線(xiàn)切割加工表面質(zhì)量的改善與提高論文

　　線(xiàn)切割加工表面質(zhì)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(wú)法實(shí)現大面積推廣，我國針對這種情況對切割機進(jìn)行加工改造，制造出一種速度更快、成本更低、構造簡(jiǎn)單，擅長(cháng)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(chǎn)，得到多數使用者的認可，主要應用在“新產(chǎn)品試制”“零件加工”以及“模具制造”等方面。

　　關(guān)鍵詞：加工質(zhì)量;改善;提高

　　高速絲線(xiàn)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(cháng)的電極絲上，不過(guò)需要考慮電火花線(xiàn)切割機所處理的工件最終形成怎樣的形態(tài)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(zhì)量上乘的工件。

　　能夠對最終成型效果產(chǎn)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(guò)大量的經(jīng)驗和實(shí)踐，對工件表層處理的方法給出一些意見(jiàn)，下面通過(guò)分析上述幾項因素，幫助理解工件加工過(guò)程，改善處理結果。

　　1　從人為因素出發(fā)，考慮加工工件表面時(shí)所要注意的問(wèn)題

　　(1)切割路線(xiàn)要精確科學(xué)。

　　這樣說(shuō)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(xiàn)選擇不當或者不夠精確，都會(huì )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(gè)過(guò)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(xué)設定。

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

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

　　(4)工件加工時(shí)需要注意固定。

　　工件的加工過(guò)程到最后階段時(shí)，因為連接的部分越來(lái)越小，此時(shí)對加工液的沖擊力的抵抗將下降，容易發(fā)生偏移，導致位置偏移，或者導致切割間隙難以把握，對質(zhì)量產(chǎn)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(zhì)量好的夾具，調整好位置。

　　2　影響線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的機床因素的控制與改善

　　(1)進(jìn)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(zhì)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(xiàn)切割機中，這種工作液有很好的絕緣能力，這樣一來(lái)，放電通道在工作液的保護下?lián)舸┖蟮姆烹娡ǖ滥軌蝽樌麎嚎s，使得火花放電在很小的空間中能夠在短時(shí)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(huì )導電，不會(huì )出現火花放電的現象。

　　而反之，絕緣能力太強無(wú)法獲得合適的放電間隙，不容易排屑，切割速度也會(huì )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(shí)注意加工液的使用量，對內部污垢及時(shí)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(xiàn)切割機一般在加工了50-80小時(shí)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(shí)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(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)檢查導輪的轉動(dòng)情況，若轉動(dòng)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(shí)需及時(shí)更換。

　　還應經(jīng)常檢查貯絲筒內絲的情況，絲損耗過(guò)大就會(huì )影響加工精度及表面質(zhì)量，需及時(shí)更換。

　　此外，導電塊、導輪和上、下噴嘴的不良狀況也會(huì )引起線(xiàn)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(xiàn)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)保持穩定的電源電壓。

　　電源電壓不穩定會(huì )造成電極與工件兩端不穩定，從而引起擊穿放電過(guò)程不穩定而影響工件的表面質(zhì)量。

　　3　影響線(xiàn)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(xiàn)切割產(chǎn)品，必須對所用工件材料進(jìn)行細致考慮：

　　(1)由于工件材料不同，熔點(diǎn)、氣化點(diǎn)、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(zhì)量也不相同，因此必須根據實(shí)際需要的表面質(zhì)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(zhì)合金類(lèi)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(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(zhì)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(guò)程中應將各項參數調到最佳狀態(tài)，以減少斷絲現象。

　　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(guò)程中還應注意傾聽(tīng)機床發(fā)出的聲音，正常加工的聲音應為很光滑的“哧-哧”聲。

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

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

　　參考文獻

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

　　[2]　劉鋒，林樹(shù)立.線(xiàn)切割電參數對加工質(zhì)量影響及試驗研究[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報　，2011.

　　影響線(xiàn)切割加工表面質(zhì)量的因素分析和對策【2】

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

　　關(guān)鍵詞：線(xiàn)切割加工;表面質(zhì)量;措施

　　1.上下切割面燒傷呈焦黃色

　　線(xiàn)切割加工中預置進(jìn)給速度對切割速度、加工精度和表面質(zhì)量影響很大。

　　預置進(jìn)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(tài)，減少開(kāi)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(zhì)量。

　　1.1進(jìn)給速度過(guò)高(過(guò)跟蹤)此時(shí)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(shí)工件蝕除的線(xiàn)速度低于進(jìn)給速度，間隙接近于短路，加工表面發(fā)焦呈褐色，工件的上下端面均有過(guò)燒現象。

　　1.2進(jìn)給速度過(guò)低(欠跟蹤)此時(shí)間隙中空載電壓波形較濃，時(shí)而出現加工波形，短路波形出現較少。

　　這時(shí)工件蝕除的線(xiàn)速度大于進(jìn)給速度，間隙近于開(kāi)路，加工表面亦發(fā)焦呈淡褐色，工件的上下端面也有過(guò)燒現象。

　　1.3進(jìn)給速度稍低(欠佳跟蹤)此時(shí)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(shí)工件蝕除的線(xiàn)速度略高于進(jìn)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(jìn)給速度適宜(最佳跟蹤)此時(shí)間隙中空載及短路波形弱，加工波形濃而穩定。

　　這時(shí)工件的蝕除速度與進(jìn)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(jìn)給狀態(tài)調整變頻的方法。

　　表1根據進(jìn)給狀態(tài)調整變頻的方法

　　實(shí)頻狀態(tài) 進(jìn)給狀態(tài) 加工面狀況 切割速度 電極絲 變頻調整

　　過(guò)跟蹤 慢而穩 焦褐色 低 略焦、老化快 應減慢進(jìn)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(jìn)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(jìn)給速度

　　2.加工表面紋路粗糙

　　2.1電極絲張力的影響。

　　線(xiàn)切割加工中，電極絲的張力大小同樣影響到加工面的質(zhì)量、加工速度和加工穩定性。

　　當加工厚度80mm以上時(shí)，由于剛開(kāi)始切入時(shí)容易發(fā)生斷絲，所以絲的纏繞力應“松些”，待電極絲工作一段時(shí)間后，操作人員再根據加工面的質(zhì)量情況對絲張力作調整，以補充張力伸長(cháng)和下降帶來(lái)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(shí)，絲的張力應適當取大，即絲的纏繞力緊些，因為此時(shí)工作液容易進(jìn)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(shí)，由于電極絲容易抖動(dòng)，易引發(fā)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(dòng)引起的斷絲，此時(shí)絲張力不宜過(guò)緊。

　　2.2走絲速度偏高。

　　線(xiàn)切割加工中，當加工厚件時(shí)，隨著(zhù)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(chǎn)物，提高放電加工的穩定性。

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

　　再者，由于電極絲的絲徑?jīng)Q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(xiàn)切割速度的提高而增大。

　　所以，絲速不能過(guò)高，否則將導致加工速度的提高，進(jìn)而造成峰值電流的增大，最終造成斷絲故障發(fā)生。

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

　　3.工作液影響

　　3.1根據線(xiàn)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(shí)，放電間隙狀態(tài)變差，不能正常放電，同時(shí)也減小了液體對工件的親和附著(zhù)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(gè)端面出現發(fā)黑和生銹現象。

　　當絕緣性能較強時(shí)，則放電間隙變小，切割速度降低，使得切屑困難，若此時(shí)工作液噴淋不到位，循環(huán)流動(dòng)差，也會(huì )導致加工面發(fā)黑和粗糙度差現象。

　　因此，在線(xiàn)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(dòng)不能隨意，否則切削液不能順利進(jìn)入工件放電位置，作用就會(huì )減小，影響加工表面質(zhì)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(dòng)的吸收作用，減少鉬絲的振動(dòng)，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(shí)間過(guò)長(cháng)，其中的金屬微粒逐漸變大，工作液的作用下降，使表面質(zhì)量下降，還會(huì )堵塞冷卻系統，所以必須對工作液進(jìn)行過(guò)濾，使用時(shí)間長(cháng)，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(zhì)吸附在海綿上，必要時(shí)需要換新的切削液。

　　4.結束語(yǔ)

　　綜上所述，影響線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)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(chǎn)率的前提下，改善和提高線(xiàn)切割加工工件的精度及表面質(zhì)量。

　　參考文獻：

　　[1]王生奎.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，2008.

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