快走丝电火花线切割加工工艺初探

1、快走丝电火花线切割加工工艺初探            电火花线切割加工在对一些难切削的材料、特殊及复杂形状的零件的加工上较传统的切削加工方法具有明显的优势，因此被广泛应用于模具、工具、航空航天等制造加工领域。    根据电极丝运动的方式将电火花线切割机床分为快走丝电火花线切割机床和慢走丝电火花线切割机床，二者具有不同的特点和应用场合。快走丝电火花线切割机床因其操作简单、成本低等优点而被普遍采用。在线切割加工过程中，影响加工质量和效率的因素较多，本文结合相关

2、资料，对数控快走丝电火花线切割加工的工艺方法进行研究。     一、加工原理    1电极丝与工件之间脉冲式放电加工；    2电极丝沿其轴向作走丝运动；    3工件相对于电极丝在X，Y平面内作数控运动。    二、数控电火花线切割加工的特点    1无需制造成形电极，工件材料的预留量少；    2能够方便地加工复杂形状的型孔，微孔，窄缝等；    3直接

3、采用精加工和半精加工规准一次加工成形，一般不需要中途转换规准；    4只对工件材料进行图形轮廓加工，图形内外的余料还可利用；    5自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低。    三、数控电火花线切割加工的应用    数控电火花线切割加工为新产品试制，精密零件加工及模具制造开辟了一条新的工艺途径，主要应用于以下几个方面：    1适用于各种形状的冷冲模具。    2可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。&

4、#160;   3加工样板和成型刀具。    4加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模。    5加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料。    6加工凸轮，特殊的齿轮。    7适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，缩短生产周期。    四、数控电火花线切割的加工工艺    1工件材料的选择    为了加工出尺寸精度高、表面质量好的线切割产品

5、，必须对所用工件材料进行细致考虑：    (1) 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，而不应该选不锈钢或未淬火的高碳钢等，否则很难达到所需要求。   (2) 由于工件材料内部残余应力对加工的影响较大，在对热处理后的材料进行加工时，由于大面积去除金属和切断加工会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏，从而可能影响零件的加工精度和表面质量。为了避免这些情况，应选择锻造性好、淬透性好、热

6、处理变形小的材料。                 2切割路线的选择（多次切割）    为了获得较高的加工精度，可以考虑在快走丝线切割机床采用多次切割工艺。采用多次切割工艺时，第一次切割主要进行高速稳定切割，因此可选用高峰值电流；第二次切割的主要任务是修光。应选择较小的脉冲电流和脉冲宽度。    3穿丝孔和电极丝切入位置的选择    对于不同的工件，加工穿丝

7、孔的位置不同。在切割中、小孔形凹形类工件时，穿丝孔应位于凹形的中心位置，既便于穿丝孔加工位置准确，又便于控制坐标轨迹的计算；在切割凸形或大孔形凹形类工件时，穿丝孔应设置在加工起点附近，以缩短无用切割行程，同时应便于简化有关轨迹控制的计算。穿孔丝也可选在距离型孔边缘2-5mm处,如图所示。加工凸模时，为减小变形，电极丝切割时的运动轨迹与运动边缘的距离应大于5mm.    4电参数的选择    对加工质量具有明显影响的电参数主要包括脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔、运丝速度等，通常需要在保证表面质量、尺寸精度的前提下，尽量提高加工效率。

8、60;   脉冲电源是影响加工表面质量的重要因素。减小单个脉冲能量可以改善表面粗糙度。决定单个脉冲能量的因素主要是脉冲宽度和脉冲电流。因此采用小的脉冲宽度和脉冲电流可获得良好的表面粗糙度。但是单个脉冲能量越小， 切割速度越慢， 如果脉冲电流太小，将不能产生放电火化， 不能正常切割。一般来讲，精加工时，脉冲宽度可在20s内选择；中加工时，可在20s60s内选择。    脉冲间隔对切割速度影响较大，而对表面粗糙度影响较小。脉冲间隔越小，单位时间放电加工的次数越多，因而切割速度也越高。实际上，脉冲间隔不能太小，否则放电产物来不及被冲刷掉，放电间隙不能

9、充分消电离，加工不稳定，容易烧伤工件或断丝。对于厚度较大的工件，应适当加大脉冲间隔，以充分消除放电产物，形成稳定切割。一般脉冲间隔在10s250s范围内基本上能适应各种加工条件，进行稳定加工。    走丝速度对加工速度具有一定影响，随着走丝速度的提高，加工速度将明显增大。但是，高速度会引起电极丝较大的振动而使工件表面的直线度和粗糙度恶化。因此，应在保证加工质量的前提下，选择一个具有适当加工速度的合理走丝速度。    5其它非电参数的选择   （1）电极丝及其走丝速度的选择    一般采

10、用0.06-0.20mm的钼丝。提高走丝速度有利于电极丝把工作液带入较大厚度的工件放电间隙中，有利于电蚀产物排放和放电加工的稳定。   （2）工作液的选择及使用    煤油介电强度高，间隙消耗放电能量多，分配到两极的能量少，排屑困难，故切割速度低。但煤油受冷热变化影响不明显，且润滑性能好，因此不容易断丝。皂化液洗涤性能好，有利于排屑，切割速度较高。    乳化型工作液的节电强度比水高，比煤油低，冷却能力比水弱，比煤油好，洗涤性比水和煤油都好，较非乳化型工作液的切割速度高，是普遍使用的工作液。  

11、  纯净的工作液最初使用时并不能获得最好加工效果，而在使用12个工作日后，金属屑进入工作液中形成一定脏度的混合液，这种混合液在切割中具有良好的效果。因此，定期更换工作液时往往不需要将工作液箱清洗非常干净，以获得具有一定脏度的混合液。     五、常见问题的处理    1五种放电状态   （1）开路（空载脉冲）    放电间隙没有击穿，间隙上有大于50V的电压，但间隙内没有电流流过，为空载状态（td=ti）。   （2）火花放电（工作脉冲，或称有效

12、脉冲）    间隙内绝缘性能良好，工作液介质击穿后能有效地抛出、蚀除金属。波形特点是：电压上有td，te和Ie波形上有高频振荡的小锯齿波形。   （3）短路（短路脉冲）    放电间隙直接短路相接，这是由于伺服进给系统瞬时进给过多或放电间隙中有电蚀产物搭接所致。间隙短路时电流较大，但间隙两端的电压很小，没有蚀除加工作用。   （4）电弧放电（稳定电弧放电）    由于排屑不良，放电点集中在某一局部而不分散，局部热量积累，温度升高，恶性循环，此时火花放电就成为电弧放电，由于放电点固定在某一点或某局部，因此称为稳定电弧，常使电极表面结炭、烧伤。波形特点是td和高频振荡的小锯齿波基本消失。   （5）过渡电弧放电（不稳定电弧放电，或称不稳定火花放电）    过渡电弧放电是正常火花放电与稳定电弧放电的过渡状态，是稳定电弧放电的前兆。波形特点是击穿延时td很小或接近于零，仅成为一尖刺，电压电流波上的高频分量变低成为稀疏和锯齿