线切割加工工件表面质量的改善与提高

发布日期:[13-07-29 16:18:22] 浏览人次:[]

电火花线切割机按切割速度可分为高速走丝和低速走丝两种,低速走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度和加工精度比高速走丝线切割机稍好,但低速走丝线切割机床的机床成本和使用成本都比较高,目前在国内还没有普及,而我国独创的高速走丝线切割机床它结构简单,机床成本和使用成本低,易加工大厚度工件,经近40年发展,已成为我国产量最大,应用最广泛的机床种类之一,在模具制造、新产品试制和零件加工中得到了广泛应用。

由于高速丝线切割机是采取线电极高速往复供丝的方式,线电极的损耗均匀地分布在近300米电极丝上,虽然电极丝的损耗极小,但电火花线切割机工作时影响其加工工件表面质量的因素很多,更需要对其有关加工工艺参数进行合理选配,才能保证所加工工件表面质量。

对线切割加工质量有直接影响的因素主要涉及人员、设备、材料等方面。为了改善加工工件表面质量,可以从影响最大的人为因素、机床因素和材料因素等三方面来考虑对加工质量的控制方式和改进方法。笔者在教学、科研和生产实践中对影响线切割加工工件表面质量的相关因素方面做了一些探索和研究,积累了少许行之有效的工作经验,现介绍如下。

一 影响线切割加工工件表面质量的人为因素的控制与改善

人为因素的控制与改善主要包括加工工艺的确定和加工方法的选择,这可以通过以下几点来实现:

(1)合理安排切割路线。该措施的指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的内部应力平衡,防止工件材料在切割过程中因在夹具等的作用下,由于切割路线安排不合理而产生显著变形,致使切割表面质量下降。例如:工件与其夹持部分的分离应安排在最后,使加工中刚性较好。如下图,其中a为错误的切割路线,b为正确的切割路线。

(2)正确选择切割参数。对于不同的粗、精加工,其丝速和丝的张力应以参数表为基础作适当调整,为了保证加工工件具有更高的精度和表面质量,可以适当调高线切割机的丝张力,虽然制造线切割机床的厂家提供了适应不同切割条件的相关参数,但由于工件的材料、所需要的加工精度以及其他因素的影响,使得人们不能完全照搬书本上介绍的切割条件,而应以这些条件为基础,根据实际需要作相应的调整。例如若要加工厚度为27mm的工件,则在加工条件表中找不到相当的情况,这种条件下,必须根据厚度在20mm~30mm间的切割条件做出调整,主要办法是:加工工件的厚度接近哪一个标准厚度就选择其为应设定的加工厚度。

(3)采用近距离加工。为了使工件达到高精度和高表面质量,根据工件厚度及时调整丝架高度,使上喷嘴与工件的距离尽量靠近,这样就可以避免因上喷嘴离工件较远而使线电极振幅过大影响加工工件的表面质量。

(4)注意加工工件的固定。当加工工件即将切割完毕时,其与母体材料的连接强度势必下降,此时要防止因加工液的冲击使得加工工件发生偏斜,因为一旦发生偏斜,就会改变切割间隙,轻者影响工件表面质量,重者使工件切坏报废,所以要想办法固定好被加工工件。

二 影响线切割加工工件表面质量的机床因素的控制与改善

高速走丝电火花线切割机属于高精度机床,机床的维护保养非常重要,因为加工工件的高精度和高质量是直接建立在机床的高精度基础上的,因此在每次加工之前必须检查机床的工作状态,才能为获得高质量的加工工件提供条件。需注意的环节和应采取的措施如下:

(1)在加工前,必须检查电极丝,电极丝的张力对加工工件的表面质量也有很大的影响,加工表面质量要求高的工件,应在不断丝的前提下尽可能提高电极丝的张力。

(2)高速走丝线切割机一般采用乳化油与水配制而成的工作液。火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行,工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩,从而局限在较小的通道半径内火花放电,形成瞬时和局部高

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