線切割加工工件表面質(zhì)量的改進(jìn)方法

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2061

電火花線切割機(jī)按切割速度可分為高速走絲和低速走絲兩種,低速走絲線切割機(jī)所加工的工件表面粗糙度和加工精度比高速走絲線切割機(jī)稍好,但低速走絲線切割機(jī)床的機(jī)床成本和使用成本都比較高,目前在國內(nèi)還沒有普及,而我國獨(dú)創(chuàng)的高速走絲線切割機(jī)床它結(jié)構(gòu)簡單,機(jī)床成本和使用成本低,易加工大厚度工件,經(jīng)近40年發(fā)展,已成為我國產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的機(jī)床種類之一,在模具制造、新產(chǎn)品試制和零件加工中得到了廣泛應(yīng)用。
  由于高速絲線切割機(jī)是采取線電極高速往復(fù)供絲的方式,線電極的損耗均勻地分布在近300米電極絲上,雖然電極絲的損耗極小,但電火花線切割機(jī)工作時(shí)影響其加工工件表面質(zhì)量的因素很多,更需要對(duì)其有關(guān)加工工藝參數(shù)進(jìn)行合理選配,才能保證所加工工件表面質(zhì)量。
  對(duì)線切割加工質(zhì)量有直接影響的因素主要涉及人員、設(shè)備、材料等方面。為了改善加工工件表面質(zhì)量,可以從影響最大的人為因素、機(jī)床因素和材料因素等三方面來考慮對(duì)加工質(zhì)量的控制方式和改進(jìn)方法。筆者在教學(xué)、科研和生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)影響線切割加工工件表面質(zhì)量的相關(guān)因素方面做了一些探索和研究,積累了少許行之有效的工作經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)介紹如下。
  一 影響線切割加工工件表面質(zhì)量的人為因素的控制與改善
  人為因素的控制與改善主要包括加工工藝的確定和加工方法的選擇,這可以通過以下幾點(diǎn)來實(shí)現(xiàn):
 。1)合理安排切割路線。該措施的指導(dǎo)思想是盡量避免破壞工件材料原有的內(nèi)部應(yīng)力平衡,防止工件材料在切割過程中因在夾具等的作用下,由于切割路線安排不合理而產(chǎn)生顯著變形,致使切割表面質(zhì)量下降。例如:工件與其夾持部分的分離應(yīng)安排在最后,使加工中剛性較好。如下圖,其中a為錯(cuò)誤的切割路線,b為正確的切割路線。
 。2)正確選擇切割參數(shù)。對(duì)于不同的粗、精加工,其絲速和絲的張力應(yīng)以參數(shù)表為基礎(chǔ)作適當(dāng)調(diào)整,為了保證加工工件具有更高的精度和表面質(zhì)量,可以適當(dāng)調(diào)高線切割機(jī)的絲張力,雖然制造線切割機(jī)床的廠家提供了適應(yīng)不同切割條件的相關(guān)參數(shù),但由于工件的材料、所需要的加工精度以及其他因素的影響,使得人們不能完全照搬書本上介紹的切割條件,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。例如若要加工厚度為27mm的工件,則在加工條件表中找不到相當(dāng)?shù)那闆r,這種條件下,必須根據(jù)厚度在20mm~30mm間的切割條件做出調(diào)整,主要辦法是:加工工件的厚度接近哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)厚度就選擇其為應(yīng)設(shè)定的加工厚度。?
 。3)采用近距離加工。為了使工件達(dá)到高精度和高表面質(zhì)量,根據(jù)工件厚度及時(shí)調(diào)整絲架高度,使上噴嘴與工件的距離盡量*近,這樣就可以避免因上噴嘴離工件較遠(yuǎn)而使線電極振幅過大影響加工工件的表面質(zhì)量。
  (4)注意加工工件的固定。當(dāng)加工工件即將切割完畢時(shí),其與母體材料的連接強(qiáng)度勢必下降,此時(shí)要防止因加工液的沖擊使得加工工件發(fā)生偏斜,因?yàn)橐坏┌l(fā)生偏斜,就會(huì)改變切割間隙,輕者影響工件表面質(zhì)量,重者使工件切壞報(bào)廢,所以要想辦法固定好被加工工件。
  二 影響線切割加工工件表面質(zhì)量的機(jī)床因素的控制與改善
  高速走絲電火花線切割機(jī)屬于高精度機(jī)床,機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)非常重要,因?yàn)榧庸すぜ母呔群透哔|(zhì)量是直接建立在機(jī)床的高精度基礎(chǔ)上的,因此在每次加工之前必須檢查機(jī)床的工作狀態(tài),才能為獲得高質(zhì)量的加工工件提供條件。需注意的環(huán)節(jié)和應(yīng)采取的措施如下:
 。1)在加工前,必須檢查電極絲,電極絲的張力對(duì)加工工件的表面質(zhì)量也有很大的影響,加工表面質(zhì)量要求高的工件,應(yīng)在不斷絲的前提下盡可能提高電極絲的張力。
 。2)高速走絲線切割機(jī)一般采用乳化油與水配制而成的工作液;鸹ǚ烹姳仨氃诰哂幸欢ń^緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行,工作液的絕緣性能可使擊穿后的放電通道壓縮,從而局限在較小的通道半徑內(nèi)火花放電,形成瞬時(shí)和局部高溫來熔化并氣化金屬,放電結(jié)束后又迅速恢復(fù)放電間隙成為絕緣狀態(tài)。絕緣性能太低,則工作液成了導(dǎo)電體,而不能形成火花放電;絕緣性能太高,則放電間隙小,排屑難,切割速度降低。加工前要根據(jù)不同的工藝條件選擇不同型號(hào)的乳化液。再者必須檢查與冷卻液有關(guān)的條件,檢查加工液的液量及贓污程度,保證加工液的絕緣性能、洗滌性能、冷卻性能達(dá)到要求。
 。3)必須檢查導(dǎo)電塊的磨損情況。高速走絲線切割機(jī)一般在加工了50~80小時(shí)后就須考慮改變導(dǎo)電塊的切割位置或者更換導(dǎo)電塊,有臟污時(shí)需用洗滌液清洗。必須注意的是:當(dāng)變更導(dǎo)電塊的位置或者更換導(dǎo)電塊時(shí),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(zhì)量。
 。4)檢查導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況,若轉(zhuǎn)動(dòng)不好則應(yīng)更換,還必須仔細(xì)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(shí)需及時(shí)更換。還應(yīng)經(jīng)常檢查貯絲筒內(nèi)絲的情況,絲損耗過大就會(huì)影響加工精度及表面質(zhì)量,需及時(shí)更換。此外,導(dǎo)電塊、導(dǎo)輪和上、下噴嘴的不良狀況也會(huì)引起線電極的振動(dòng),這時(shí)即使加工表面能進(jìn)行良好的放電,但因線電極振動(dòng),加工表面也很容易產(chǎn)生波峰或條紋,最終引起工件表面粗糙度變差。
  (5)保持穩(wěn)定的電源電壓。電源電壓不穩(wěn)定會(huì)造成電極與工件兩端不穩(wěn)定,從而引起擊穿放電過程不穩(wěn)定而影響工件的表面質(zhì)量。?
  三 影響線切割加工工件表面質(zhì)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(zhì)量好的線切割產(chǎn)品,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)到所需要求耐磨焊條。
 。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、熱處理變形小的材料。?
  (3)加工過程中應(yīng)將各項(xiàng)參數(shù)調(diào)到最佳狀態(tài),以減少斷絲現(xiàn)象。如果發(fā)生斷絲勢必會(huì)回到起始點(diǎn),重新上絲再次進(jìn)行加工,使加工工件表面質(zhì)量和加工精度下降。在加工過程中還應(yīng)注意傾聽機(jī)床發(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),正常加工時(shí),機(jī)床的電流表、電壓表的指針應(yīng)是振幅很小,處于穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)進(jìn)給速度均勻而且平穩(wěn)。
  影響電火花線切割加工工件表面質(zhì)量的因素很多,但只要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的分析和科學(xué)的分類,就可以對(duì)這類復(fù)雜而且零亂的因素進(jìn)行控制與調(diào)配,從而改善和提高工件表面質(zhì)量。

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