快走絲電火花線切割加工工藝初探

1、快走絲電火花線切割加工工藝初探            電火花線切割加工在對(duì)一些難切削的材料、特殊及復(fù)雜形狀的零件的加工上較傳統(tǒng)的切削加工方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于模具、工具、航空航天等制造加工領(lǐng)域。    根據(jù)電極絲運(yùn)動(dòng)的方式將電火花線切割機(jī)床分為快走絲電火花線切割機(jī)床和慢走絲電火花線切割機(jī)床，二者具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。快走絲電火花線切割機(jī)床因其操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)而被普遍采用。在線切割加工過(guò)程中，影響加工質(zhì)量和效率的因素較多，本文結(jié)合相關(guān)

2、資料，對(duì)數(shù)控快走絲電火花線切割加工的工藝方法進(jìn)行研究。     一、加工原理    1電極絲與工件之間脈沖式放電加工；    2電極絲沿其軸向作走絲運(yùn)動(dòng)；    3工件相對(duì)于電極絲在X，Y平面內(nèi)作數(shù)控運(yùn)動(dòng)。    二、數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)    1無(wú)需制造成形電極，工件材料的預(yù)留量少；    2能夠方便地加工復(fù)雜形狀的型孔，微孔，窄縫等；    3直接

3、采用精加工和半精加工規(guī)準(zhǔn)一次加工成形，一般不需要中途轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)；    4只對(duì)工件材料進(jìn)行圖形輪廓加工，圖形內(nèi)外的余料還可利用；    5自動(dòng)化程度高，操作方便，加工周期短，成本低。    三、數(shù)控電火花線切割加工的應(yīng)用    數(shù)控電火花線切割加工為新產(chǎn)品試制，精密零件加工及模具制造開(kāi)辟了一條新的工藝途徑，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：    1適用于各種形狀的冷沖模具。    2可以加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件。&

4、#160;   3加工樣板和成型刀具。    4加工粉末冶金模、鑲拼型腔模、拉絲模、波紋板成型模。    5加工硬質(zhì)材料、切割薄片，切割貴重金屬材料。    6加工凸輪，特殊的齒輪。    7適合于小批量、多品種零件的加工，減少模具制作費(fèi)用，縮短生產(chǎn)周期。    四、數(shù)控電火花線切割的加工工藝    1工件材料的選擇    為了加工出尺寸精度高、表面質(zhì)量好的線切割產(chǎn)品

5、，必須對(duì)所用工件材料進(jìn)行細(xì)致考慮：    (1) 由于工件材料不同，熔點(diǎn)、氣化點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)等都不一樣，因而即使按同樣方式加工，所獲得的工件表面質(zhì)量也不相同，因此必須根據(jù)實(shí)際需要的表面質(zhì)量對(duì)工件材料作相應(yīng)的選擇。例如要達(dá)到高精度，就必須選擇硬質(zhì)合金類(lèi)材料，而不應(yīng)該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等，否則很難達(dá)到所需要求。   (2) 由于工件材料內(nèi)部殘余應(yīng)力對(duì)加工的影響較大，在對(duì)熱處理后的材料進(jìn)行加工時(shí)，由于大面積去除金屬和切斷加工會(huì)使材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的相對(duì)平衡受到破壞，從而可能影響零件的加工精度和表面質(zhì)量。為了避免這些情況，應(yīng)選擇鍛造性好、淬透性好、熱

6、處理變形小的材料。                 2切割路線的選擇（多次切割）    為了獲得較高的加工精度，可以考慮在快走絲線切割機(jī)床采用多次切割工藝。采用多次切割工藝時(shí)，第一次切割主要進(jìn)行高速穩(wěn)定切割，因此可選用高峰值電流；第二次切割的主要任務(wù)是修光。應(yīng)選擇較小的脈沖電流和脈沖寬度。    3穿絲孔和電極絲切入位置的選擇    對(duì)于不同的工件，加工穿絲

7、孔的位置不同。在切割中、小孔形凹形類(lèi)工件時(shí)，穿絲孔應(yīng)位于凹形的中心位置，既便于穿絲孔加工位置準(zhǔn)確，又便于控制坐標(biāo)軌跡的計(jì)算；在切割凸形或大孔形凹形類(lèi)工件時(shí)，穿絲孔應(yīng)設(shè)置在加工起點(diǎn)附近，以縮短無(wú)用切割行程，同時(shí)應(yīng)便于簡(jiǎn)化有關(guān)軌跡控制的計(jì)算。穿孔絲也可選在距離型孔邊緣2-5mm處,如圖所示。加工凸模時(shí)，為減小變形，電極絲切割時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡與運(yùn)動(dòng)邊緣的距離應(yīng)大于5mm.    4電參數(shù)的選擇    對(duì)加工質(zhì)量具有明顯影響的電參數(shù)主要包括脈沖電流、脈沖寬度、脈沖間隔、運(yùn)絲速度等，通常需要在保證表面質(zhì)量、尺寸精度的前提下，盡量提高加工效率。

8、60;   脈沖電源是影響加工表面質(zhì)量的重要因素。減小單個(gè)脈沖能量可以改善表面粗糙度。決定單個(gè)脈沖能量的因素主要是脈沖寬度和脈沖電流。因此采用小的脈沖寬度和脈沖電流可獲得良好的表面粗糙度。但是單個(gè)脈沖能量越小， 切割速度越慢， 如果脈沖電流太小，將不能產(chǎn)生放電火化， 不能正常切割。一般來(lái)講，精加工時(shí)，脈沖寬度可在20s內(nèi)選擇；中加工時(shí)，可在20s60s內(nèi)選擇。    脈沖間隔對(duì)切割速度影響較大，而對(duì)表面粗糙度影響較小。脈沖間隔越小，單位時(shí)間放電加工的次數(shù)越多，因而切割速度也越高。實(shí)際上，脈沖間隔不能太小，否則放電產(chǎn)物來(lái)不及被沖刷掉，放電間隙不能

9、充分消電離，加工不穩(wěn)定，容易燒傷工件或斷絲。對(duì)于厚度較大的工件，應(yīng)適當(dāng)加大脈沖間隔，以充分消除放電產(chǎn)物，形成穩(wěn)定切割。一般脈沖間隔在10s250s范圍內(nèi)基本上能適應(yīng)各種加工條件，進(jìn)行穩(wěn)定加工。    走絲速度對(duì)加工速度具有一定影響，隨著走絲速度的提高，加工速度將明顯增大。但是，高速度會(huì)引起電極絲較大的振動(dòng)而使工件表面的直線度和粗糙度惡化。因此，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，選擇一個(gè)具有適當(dāng)加工速度的合理走絲速度。    5其它非電參數(shù)的選擇   （1）電極絲及其走絲速度的選擇    一般采

10、用0.06-0.20mm的鉬絲。提高走絲速度有利于電極絲把工作液帶入較大厚度的工件放電間隙中，有利于電蝕產(chǎn)物排放和放電加工的穩(wěn)定。   （2）工作液的選擇及使用    煤油介電強(qiáng)度高，間隙消耗放電能量多，分配到兩極的能量少，排屑困難，故切割速度低。但煤油受冷熱變化影響不明顯，且潤(rùn)滑性能好，因此不容易斷絲。皂化液洗滌性能好，有利于排屑，切割速度較高。    乳化型工作液的節(jié)電強(qiáng)度比水高，比煤油低，冷卻能力比水弱，比煤油好，洗滌性比水和煤油都好，較非乳化型工作液的切割速度高，是普遍使用的工作液。  

11、  純凈的工作液最初使用時(shí)并不能獲得最好加工效果，而在使用12個(gè)工作日后，金屬屑進(jìn)入工作液中形成一定臟度的混合液，這種混合液在切割中具有良好的效果。因此，定期更換工作液時(shí)往往不需要將工作液箱清洗非常干凈，以獲得具有一定臟度的混合液。     五、常見(jiàn)問(wèn)題的處理    1五種放電狀態(tài)   （1）開(kāi)路（空載脈沖）    放電間隙沒(méi)有擊穿，間隙上有大于50V的電壓，但間隙內(nèi)沒(méi)有電流流過(guò)，為空載狀態(tài)（td=ti）。   （2）火花放電（工作脈沖，或稱(chēng)有效

12、脈沖）    間隙內(nèi)絕緣性能良好，工作液介質(zhì)擊穿后能有效地拋出、蝕除金屬。波形特點(diǎn)是：電壓上有td，te和Ie波形上有高頻振蕩的小鋸齒波形。   （3）短路（短路脈沖）    放電間隙直接短路相接，這是由于伺服進(jìn)給系統(tǒng)瞬時(shí)進(jìn)給過(guò)多或放電間隙中有電蝕產(chǎn)物搭接所致。間隙短路時(shí)電流較大，但間隙兩端的電壓很小，沒(méi)有蝕除加工作用。   （4）電弧放電（穩(wěn)定電弧放電）    由于排屑不良，放電點(diǎn)集中在某一局部而不分散，局部熱量積累，溫度升高，惡性循環(huán)，此時(shí)火花放電就成為電弧放電，由于放電點(diǎn)固定在某一點(diǎn)或某局部，因此稱(chēng)為穩(wěn)定電弧，常使電極表面結(jié)炭、燒傷。波形特點(diǎn)是td和高頻振蕩的小鋸齒波基本消失。   （5）過(guò)渡電弧放電（不穩(wěn)定電弧放電，或稱(chēng)不穩(wěn)定火花放電）    過(guò)渡電弧放電是正?；鸹ǚ烹娕c穩(wěn)定電弧放電的過(guò)渡狀態(tài)，是穩(wěn)定電弧放電的前兆。波形特點(diǎn)是擊穿延時(shí)td很小或接近于零，僅成為一尖刺，電壓電流波上的高頻分量變低成為稀疏和鋸齒