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第五章电火花线切割加工工艺规律5.1主要工艺指标5.2电参数对工艺指标的影响5.3非电参数对工艺指标的影响5.4合理选择电火花线切割加工工艺5.5习题辽阳职业技术学院5.1主要工艺指标 1.切割速度 线切割加工中的切割速度是指在保证一定的表面粗糙度的切割过程中,单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积的总和,单位为mm2/min。最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件下,所能达到的最大切割速度。通常快走丝线切割加工的切割速度为40~80mm2/min,它与加工电流大小有关,为了在不同脉冲电源、不同加工电流下比较切割效果,将每安培电流的切割速度称为切割效率,一般切割效率为20mm2/(min·A)。辽阳职业技术学院 2.加工精度 加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。加工精度是一项综合指标,它包括切割轨迹的控制精度、机械传动精度、工件装夹定位精度以及脉冲电源参数的波动、电极丝的直径误差、损耗与抖动、工作液脏污程度的变化、加工操作者的熟练程度等对加工精度的影响。
3.表面粗糙度 在我国和欧洲表面粗糙度常用轮廓算术平均偏差Ra(μm)来表示,在日本常用Rmax来表示。辽阳职业技术学院 4.电极丝损耗量 对快走丝机床,电极丝损耗量用电极丝在切割10000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示,一般减小量不应大于0.01mm。对慢走丝机床,由于电极丝是一次性的,故电极丝损耗量可忽略不计。辽阳职业技术学院5.2电参数对工艺指标的影响 1.放电峰值电流对工艺指标的影响 放电峰值电流增大,单个脉冲能量增多,工件放电痕迹增大,故切割速度迅速提高,表面粗糙度数值增大,电极丝损耗增大,加工精度有所下降。因此第一次切割加工及加工较厚工件时取较大的放电峰值电流。 放电峰值电流不能无限制增大,当其达到一定临界值后,若再继续增大峰值电流,则加工的稳定性变差,加工速度明显下降,甚至断丝。辽阳职业技术学院 2.脉冲宽度ti对工艺指标的影响 在其他条件不变的情况下,增大脉冲宽度ti,线切割加工的速度提高,表面粗糙度变差。这是因为当脉冲宽度增加时,单个脉冲放电能量增大,放电痕迹会变大。同时,随着脉冲宽度的增加,电极丝损耗也变大。因为脉冲宽度增加,正离子对电极丝的轰击加强,结果使得接负极的电极丝损耗变大。 当脉冲宽度ti增大到一临界值后,线切割加工速度将随脉冲宽度的增大而明显减小。因为当脉冲宽度ti达到一临界值后,加工稳定性变差,从而影响了加工速度。辽阳职业技术学院 3.脉冲间隔to对工艺指标的影响 在其他条件不变的情况下,减小脉冲间隔to,脉冲频率将提高,所以单位时间内放电次数增多,平均电流增大,从而提高了切割速度。 脉冲间隔to在电火花加工中的主要作用是消电离和恢复液体介质的绝缘。脉冲间隔to不能过小,否则会影响电蚀产物的排出和火花通道的消电离,导致加工稳定性变差和加工速度降低,甚至断丝。当然,也不是说脉冲间隔to越大,加工就越稳定。脉冲间隔过大会使加工速度明显降低,严重时不能连续进给,加工变得不稳定。
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在电火花成型加工中,脉冲间隔的变化对加工表面粗糙度影响不大。在线切割加工中,在其余参数不变的情况下,脉冲间隔减小,线切割工件的表面粗糙度数值稍有增大。这是因为一般电火花线切割加工用的电极丝直径都在0.25mm以下,放电面积很小,脉冲间隔的减小导致平均加工电流增大,由于面积效应的作用,致使加工表面粗糙度值增大。 脉冲间隔的合理选取,与电参数、走丝速度、电极丝直径、工件材料及厚度有很大关系。因此,在选取脉冲间隔时必须根据具体情况而定。当走丝速度较快、电极丝直径较大、工件较薄时,因排屑条件好,可以适当缩短脉冲间隔时间。反之,则可适当增大脉冲间隔。辽阳职业技术学院
综上所述,电参数对线切割电火花加工的工艺指标的影响有如下规律:
(1)加工速度随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高,即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。实验证明,增大峰值电流对切割速度的影响比用增大脉宽的办法显著。
(2)加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大及脉冲间隔的减小而增大,不过脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。辽阳职业技术学院
实践表明,在加工中改变电参数对工艺指标影响很大,必须根据具体的加工对象和要求,综合考虑各因素及其相互影响关系,选取合适的电参数,既优先满足主要加工要求,又同时注意提高各项加工指标。例如,加工精密小零件时,精度和表面粗糙度是主要指标,加工速度是次要指标,这时选择电参数主要满足尺寸精度高、表面粗糙度好的要求。又如加工中、大型零件时,对尺寸的精度和表面粗糙度要求低一些,故可选较大的加工峰值电流、脉冲宽度,尽量获得较高的加工速度。此外,不管加工对象和要求如何,还需选择适当的脉冲间隔,以保证加工稳定进行,提高脉冲利用率。因此选择电参数值是相当重要的,只要能客观地运用它们的最佳组合,就一定能够获得良好的加工效果。辽阳职业技术学院慢走丝丝线切切割机机床及及部分分快走走丝线线切割割机床床的生生产厂厂家(如北京京阿奇奇公司司)在操作作说明明书中中给出出了较较为科科学的的加工工参数数表。。在操操作这这类机机床中中,一一般只只需要要按照照说明明书正正确地地选用用参数数表即即可。。而对对绝大大部分分快走走丝机机床而而言,,初学学者可可以根根据操操作说说明书书中的的经验验值大大致选选取,,然后后根据据电参参数对对加工工工艺艺指标标的影影响具具体调调整。。4.极性性线切割割加工工因脉脉宽较较窄,,所以以都用用正极极性加加工,,否则则切割割速度度变低低且电电极丝丝损耗耗增大大。辽阳职业技术学院5.3非电参参数对对工艺艺指标标的影影响5.3.1电极丝丝及其其材料料对工工艺指指标的的影响响1.电极极丝的的选择择目前电电火花花线切切割加加工使使用的的电极极丝材材料有有钼丝丝、钨钨丝、、钨钼钼合金金丝、、黄铜铜丝、、铜钨钨丝等等。采用钨钨丝加加工时时,可可获得得较高高的加加工速速度,,但放放电后后丝质质易变变脆,,容易易断丝丝,故故应用用较少少,只只在慢慢走丝丝弱规规准加加工中中尚有有使用用。钼钼丝比比钨丝丝熔点点低,,抗拉拉强度度低,,但韧韧性好好,在在频繁繁的急急热急急冷变变化过过程中中,丝丝质不不易变变脆、、不易易断丝丝。辽阳职业技术学院钨钼丝丝(钨、钼钼各占占50%的合合金)加工效效果比比前两两种都都好,,它具具有钨钨、钼钼两者者的特特性,,使用用寿命命和加加工速速度都都比钼钼丝高高。铜铜钨丝丝有较较好的的加工工效果果,但但抗拉拉强度度差些些,价价格比比较昂昂贵,,来源源较少少,故故应用用较少少。采采用黄黄铜丝丝做电电极丝丝时,,加工工速度度较高高,加加工稳稳定性性好,,但抗抗拉强强度差差,损损耗大大。目前,,快走走丝线线切割割加工工中广广泛使使用钼钼丝作作为电电极丝丝,慢慢走丝丝线切切割加加工中中广泛泛使用用直径径为0.1mm以上的的黄铜铜丝作作为电电极丝丝。辽阳职业技术学院2.电极极丝的的直径径表5-1几种直直径的的钼丝丝的最最小拉拉断力力辽阳职业技术学院电极丝丝的直直径是是根据据加工工要求求和工工艺条条件选选取的的。在在加工工要求求允许许的情情况下下,可可选用用直径径大些些的电电极丝丝。直直径大大,抗抗拉强强度大大,承承受电电流大大,可可采用用较强强的电电规准准进行行加工工,能能够提提高输输出的的脉冲冲能量量,提提高加加工速速度。。同时时,电电极丝丝粗,,切缝缝宽,,放电电产物物排除除条件件好,,加工工过程程稳定定,能能提高高脉冲冲利用用率和和加工工速度度。若若电极极丝过过粗,,则难难加工工出内内尖角角工件件,降降低了了加工工精度度,同同时切切缝过过宽使使材料料的蚀蚀除量量变大大,加加工速速度也也有所所降低低;若若电极极丝直直径过过小,,则抗抗拉强强度低低,易易断丝丝,而而且切切缝较较窄,,放电电产物物排除除条件件差,,加工工经常常出现现不稳稳定现现象,,导致致加工工速度度降低低。细细电极极丝的的优点点是可可以得得到较较小半半径的的内尖尖角,,加工工精度度能相相应提提高。。表5-1是常见见的几几种直直径的的钼丝丝的最最小拉拉断力力。快快走丝丝一般般采用用0.10~0.25mm的钼丝丝。辽阳职业技术学院3.走丝速速度对对工艺艺指标标的影影响对于快快走丝丝线切切割机机床,,在一一定的的范围围内,,随着着走丝丝速度度(简称丝丝速)的提高高,有有利于于脉冲冲结束束时放放电通通道迅迅速消消电离离。同同时,,高速速运动动的电电极丝丝能把把工作作液带带入厚厚度较较大工工件的的放电电间隙隙中,,有利利于排排屑和和放电电加工工稳定定进行行。故故在一一定加加工条条件下下,随随着丝丝速的的增大大,加加工速速度提提高。。图5-1为快走走丝线线切割割机床床走丝丝速度度与切切割速速度关关系的的实验验曲线线。实实验证证明::当走走丝速速度由由1.4m/s上升到到7~9m/s时,走走丝速速度对对切割割速度度的影影响非非常明明显。。若再再继续续增大大走丝丝速度度,切切割速速度不不仅不不增大大,反反而开开始下下降,,这是是因为为丝速速再增增大,,排屑屑条件件虽然然仍在在改善善,蚀蚀除作作用基基本不不变,,但是是储丝丝筒一一次排排丝的的运转转时间间减少少,使使其在在一定定时间间内的的正反反向换换向次次数增增多,,非加加工时时间增增多,,从而而使加加工速速度降降低。。辽阳职业技术学院图5-1快速走走丝方方式丝丝速对对加工工速度度的影影响辽阳职业技术学院对应最最大加加工速速度的的最佳佳走丝丝速度度与工工艺条条件、、加工工对象象有关关,特特别是是与工工件材材料的的厚度度有很很大关关系。。当其其他工工艺条条件相相同时时,工工件材材料厚厚一些些,对对应于于最大大加工工速度度的走走丝速速度就就高些些,即即图5-1中的曲曲线将将随工工件厚厚度增增加而而向右右移。。在国产产的快快走丝丝机床床中,,有相相当一一部分分机床床的走走丝速速度可可调节节,比比如深深圳福福斯特特数控控机床床有限限公司司生产产的线线切割割机床床的走走丝速速度有有3m/s、6m/s、9m/s、12m/s,可根根据不不同的的加工工工件件厚度度选用用最佳佳的加加工速速度(如表5-2所示);还有有另外外一些些机床床只有有一种种走丝丝速度度,如如北京京阿奇奇公司司的FW系列快快走丝丝机床床的走走丝速速度为为8.7m/s。辽阳职业技术学院表5-2丝速选选择范范围表表辽阳职业技术学院对于慢慢走丝丝线切切割机机床,,同样样也是是走丝丝速度度越快快,加加工速速度越越快。。因为为慢走走丝机机床的的电极极丝的的线速速度范范围约约为每每秒零零点几几毫米米到几几百毫毫米。。这种种走丝丝方式式是比比较平平稳均均匀,,电极极丝抖抖动小小,故故加工工出的的零件件表面面粗糙糙度好好、加加工精精度高高;但但丝速速慢导导致放放电产产物不不能及及时被被带出出放电电间隙隙,易易造成成短路路及不不稳定定放电电现象象。提提高电电极丝丝走丝丝速度度,工工作液液容易易被带带入放放电间间隙,,放电电产物物也容容易排排出间间隙之之外,,故改改善了了间隙隙状态态,进进而可可提高高加工工速度度。但但在一一定的的工艺艺条件件下,,当丝丝速达达到某某一值值后,,加工工速度度就趋趋向稳稳定(如图5-2所示)。慢走丝丝线切切割机机床的的最佳佳走丝丝速度度与加加工对对象、、电极极丝材材料、、直径径等有有关。。现在在慢走走丝机机床的的操作作说明明书中中都会会推荐荐相应应的走走丝速速度值值。辽阳职业技术学院图5-2慢速走走丝方方式丝丝速对对加工工速度度的影影响辽阳职业技术学院4.电极极丝往往复运运动对对工艺艺指标标的影影响快走丝丝线切切割加加工时时,加加工工工件表表面往往往会会出现现黑白白交错错相间间的条条纹(如图图5-3所示示),电电极极丝丝进进口口处处呈呈黑黑色色,,出出口口处处呈呈白白色色。。条条纹纹的的出出现现与与电电极极丝丝的的运运动动有有关关,,这这是是排排屑屑和和冷冷却却条条件件不不同同造造成成的的。。电电极极丝丝从从上上向向下下运运动动时时,,工工作作液液由由电电极极丝丝从从上上部部带带入入工工件件内内,,放放电电产产物物由由电电极极丝丝从从下下部部带带出出。。这这时时,,上上部部工工作作液液充充分分,,冷冷却却条条件件好好,,下下部部工工作作液液少少,,冷冷却却条条件件差差,,但但排排屑屑条条件件比比上上部部好好。。工工作作液液在在放放电电间间隙隙里里受受高高温温热热裂裂分分解解,,形形成成高高压压气气体体,,急急剧剧向向外外扩扩散散,,对对上上部部蚀蚀除除物物的的排排除除造造成成困困难难。。辽阳职业技术学院这时时,,放放电电产产生生的的炭炭黑黑等等物物质质将将凝凝聚聚附附着着在在上上部部加加工工表表面面上上,,使使之之呈呈黑黑色色;;在在下下部部,,排排屑屑条条件件好好,,工工作作液液少少,,放放电电产产物物中中炭炭黑黑较较少少,,而而且且放放电电常常常常是是在在气气体体中中发发生生的的,,因因此此加加工工表表面面呈呈白白色色。。同同理理,,当当电电极极丝丝从从下下向向上上运运动动时时,,下下部部呈呈黑黑色色,,上上部部呈呈白白色色。。这这样样,,经经过过电电火火花花线线切切割割加加工工的的表表面面,,就就形形成成黑黑白白交交错错相相间间的的条条纹纹。。这这是是往往复复走走丝丝工工艺艺的的特特性性之之一一。。辽阳职业技术学院图5-3与电电极极丝丝运运动动方方向向有有关关的的条条纹纹辽阳职业技术学院由于于加加工工表表面面两两端端出出现现黑黑白白交交错错相相间间的的条条纹纹,,使使工工件件加加工工表表面面两两端端的的粗粗糙糙度度比比中中部部稍稍有有下下降降。。当当电电极极丝丝较较短短、、储储丝丝筒筒换换向向周周期期较较短短或或者者切切割割较较厚厚工工件件时时,,如如果果进进给给速速度度和和脉脉冲冲间间隔隔调调整整不不当当,,尽尽管管加加工工结结果果看看上上去去似似乎乎没没有有条条纹纹,,实实际际上上条条纹纹很很密密而而互互相相重重叠叠。。电极极丝丝往往复复运运动动还还会会造造成成斜斜度度。。电电极极丝丝上上下下运运动动时时,,电电极极丝丝进进口口处处与与出出口口处处的的切切缝缝宽宽窄窄不不同同(如图图5-4所示示)。宽宽口口是是电电极极丝丝的的入入口口处处,,窄窄口口是是电电极极丝丝的的出出口口处处。。故故当当电电极极丝丝往往复复运运动动时时,,在在同同一一切切割割表表面面中中电电极极丝丝进进口口与与出出口口的的高高低低不不同同。。这这对对加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度是是有有影影响响的的。。图图5-5是切切缝缝剖剖面面示示意意图图。。由由图图可可知知,,电电极极丝丝的的切切缝缝不不是是直直壁壁缝缝,,而而是是两两端端小小、、中中间间大大的的鼓鼓形形缝缝。。这这也也是是往往复复走走丝丝工工艺艺的的特特性性之之一一。。辽阳职业技术学院图5-4电极极丝丝运运动动引引起起的的斜斜度度辽阳职业技术学院图5-5切缝缝剖剖面面示示意意图图辽阳职业技术学院对慢慢走走丝丝线线切切割割加加工工,,上上述述不不利利于于加加工工表表面面粗粗糙糙度度的的因因素素可可以以克克服服。。一一般般慢慢速速走走丝丝线线切切割割加加工工无无须须换换向向,,加加之之便便于于维维持持放放电电间间隙隙中中的的工工作作液液和和蚀蚀除除产产物物的的大大致致均均匀匀,,所所以以可可以以避避免免黑黑白白相相间间的的条条纹纹。。同同时时,,由由于于慢慢走走丝丝系系统统电电极极丝丝运运动动速速度度低低、、走走丝丝运运动动稳稳定定,,因因此此不不易易产产生生较较大大的的机机械械振振动动,,从从而而避避免免了了加加工工面面的的波波纹纹。。5.电电极极丝丝张张力力对对工工艺艺指指标标的的影影响响电极极丝丝张张力力对对工工艺艺指指标标的的影影响响如如图图5-6所示示。。由由图图可可知知,,在在起起始始阶阶段段电电极极丝丝的的张张力力越越大大,,则则切切割割速速度度越越快快,,这这是是由由于于张张力力大大时时,,电电极极丝丝的的振振幅幅变变小小,,切切缝缝宽宽度度变变窄窄,,进进给给速速度度加加快快。。辽阳职业技术学院若电电极极丝丝的的张张力力过过小小,,一一方方面面电电极极丝丝抖抖动动厉厉害害,,会会频频繁繁造造成成短短路路,,以以致致加加工工不不稳稳定定,,加加工工精精度度不不高高;;另另一一方方面面,,电电极极丝丝过过松松使使电电极极丝丝在在加加工工过过程程中中受受放放电电压压力力作作用用而而产产生生的的弯弯曲曲变变形形严严重重,,结结果果电电极极丝丝切切割割轨轨迹迹落落后后并并偏偏移移工工件件轮轮廓廓,,即即出出现现加加工工滞滞后后现现象象,,从从而而造造成成型型状状和和尺尺寸寸误误差差,,如如切切割割较较厚厚的的圆圆柱柱时时会会出出现现腰腰鼓鼓形形状状,,严严重重时时电电极极丝丝在在快快速速运运转转过过程程中中会会跳跳出出导导轮轮槽槽,,从从而而造造成成断断丝丝等等故故障障;;但但如如果果过过分分将将张张力力增增大大,,切切割割速速度度不不仅仅不不继继续续上上升升,,反反而而容容易易断断丝丝。。电电极极丝丝断断丝丝的的机机械械原原因因主主要要是是由由于于电电极极丝丝本本身身受受抗抗拉拉强强度度的的限限制制。。因因此此,,在在多多次次线线切切割割加加工工中中,,往往往往初初加加工工时时电电极极丝丝的的张张力力稍稍微微调调小小,,以以保保证证不不断断丝丝,,在在精精加加工工时时稍稍微微调调大大,,以以减减小小电电极极丝丝抖抖动动的的幅幅度度来来提提高高加加工工精精度度。。辽阳职业技术学院图5-6电极丝张张力与进进给速度度图辽阳职业技术学院在慢走丝丝加工中中,设备备操作说说明书一一般都有有详细的的张紧力力设置说说明,初初学者可可以按照照说明书书去设置置,有经经验者可可以自行行设定。。如对多多次切割割,可以以在第一一次切割割时稍微微减小张张紧力,,以避免免断丝。。在快走走丝加工工中,部部分机床床有自动动紧丝装装置,操操作者完完全可以以按相关关说明书书进行操操作;另另一部分分需要手手动紧丝丝,这种种操作需需要实践践经验,,一般在在开始上上丝时紧紧三次,,在随后后的加工工中根据据具体情情况具体体分析。。辽阳职业技术学院5.3.2工作液对对工艺指指标的影影响在相同的的工作条条件下,,采用不不同的工工作液可可以得到到不同的的加工速速度、表表面粗糙糙度。电电火花线线切割加加工的切切割速度度与工作作液的介介电系数数、流动动性、洗洗涤性等等有关。。快走丝丝线切割割机床的的工作液液有煤油油、去离离子水、、乳化液液、洗涤涤剂液、、酒精溶溶液等。。但由于于煤油、、酒精溶溶液加工工时加工工速度低低、易燃燃烧,现现已很少少采用。。目前,,快走丝丝线切割割工作液液广泛采采用的是是乳化液液,其加加工速度度快。慢慢走丝线线切割机机床采用用的工作作液是去去离子水水和煤油油。辽阳职业技术学院工作液的的注入方方式和注注入方向向对线切切割加工工精度有有较大影影响。工工作液的的注入方方式有浸浸泡式、、喷入式式和浸泡泡喷入复复合式。。在浸泡泡式注入入方法中中,线切切割加工工区域流流动性差差,加工工不稳定定,放电电间隙大大小不均均匀,很很难获得得理想的的加工精精度;喷喷入式注注入方式式是目前前国产快快走丝线线切割机机床应用用最广的的一种,,因为工工作液以以喷入这这种方式式强迫注注入工作作区域,,其间隙隙的工作作液流动动更快,,加工较较稳定。。但是,,由于工工作液喷喷入时难难免带进进一些空空气,故故不时发发生气体体介质放放电,其其蚀除特特性与液液体介质质放电不不同,从从而影响响了加工工精度。。浸泡式式和喷入入式比较较,喷入入式的优优点明显显,所以以大多数数快走丝丝线切割割机床采采用这种种方式。。在精密密电火花花线切割割加工中中,慢走走丝线切切割加工工普遍采采用浸泡泡喷入复复合式的的工作液液注入方方式,它它既体现现了喷入入式的优优点,又又避免了了喷入时时带入空空气的隐隐患。辽阳职业技术学院工作液的的喷入方方向分单单向和双双向两种种。无论论采用哪哪种喷入入方向,,在电火火花线切切割加工工中,因因切缝狭狭小、放放电区域域介质液液体的介介电系数数不均匀匀,所以以放电间间隙也不不均匀,,并且导导致加工工面不平平、加工工精度不不高。若采用单单向喷入入工作液液,入口口部分工工作液纯纯净,出出口处工工作液杂杂质较多多,这样样会造成成加工斜斜度(如图5.7(a)所示);若采用用双向喷喷入工作作液,则则上下入入口较为为纯净,,中间部部位杂质质较多,,介电系系数低,,这样造造成鼓形形切割面面(如图5-7(b)所示)。工件越越厚,这这种现象象越明显显。辽阳职业技术学院图5-7工作液喷喷入方式式对线切切割加工工精度的的影响辽阳职业技术学院5.3.3工件材料料及厚度度对工艺艺指标的的影响1.工件材材料对工工艺指标标的影响响工艺条件件大体相相同的情情况下,,工件材材料的化化学、物物理性能能不同,,加工效效果也将将会有较较大差异异。在慢速走走丝方式式、煤油油介质情情况下,,加工铜铜件过程程稳定,,加工速速度较快快。加工工硬质合合金等高高熔点、、高硬度度、高脆脆性材料料时,加加工稳定定性及加加工速度度都比加加工铜件件低。加加工钢件件,特别别是不锈锈钢、磁磁钢和未未淬火或或淬火硬硬度低的的钢等材材料时,,加工稳稳定性差差,加工工速度低低,表面面粗糙度度也差。。辽阳职业技术学院在快速走丝方方式、乳化液液介质的情况况下,加工铜铜件、铝件时时,加工过程程稳定,加工工速度快。加加工不锈钢、、磁钢、末淬淬火或淬火硬硬度低的高碳碳钢时,加工工稳定性差些些,加工速度度也低,表面面粗糙度也差差。加工硬质质合金钢时,,加工比较稳稳定,加工速速度低,但表表面粗糙度好好。材料不同,,加工效果果不同,这这是因为工工件材料不不同,脉冲冲放电能量量在两极上上的分配、、传导和转转换都不同同。从热学学观点来看看,材料的的电火花加加工性与其其熔点、沸沸点有很大大关系。表表5-3为常用工件件材料的有有关元素或或物质的熔熔点和沸点点。辽阳职业技术学院由表可知,,常用的电电极丝材料料钼的熔点点为2625℃℃,沸点为4800℃℃,比铁、硅硅、锰、铬铬、铜、铝铝的熔点和和沸点都高高,而比碳碳化钨、碳碳化钛等硬硬质合金基基体材料的的熔点和沸沸点要低。。在单个脉脉冲放电能能量相同的的情况下,,用铜丝加加工硬质合合金比加工工钢产生的的放电痕迹迹小,加工工速度低,,表面粗糙糙度好,同同时电极丝丝损耗大,,间隙状态态恶化时则则易引起断断丝。辽阳职业技术学院表5-3常用工件材材料的有关关元素或物物质的熔点点和沸点辽阳职业技术学院2.工件厚度度对工艺指指标的影响响工件厚度对对工作液进进入和流出出加工区域域以及电蚀蚀产物的排排除、通道道的消电离离等都有较较大的影响响。同时,,电火花通通道压力对对电极丝抖抖动的抑制制作用也与与工件厚度度有关。这这样,工件件厚度对电电火花加工工稳定性和和加工速度度必然产生生相应的影影响。工件件材料薄,,工作液容容易进入和和充满放电电间隙,对对排屑和消消电离有利利,加工稳稳定性好。。但是工件件若太薄,,对固定丝丝架来说,,电极丝从从工件两端端面到导轮轮的距离大大,易发生生抖动,对对加工精度度和表面粗粗糙度带来来不良影响响,且脉冲冲利用率低低,切割速速度下降;;若工件材材料太厚,,工作液难难进入和充充满放电间间隙,这样样对排屑和和消电离不不利,加工工稳定性差差。辽阳职业技术学院工件材料的的厚度大小小对加工速速度有较大大影响。在在一定的工工艺条件下下,加工速速度将随工工件厚度的的变化而变变化,一般般都有一个个对应最大大加工速度度的工件厚厚度。图5-8为慢速走丝丝时工件厚厚度对加工工速度的影影响。图5-9为快速走丝丝时工件厚厚度对加工工速度的影影响。辽阳职业技术学院图5-8慢速走丝时时工件厚度度对加工速速度的影响响辽阳职业技术学院图5-9快速走丝时时工件厚度度对加工速速度的影响响辽阳职业技术学院5.3.4进给速度对对工艺指标标的影响1.进给速度度对加工速速度的影响响在线切割加加工时,工工件不断被被蚀除,即即有一个蚀蚀除速度;;另一方面面,为了电电火花放电电正常进行行,电极丝丝必须向前前进给,即即有一个进进给速度。。在正常加加工中,蚀蚀除速度大大致等于进进给速度,,从而使放放电间隙维维持在一个个正常的范范围内,使使线切割加加工能连续续进行下去去。蚀除速度与与机器的性性能、工件件的材料、、电参数、、非电参数数等有关,,但一旦对对某一工件件进行加工工时,它就就可以看成成是一个常常量;在国国产的快走走丝机床中中,有很多多机床的进进给速度需需要人工调调节,它又又是一个随随时可变的的可调节参参数。辽阳职业技术学院正常的电火火花线切割割加工就要要保证进给给速度与蚀蚀除速度大大致相等,,使进给均均匀平稳。。若进给速速度过高(过跟踪),即电极丝丝的进给速速度明显超超过蚀除速速度,则放放电间隙会会越来越小小,以致产产生短路。。当出现短短路时,电电极丝马上上会产生短短路而快速速回退。当当回退到一一定的距离离时,电极极丝又以大大于蚀除速速度的速度度向前进给给,又开始始产生短路路、回退。。这样频繁繁的短路现现象,一方方面造成加加工的不稳稳定,另一一方面造成成断丝;若若进给速度度太慢(欠跟踪),即电极丝丝的进给速速度明显落落后于工件件的蚀除速速度,则电电极丝与工工件之间的的距离越来来越大,造造成开路。。这样出现现工件蚀除除过程暂时时停顿,整整个加工速速度自然会会大大降低低。由此可可见,在线线切割加工工中调节进进给速度虽虽然本身并并不具有提提高加工速速度的能力力,但它能能保证加工工的稳定性性。辽阳职业技术学院下面以深圳圳福斯特数数控机床有有限公司的的某型号线线切割机床床来说明如如何调节到到最佳进给给速度。首先,最佳佳进给速度度应是短路路电流的80%左右,这一一规律可用用于判断进进给速度调调整是否合合适。其次,可通通过加工电电流表指针针的摇动情情况来进行行判断,正正常加工时时电流表指指针基本不不动。若经经常向下摆摆动,则说说明是欠跟跟踪,这时时应将跟踪踪调快;若若经常向上上摆动,则则说明是过过跟踪,这这时应将跟跟踪调慢;;若指针来来回较大幅幅度摇摆,,则说明加加工不稳定定,这时应应判明原因因,做好参参数调节(如调整脉冲冲宽度、脉脉冲间隔、、峰值电流流、工作液液流量等)再加工,否否则易断丝丝。辽阳职业技术学院第三,可以以通过示波波器观察加加工中的脉脉冲波形来来判别(如图5-10所示)。在正常条条件下,应应该是加工工波最浓,,空载波和和短路波基基本一致,,波形稳定定。如出现现波形在空空载波和短短路波之间间来回跳动动,则说明明加工不稳稳定,这时时需要调节节常用的电电参数和非非电参数。。辽阳职业技术学院稳定切割(b)欠跟踪需加加快(c)过跟踪需减减慢图5-10采用示波器器观察辽阳职业技术学院第四,深圳圳福斯特数数控机床有有限公司生生产的立柜柜式控制系系统,用加加工界面左左下角的波波形取样窗窗观察波形形(如图5-11所示),以此作为为进给速度度调节的依依据。需要指出的的是,并不不是每台机机床都需要要在加工中中人工调节节进给速度度。慢走丝丝机床、部部分快走丝丝机床(如北京阿奇奇公司生产产的)都没有在控控制面板中中设置这种种类型的按按钮。辽阳职业技术学院正常加工(b)欠跟踪需加加快(c)过跟踪要减减慢(d)加工不稳需需调整电参参数图5-11采用立柜控控制界面取取样波形辽阳职业技术学院2.进给速度度对工件表表面质量的的影响进给速度调调节不当,,不但会造造成频繁的的短路、开开路,而且且还影响加加工工件的的表面粗糙糙度,致使使出现不稳稳定条纹,,或者出现现表面烧蚀蚀现象。分分下列几种种情况讨论论:(1)进给速度过过高。这时时工件蚀除除的线速度度低于进给给速度,会会频繁出现现短路,造造成加工不不稳定,平平均加工速速度降低,,加工表面面发焦,呈呈褐色,工工件的上下下端面均有有过烧现象象。辽阳职业技术学院(2)进给速度过过低。这时时工件蚀除除的线速度度大于进给给速度,经经常出现开开路现象,,导致加工工不能连续续进行,加加工表面亦亦发焦,呈呈淡褐色,,工件的上上下端面也也有过烧现现象。(3)进给速度稍稍低。这时时工件蚀除除的线速度度略高于进进给速度,,加工表面面较粗、较较白,两端端面有黑白白相间的条条纹。(4)进给速度适适宜。这时时工件蚀除除的线速度度与进给速速度相匹配配,加工表表面细而亮亮,丝纹均均匀。因此此,在这种种情况下,,能得到表表面粗糙度度好、精度度高的加工工效果。辽阳职业技术学院5.3.5火花通道压压力对工艺艺指标的影影响在液体介质质中进行脉脉冲放电时时,产生的的放电压力力具有急剧剧爆发的性性质,对放放电点附近近的液体、、气体和蚀蚀除物产生生强大的冲冲击作用,,使之向四四周喷射,,同时伴随随发生光、、声等效应应。这种火火花通道的的压力对电电极丝产生生较大的后后向推力,,使电极丝丝发生弯曲曲。图5-12是放放电电压压力力使使电电极极丝丝弯弯曲曲的的示示意意图图。。因因此此,,实实际际加加工工轨轨迹迹往往往往落落后后于于工工作作台台运运动动轨轨迹迹。。例例如如,,切切割割直直角角轨轨迹迹工工件件时时,,切切割割轨轨迹迹应应在在图图中中a点处处转转弯弯,,但但由由于于电电极极丝丝受受到到放放电电压压力力的的作作用用,,实实际际加加工工轨轨迹迹如如图图中中实实线线所所示示,,如如图图
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