線切割加工表面質量的改善與提高論文

　　線切割加工表面質量的改善與提高論文【1】

　　摘要：根據切割速度的快慢，走絲有高速與低速兩種，雖然低速走絲的速度慢，但是在加工精度以及對表面的處理上，低速走絲切割機的效果更好，因此，此種機床的花費也更大，也無法實現大面積推廣，我國針對這種情況對切割機進行加工改造，制造出一種速度更快、成本更低、構造簡單，擅長處理大厚度工件。

　　這種切割機在最近的40年，得到大量的生產，得到多數使用者的認可，主要應用在“新產品試制”“零件加工”以及“模具制造”等方面。

　　關鍵詞：加工質量;改善;提高

　　高速絲線切割機的供絲方式是“電機高速往復”。

　　盡管電極絲并不需要多大損耗，并且能平均于300米長的電極絲上，不過需要考慮電火花線切割機所處理的工件最終形成怎樣的形態需要多種因素配合，更要找到最好選配參數的方法，以獲得期待的表面效果，得到質量上乘的工件。

　　能夠對最終成型效果產生直接影響的因素有設備、操作者、原材料等，而人的操作能力、機床的性狀以及材料是最容易掌控的因素，也是影響最大的因素，從這幾方面考慮是十分必要的。

　　本文通過大量的經驗和實踐，對工件表層處理的方法給出一些意見，下面通過分析上述幾項因素，幫助理解工件加工過程，改善處理結果。

　　1　從人為因素出發，考慮加工工件表面時所要注意的問題

　　(1)切割路線要精確科學。

　　這樣說的原因是工件的內部材料有能夠相互平衡的力，而如果路線選擇不當或者不夠精確，都會破壞這種平衡，由于夾具使用不當很可能造成工件變形，使得切割效果大為下降。

　　這個過程要注意，將夾持部分的分割步驟放在最后一步是很必要的，有助于保證剛性效果。

　　(2)切割參數的科學設定。

　　針對加工精度的差異，對速度和張力等有效參數進行適當的變化，通過合理地加大線切割機絲張力，盡管在線切割機出廠之前，已經配備了一定的書本說明，上面標有固定的參數，不過這樣的參數并不一定適合實際情況，因為能給工件造成影響的因素有很多，完全根據說明書上的參數來設定并不科學，需要適當的考慮實際情況。

　　例如，如果一個工件的最終尺寸要為27mm，加工表中并沒有這一尺寸的參數，只有20mm——30mm這種情況，這時，需要考慮所需尺寸更接近哪一種參數，根據實際需要，27mm與30mm更相似，因此就按照這種厚度來加工，這需要經驗。

　　(3)加工距離盡量靠近，獲得精確值。

　　為了讓工件處于最高精度，并獲得較高的切割質量，絲架的高度距離要與工件的厚度相適應，盡量調近。

　　因為上噴嘴的位置如果和工件之間的距離太遠，容易導致電機振幅數值太大，導致表面質量下降。

　　(4)工件加工時需要注意固定。

　　工件的加工過程到最后階段時，因為連接的部分越來越小，此時對加工液的沖擊力的抵抗將下降，容易發生偏移，導致位置偏移，或者導致切割間隙難以把握，對質量產生威脅，甚至直接導致工件報廢，前功盡棄，因此固定是十分必要的，要選擇質量好的夾具，調整好位置。

　　2　影響線切割加工工件表面質量的機床因素的控制與改善

　　(1)進行加工之前需要保證電極絲的張力適宜，這對于工件加工有積極意義，尤其是對于質量要求高的，對張力的要求就更大，要盡量能將這種電極絲的張力放到最大。

　　(2)工作液的組成通常是水與乳化油綜合而成的，用在高速走絲線切割機中，這種工作液有很好的絕緣能力，這樣一來，放電通道在工作液的保護下擊穿后的放電通道能夠順利壓縮，使得火花放電在很小的空間中能夠在短時間內作用于金屬，放電完成以后，放電間隙馬上恢復到原狀，仍然具有絕緣效果。

　　絕緣性能不高，工作液本身就會導電，不會出現火花放電的現象。

　　而反之，絕緣能力太強無法獲得合適的放電間隙，不容易排屑，切割速度也會下降。

　　加工以前，需要依據不一樣的工藝條件，選擇型號不一樣的乳化液。

　　另外，冷卻措施也要做好，隨時注意加工液的使用量，對內部污垢及時清理，確保加工液的絕緣能力強勁，冷卻以及洗滌效果可以符合要求。

　　(3)必須檢查導電塊的磨損情況。

　　高速走絲線切割機一般在加工了50-80小時后就須考慮改變導電塊的切割位置或者更換導電塊，有臟污時需用洗滌液清洗。

　　必須注意的是：當變更導電塊的位置或者更換導電塊時，必須重新校正電極絲的垂直度，以保證加工工件的精度和表面質量。

　　(4)檢查導輪的轉動情況，若轉動不好則應更換，還必須仔細檢查上、下噴嘴的損傷和臟污程度，用清洗液清除臟物，有損傷時需及時更換。

　　還應經常檢查貯絲筒內絲的情況，絲損耗過大就會影響加工精度及表面質量，需及時更換。

　　此外，導電塊、導輪和上、下噴嘴的不良狀況也會引起線電極的振動，這時即使加工表面能進行良好的放電，但因線電極振動，加工表面也很容易產生波峰或條紋，最終引起工件表面粗糙度變差。

　　(5)保持穩定的電源電壓。

　　電源電壓不穩定會造成電極與工件兩端不穩定，從而引起擊穿放電過程不穩定而影響工件的表面質量。

　　3　影響線切割加工工件表面質量的材料因素的控制與改善

　　為了加工出尺寸精度高、表面質量好的線切割產品，必須對所用工件材料進行細致考慮：

　　(1)由于工件材料不同，熔點、氣化點、導熱系數等都不一樣，因而即使按同樣方式加工，所獲得的工件表面質量也不相同，因此必須根據實際需要的表面質量對工件材料作相應的選擇。

　　例如要達到高精度，就必須選擇硬質合金類材料，而不應該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等，否則很難達到所需要求。

　　(2)由于工件材料內部殘余應力對加工的影響較大，在對熱處理后的材料進行加工時，由于大面積去除金屬和切斷加工會使材料內部殘余應力的相對平衡受到破壞，從而可能影響零件的加工精度和表面質量。

　　為了避免這些情況，應選擇鍛造性好、淬透性好、熱處理變形小的材料。

　　(3)加工過程中應將各項參數調到最佳狀態，以減少斷絲現象。

　　如果發生斷絲勢必會回到起始點，重新上絲再次進行加工，使加工工件表面質量和加工精度下降。

　　在加工過程中還應注意傾聽機床發出的聲音，正常加工的聲音應為很光滑的“哧-哧”聲。

　　同時，正常加工時，機床的電流表、電壓表的指針應是振幅很小，處于穩定狀態，此時進給速度均勻而且平穩。

　　影響電火花線切割加工工件表面質量的因素很多，但只要對其進行系統的分析和科學的分類，就可以對這類復雜而且零亂的因素進行控制與調配，從而改善和提高工件表面質量

　　參考文獻

　　[1]　鮑中美.線切割加工工藝中主要電參數對加工質量影響的分析及合理選擇　[J].機床與液壓，2007.

　　[2]　劉鋒，林樹立.線切割電參數對加工質量影響及試驗研究[J].吉林工程技術師范學院學報　，2011.

　　影響線切割加工表面質量的因素分析和對策【2】

　　摘 要：針對線切割加工中加工表面常出現的燒傷、紋路粗糙等質量問題作了詳細分析并提出了相應措施，對進一步完善和提高線切割加工表面質量具有一定的意義。

　　關鍵詞：線切割加工;表面質量;措施

　　1.上下切割面燒傷呈焦黃色

　　線切割加工中預置進給速度對切割速度、加工精度和表面質量影響很大。

　　預置進給速度應緊密跟蹤工件蝕除速度。

　　二者加工間隙應恒定在最佳值上。

　　這樣可增大有效放電狀態，減少開路和短路，使切割速度達到給定加工條件下的最大值，從而保證加工的穩定性和零件表面質量。

　　1.1進給速度過高(過跟蹤)此時間隙中空載電壓波形消失，加工電壓波形變弱，短路電壓波形濃。

　　這時工件蝕除的線速度低于進給速度，間隙接近于短路，加工表面發焦呈褐色，工件的上下端面均有過燒現象。

　　1.2進給速度過低(欠跟蹤)此時間隙中空載電壓波形較濃，時而出現加工波形，短路波形出現較少。

　　這時工件蝕除的線速度大于進給速度，間隙近于開路，加工表面亦發焦呈淡褐色，工件的上下端面也有過燒現象。

　　1.3進給速度稍低(欠佳跟蹤)此時間隙中空載、加工、短路三種波形均較明顯，波形比較穩定。

　　這時工件蝕除的線速度略高于進給速度，加工表面較粗、較白，兩端面有黑白交錯相間的條紋。

　　1.4進給速度適宜(最佳跟蹤)此時間隙中空載及短路波形弱，加工波形濃而穩定。

　　這時工件的蝕除速度與進給速度相當，加工表面細而亮，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給出了根據進給狀態調整變頻的方法。

　　表1根據進給狀態調整變頻的方法

　　實頻狀態 進給狀態 加工面狀況 切割速度 電極絲 變頻調整

　　過跟蹤 慢而穩 焦褐色 低 略焦、老化快 應減慢進給速度

　　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 應加快進給速度

　　欠佳跟蹤 慢而穩 略焦褐、有條紋 較快 焦色 應稍增加進給速度

　　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量、加工速度和加工穩定性。

　　當加工厚度80mm以上時，由于剛開始切入時容易發生斷絲，所以絲的纏繞力應“松些”，待電極絲工作一段時間后，操作人員再根據加工面的質量情況對絲張力作調整，以補充張力伸長和下降帶來的張力改變。

　　當加工薄件或切割精度和粗糙度要求較高的零件時，絲的張力應適當取大，即絲的纏繞力緊些，因為此時工作液容易進入放電間隙，有利于排屑，加工穩定性好，加工表面粗糙度也好。

　　但當工件厚度在2～3mm左右時，由于電極絲容易抖動，易引發斷絲，對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引起的斷絲，此時絲張力不宜過緊。

　　2.2走絲速度偏高。

　　線切割加工中，當加工厚件時，隨著走絲速度的提高，在一定范圍內，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、排除電蝕產物，提高放電加工的穩定性。

　　但走絲速度過高，將導致電極絲的正反走絲換向頻繁，使有效工作時間減少，從而加大了機械振動，降低加工精度和切割速度。

　　再者，由于電極絲的絲徑決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，絲速不能過高，否則將導致加工速度的提高，進而造成峰值電流的增大，最終造成斷絲故障發生。

　　為此高速切割厚件時，一般選取7～10mm/s的絲速來保證加工速度和表面加工質量。

　　3.工作液影響

　　3.1根據線切割加工機理，要求工作液具有良好的絕緣性能。

　　絕緣性能低時，放電間隙狀態變差，不能正常放電，同時也減小了液體對工件的親和附著力，減小了對窄縫的去油污能力和對電極的洗滌作用，導致整個端面出現發黑和生銹現象。

　　當絕緣性能較強時，則放電間隙變小，切割速度降低，使得切屑困難，若此時工作液噴淋不到位，循環流動差，也會導致加工面發黑和粗糙度差現象。

　　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。

　　削液方向流動不能隨意，否則切削液不能順利進入工件放電位置，作用就會減小，影響加工表面質量。

　　改善方法：切削液最好是按螺旋狀形式包裹住電極絲，以提高工作液對電極絲振動的吸收作用，減少鉬絲的振動，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間過長，其中的金屬微粒逐漸變大，工作液的作用下降，使表面質量下降，還會堵塞冷卻系統，所以必須對工作液進行過濾，使用時間長，要更換冷卻液。

　　改善方法：在冷卻泵體抽水孔處放一塊海綿，使切削液中雜質吸附在海綿上，必要時需要換新的切削液。

　　4.結束語

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

　　參考文獻：

　　[1]王生奎.機械加工工藝手冊[M].機械工業出版社，2008.

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