi)完成。目前線切割工作液多采用乳化油與水稀釋而成，這就對(duì)工作液性能提出了要求，若絕緣性能太低工作液成了導(dǎo)電體，而不能形成火花放電，若絕緣性能太高，則放電間隙過(guò)小排屑難，切割速度降低。如擊穿放電過(guò)程不穩(wěn)定必然影響零件加工質(zhì)量。為保證加工質(zhì)量在加工前需根據(jù)零件加工工藝及設(shè)備與條件選擇工作液，檢查工作液工作環(huán)境確保工作液正常工作，工作液使用一段時(shí)間后需檢查液量及贓污程度，保證工作液絕緣性、洗滌性、冷卻性達(dá)到要求。

2.3 導(dǎo)電塊

導(dǎo)電塊在長(zhǎng)時(shí)間使用后表面會(huì)出現(xiàn)磨損，此時(shí)需檢查導(dǎo)電塊磨損情況適時(shí)變換導(dǎo)電塊的位置或者更換導(dǎo)電塊。一般快走絲線切割機(jī)在加工5000 h以上須考慮變換導(dǎo)電塊切割位置或者更換導(dǎo)電塊。如加工銅鋁合金時(shí)需經(jīng)常檢查導(dǎo)電塊，根據(jù)加工實(shí)際情況變換位置或更換導(dǎo)電塊，以保證零件的加工精度和表面質(zhì)量。

2.4 導(dǎo)輪

導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況會(huì)引起電極絲工作不穩(wěn)定，再加之導(dǎo)電塊和上、下噴嘴的損傷而引起電極絲振動(dòng)，使得零件外表加工發(fā)生波峰或條紋，引起工件表粗糙度差。在加工前需檢查導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況以及導(dǎo)電塊、上、下噴嘴的損傷和臟污程度，如有損傷及時(shí)更換，如有污垢用清洗液清除臟物。此外還應(yīng)經(jīng)常檢查貯絲筒內(nèi)絲的情況，絲損耗過(guò)大就會(huì)影響加工質(zhì)量，需及時(shí)更換。

3 材料因素對(duì)加工質(zhì)量控制改善

零件材料不同即使按相同方式加工，所獲得的加工質(zhì)量也會(huì)不相同。在進(jìn)行切斷時(shí)會(huì)使零件材料內(nèi)部剩余應(yīng)力相對(duì)平衡受到破壞，從而影響零件加工質(zhì)量。為了防止這一情況，應(yīng)選擇鍛造性好、淬透性好、熱處置變形小的材料。

4 電極因素對(duì)加工質(zhì)量控制措施

如果發(fā)生電極絲斷絲現(xiàn)象，勢(shì)必會(huì)回到起始點(diǎn)重新上絲再次進(jìn)行加工，這樣將會(huì)使已加工過(guò)表面再次加工，破壞零件加工質(zhì)量。加工過(guò)程中還應(yīng)注意傾聽(tīng)放電發(fā)出的聲音，正常加工的聲音應(yīng)為很光滑的“哧-哧”聲。同時(shí)，機(jī)床電流表、電壓表指針振幅應(yīng)是很小，處于穩(wěn)定狀態(tài)，這代表進(jìn)給線切割速度均勻平穩(wěn)，各項(xiàng)參數(shù)為最佳狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

我們應(yīng)當(dāng)充分分析零件電火花線切割加工特性。合理制定加工工藝，選擇電規(guī)準(zhǔn)，調(diào)整機(jī)床排除一切因素提高加工質(zhì)量。

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