摘要:深入分析了影響電火花切割加工工件表面質量的各種相關因素,提出了改善并提高線切割加工工件精度和表面質量的措施和方法睹逃。

一牙咏、引言

電火花線切割機按切割速度可分為快走絲和慢走絲兩種,由于快走絲線切割機所加工的工件表面粗糙度一般在Ra=1.25～2.5μm范圍內,而慢走絲線切割機所加工的工件表面粗糙度通常可達到Ra=0.16μm,且慢走絲線切割機的圓度誤差做院、直線誤差和尺寸誤差都較快

走絲線切割機好很多,所以在加工高精度零件時,慢走絲線切割機得到了廣泛應用盲泛。

由于慢走絲線切割機是采取線電極連續(xù)供絲的方式,即線電極在運動過程中完成加工,因此即使線電極發(fā)生損耗,也能連續(xù)地予以補充,故能提高零件加工精度。但電火花線切割機工作時影響其加工工作表面質量的因素很多,特別是慢走絲線切割機更需要對其有關加工工藝參數進行合理選配,才能保證所加工工件的表面質量键耕。筆者在汕頭大學CAD/CAM中心利用日本Sodick公司制造的慢走絲線切割機進行了許多注射模和沖模的線切割加工,在分析影響線切割加工工件表面質量的相關因素方面做了一些探索和研究,積累了若干行之有效的工作經驗,現介紹如下寺滚。

二、改善線切割加工工件表面質量的措施與方法

在分析影響電火花線切割加工工作表面質量的相關因素之前,必須先了解電火花切割加工時在線電極與工件之間存在的疏松接觸式輕壓放電現象屈雄。通過多年觀察研究發(fā)現:當柔性電極絲與工件接近到通常認為的放電間隙(例如8～10μm)時,并不發(fā)生火花放電,甚至當電極絲已接觸到工件,從顯微鏡中已看不到間隙時,也常炒迨樱看不到火花,只有當工件將電極絲頂彎并偏移一定距離(幾微米到幾十微米)時才發(fā)生正常的火花放電。此時線電極每進給1μm,放電間隙并不減少1μm,而是電極絲增加一點線間張力,而工作則增加一點側向壓力,顯然,只有電極絲和工件之間保持一定的輕微接觸壓力后才能形成火花放電酒奶。據此認為:在電極絲和工件之間存在著某種電化學產生的絕緣薄膜介質,當電極絲和工件接觸時因其在不停運動,移動摩擦使該絕緣薄膜介質減薄到可被擊穿的程度才會發(fā)生火花放電蚁孔。

為分析影響電火花線切割加工工作表面質量的各有關因素。由于在加工時放電力總是將電極絲推向與它前進方向相反的方向,因此這個力將是造成電極絲滯后的主要因素腹瞒。除以上因素外,對線切割加工質量有直接影響的因素主要涉及人員毁几、設備、材料等方面孝尺。為了改善加工工件表面質量,可以從影響最大的人為因素陵租、機床因素和材料因素等3方面來考慮對加工質量的控制方式和改進方法。

2.1影響線切割加工工件表面質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來實現:

(1)實施少量多次加工洼宪。對于這個量,一般由機床的加工參數決定,根據使用日本Sodick公司制造的慢走絲線割機的經驗,除第1次加工外,加工量一般是由幾十微米逐漸遞減到幾個微米,特別是加工次數較多的最后一次,加工量應較小,即幾個微米,以至加工次數越多工件的表面質量越好育床。由于減少線切割加工時材料的變形可以有效提高加工工件表面質量,因而應采用少量、多次切割方式绒霹。在粗加工或半精加工時可留一定余量,以補償材料因原應力平衡狀態(tài)被破壞所產生的變形和最后一次精加工時所需的加工余量,這樣當最后精加工時即可獲得較為滿意的加工效果松浆。少量、多次切割可使加工工件具有單次切割不可比擬的表面質量,是控制和改善加工工件表面質量的簡便易行的方法和措施擅啸。

(2)合理安排切割路線旧晴。該措施的指導思想是盡量避免破壞工件材料原有的內部應力平衡,防止工件材料在切割過程中因在夾具等作用下,由于切割路線安排不合理而產生顯著變形,致使切割表面質量下降。

(3)正確選擇切割參數碎领。對于不同的粗遮尚、精加工,其絲速、絲的張力和噴流壓力應以參數表為基礎作適當調整,為了保證加工工件具有更高的精度和表面質量,可以適當調高線切割機的絲速和絲張力,雖然制造線切割機床的廠家提供了適應不同切割條件的相關參數,但由于工件的材料挡毅、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,而應以這些條件為基礎,根據實際需要作相應的調整蒜撮。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的情況,這種條件下,必須根據厚度在20mm～30mm間的切割條件和相應補嘗量作出調整,主要辦法是:加工工件的厚度接近哪一個標準厚度就選擇其為應設定的加工厚度,而補償量則根據加工工件的實際厚度,與表中標準厚度的差值,按比例選取。

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