淺談提高高速走絲線切割加工穩(wěn)定性和精度的思路

[關(guān) 鍵 詞] 線切割高速走絲；加工工藝；加工穩(wěn)定性；加工精度；解決思路

[中圖分類號(hào)] G718 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）20-0084-01

高速走絲加工以其的設(shè)備簡(jiǎn)單、加工成本低、操作方便、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)在金屬加工方面得到廣泛使用，特別是在模具加工尤其是沖壓模具加工方面，其在很多方面解決了很多常規(guī)機(jī)床切削加工的問(wèn)題，加工優(yōu)勢(shì)明顯。但是它也有加工精度低、加工質(zhì)量差、加工速度慢、加工不穩(wěn)定、加工可控性差的缺點(diǎn)，以致它在使用方面受到較大的限制。筆者在長(zhǎng)期使用線切割加工過(guò)程中總結(jié)出一些加工工藝技術(shù)，可以在提高加工精度、加工穩(wěn)定性、提高加工速度方面得到較大的提高。下面就高速走絲線切割加工工藝方面提出一些看法，以提高加工穩(wěn)定性和加工精度、加工質(zhì)量。

在加工穩(wěn)定性方面，加工機(jī)床的基本條件很重要。由于線切割加工是通過(guò)線電極和工件電極之間的脈沖放電來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的。以下幾個(gè)方面對(duì)加工穩(wěn)定性影響較大。

1.機(jī)床提供的脈沖電源參數(shù)需要穩(wěn)定性，很多機(jī)床由于脈沖電源的電器原件的性能穩(wěn)定性不好，受工作環(huán)境溫度濕度等方面因素影響，產(chǎn)生的脈沖電源的峰值電壓、平均加工電壓、脈沖峰值電流、加工平均電流、脈沖周期、脈沖寬度、脈沖間隔不穩(wěn)定，在放電過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)大小變化，則其放電的電腐蝕效果也隨之變化，以致影響加工穩(wěn)定。2.工件材質(zhì)對(duì)加工穩(wěn)定性的影響，由于電火花加工受材料的材質(zhì)電性能、熱性能方面參數(shù)的影響，而材質(zhì)不同則隨其電性能和熱性能發(fā)生變化，在加工中也產(chǎn)生較大變化。在加工時(shí)發(fā)現(xiàn)有些工件材質(zhì)的雜質(zhì)較多時(shí)導(dǎo)致加工材料的電性能、熱性能隨加工過(guò)程不同，放電加工效果變化，則出現(xiàn)加工不穩(wěn)定，如果工件材料雜質(zhì)較多時(shí)從加工過(guò)程產(chǎn)生的火花狀況和聲音的變化可以感覺(jué)其加工不穩(wěn)定，甚至頻繁出現(xiàn)加工短時(shí)停頓和短路的現(xiàn)象。3.使用的工作液對(duì)加工穩(wěn)定性影響也很大。電火花線切割的工作液在加工過(guò)程中的作用主要有絕緣、排屑、冷卻等作用，工作液在循環(huán)使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化進(jìn)而改變工作液對(duì)加工的絕緣、排屑效果，影響加工穩(wěn)定性。4.機(jī)床的機(jī)械穩(wěn)定性。主要是電極絲移動(dòng)穩(wěn)定性，電極絲的穩(wěn)定性直接影響電極絲與工件的瞬間位置，從而影響放電效果。影響電極絲移動(dòng)穩(wěn)定性的原因主要有儲(chǔ)絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)性和絲架導(dǎo)絲輪平穩(wěn)性，故在使用機(jī)床加工時(shí)需要經(jīng)常保養(yǎng)儲(chǔ)絲筒軸承和導(dǎo)絲輪軸承，同時(shí)使用定期更換導(dǎo)絲輪。再有就是工作臺(tái)（工件）的平穩(wěn)性同樣影響放電效果。同時(shí)工作臺(tái)進(jìn)給精度也影響加工穩(wěn)定，很多機(jī)床使用一段時(shí)間后，受X軸和Y軸的滾珠絲杠間隙影響，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)帶動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)間歇性瞬間停頓和間歇性累積多進(jìn)給，出現(xiàn)時(shí)而快速多進(jìn)給和停頓少進(jìn)給的現(xiàn)象，對(duì)加工穩(wěn)定性影響很大。

在加工精度方面，高速走絲線切割的加工精度一般可以達(dá)到0.005～0.01 mm，但是經(jīng)常在加工時(shí)得到的工件尺寸誤差達(dá)到0.02 mm，甚至更多，形狀精度和位置精度的誤差也偏大?？偨Y(jié)起來(lái)線切割加工精度主要受以下因素影響。

1.對(duì)加工補(bǔ)償量的判定值。由于放電加工存在放電間隙，故理論上線切割加工的補(bǔ)償量為電極絲半徑與放電間隙之和。電極絲半徑大小基本不變，可以忽略。放電間隙的大小受脈沖電參數(shù)、工件材料、工作液等多方面因素影響，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算判定，多數(shù)是采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，存在一定偏差。同時(shí)放電間隙的大小受脈沖電參數(shù)、工件材料、加工厚度、工作液等多方面因素影響而且隨以上加工因素變化而變化。故補(bǔ)償量是在一定范圍內(nèi)變化且無(wú)法準(zhǔn)確判定，在線切割加工時(shí)經(jīng)常需要先確定補(bǔ)償量然后加工，就不可避免存在誤差。準(zhǔn)確判定補(bǔ)償量大小對(duì)加工精度有直接影響，通常采用經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算判定和試加工測(cè)定。2.機(jī)床方面精度和脈沖電參數(shù)的影響，這主要包括機(jī)床進(jìn)給精度、電極絲位置度、電極絲運(yùn)動(dòng)精度。脈沖電流峰值、脈沖電壓、脈沖寬度等對(duì)加工精度影響。同時(shí)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度也直接影響加工工件的形狀精度。如由于放電間隙的存在，加工時(shí)的凸角會(huì)出現(xiàn)塌角、圓弧圓角現(xiàn)象，加工尖角會(huì)出現(xiàn)加工不到尖角頂點(diǎn)的現(xiàn)象，故在加工時(shí)進(jìn)行凸角尖角等形狀預(yù)補(bǔ)償可以提高這方面的形狀精度。3.加工時(shí)加工起點(diǎn)的校對(duì)?，F(xiàn)有校對(duì)方法主要有百分表校對(duì)、垂直儀校對(duì)、目測(cè)校對(duì)、防電火花法校對(duì)。以上方法都存在較大誤差，直接對(duì)工件精度影響。4.工件加工前基準(zhǔn)的精度，工件的各個(gè)基準(zhǔn)面的精度和校正精度，工件表面加工毛刺等對(duì)校正精度影響。

通過(guò)從以上幾個(gè)方面在工藝上采取相應(yīng)措施，使高速走絲線切割加工過(guò)程的穩(wěn)定性和工件的加工精度得到較大的提高，基本上可以達(dá)到0.005 mm的精度，同時(shí)加工工件的形狀位置精度也得到提高，加工過(guò)程穩(wěn)定性也得到較大提高，從而提高加工速度。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫鳳勤.模具制造工藝與設(shè)備[M].2版.中國(guó)勞動(dòng)保障出版社，2012.

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