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工业农业论文

利用数控线切割提高加工工件表面质量

利用数控线切割提高加工工件表面质量

 

吉林省辽源方大锻造有限公司  潘晓玉

 

(吉林省辽源方大锻造有限公司  吉林  辽源  136607)

 

 

摘  要:电火花数控线切割作为自动加工的一种方式,在模具制造、新产品试制和零件加工中得到了广泛应用。如何在生产实践中选择较为合理的加工工艺参数保证所加工工件的表面质量尤为重要。

关键词:数控线切割  切割路线  切割参数

1 前言

随着制造技术的不断发展,自动加工渐渐取代了手工加工。电火花数控线切割作为其中的一种自动加工方式,在模具制造业中得到了非常广泛的应用。电火花线切割机按切割速度分为高速走丝和低速走丝两种,我公司现在所用的是DK7745型高速走丝数控线切割机床,它结构简单,机床和使用成本低,易加工大厚度工件。由于高速走丝线切割机是采取钼丝高速往复供丝的方式,钼丝的损耗均匀地分布在近300米的钼丝上,虽然钼丝的损耗极小,但电火花数控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,才能保证所加工的工件表面质量。

2 影响线切割加工工件表面质量的人为因素的控制和改善

2.1 合理设计切割路线:在加工中,工件内部残余应力的相对平衡受到破坏后,会引起工件的变形。应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。具体方法是:工件与其夹持部分得分离应安排在最后,使加工中刚性较好:采用预制孔穿丝的方法切割工件,减少变形:对于高精度工件,采用两次切割法,第一次切割时留有加工余量,以补偿原来的应力平衡状态受到的破坏;第二次切割为精加工,从而到达比较满意的效果。

2.2 正确选择切割参数:

2.2.1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做适当调整,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个标准就选择其为设定的加工厚度。

2.2.2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。

2.2.3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。

3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。需要注意的环节和应采取的措施如下:

3.1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。

3.2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,形成瞬间和局部高温来熔化并气化金属,放电结束后又迅速恢复放电间隙成为绝缘状态。绝缘性能太低,则工作液成了导体,而不能形成火花放电:绝缘性能太高则放电间隙小,排屑难,切割速度降低。加工前要根据不同的工艺条件选择不同型号的乳化液。再者必须检查与冷却液有关的条件,检查加工液的液量及脏污程度,保证加工液的绝缘性能、洗涤性能、冷却性能达到要求。

3.3必须检查导电块的磨损情况。高速走丝线切割机一般在加工了50-80小时后就须考虑改变导电块的切割位置或者更换导电块,有脏污时需要用洗涤液清洗。必须注意的是:当变更导电块的位置或者更换导电块时,必须重新校正电极丝的垂直度,以保证加工工件的精度和表面质量。

3.4检查导轮的转动情况,若转动不好则应更换,还必须仔细检查上、下喷嘴的损伤和脏污程度,用清洗液清除脏污,有损伤时需要及时更换。还应经常检查卷丝筒内丝的情况,丝损耗过大就会影响加工精度及表面质量,需要及时更换。此外,导电块、导轮和上、下喷嘴的不良状况也会引起线电极丝的振动,这时即使加工表面能进行良好的放电,但因电极丝振动,加工表面也很容易产生波峰或条纹,最终引起工件表面粗糙度变差。

3.5保持稳定的电源电压。电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定,从而引起击穿放电过程不稳定而影响工件的表面质量。

4影响线切割加工工件表面质量的材料因素的控制与改善

为了加工出尺寸精度高、表面质量好的线切割产品,必须对所用工件材料进行细致考虑:

    由于工件材料不同,熔点、气化点、导热系数等都不一样,因而即使按同样方式加工,所获得的工件表面质量也不相同,因此必须根据实际需要的表面质量对工件材料作相应的选择。例如要达到高精度,就必须选择硬质合金类材料,而不应该选不绣钢或者未淬火的高碳钢等,否则很难达到所需要求。

5结束语

总之,影响电火花线切割加工工件表面质量的因素很多,但只要对其进行系统的分析和科学的分类,就可以对这类复杂而且零乱的因素进行控制与调配,从而改善和提高工件表面。

参考文献

   [1]张超英,谢富春 《数控编程技术》 化学工业出版社,2003年

[2]张耀宸 《机械加工工艺设计手册》 航空工业出版社,1989年

[3]翟瑞波 《数控加工工艺》 机械工业出版社,2007年

[4]黄康美 《数控加工实训教程》 电子工业出版社,2004年

[5]全国数控培训网络天津分中心组编 《数控原理》 机械工业出版社,2006年

作者简介:潘晓玉(1974年9月),女(汉),吉林省梨树县,辽源方大锻造有限公司,主要从事模具车间技术及数控编程工作,车间主任工程师,工程师。

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