犬牙状白x射线切割加工工艺

犬牙状白x射线切割加工工艺

一、表面粗糙度组成1.单次放电造成凹坑大小rz通常为0.05m1.5m，这对切割粗糙度来说相对较小。由于单次放电造成的孔大小控制相对简单，因此只需降低单个脉冲的能量。值得一提的是当单个脉冲能量小到一定程度时会造成较厚的工件切不动,甚至会出现只短路不放电的无火花现象,这样会造成效率极低,排屑能力极差的不稳定加工工艺。2.换向条纹对rz线切割粗糙度的影响它的Rz通常在1μm~50μm之间,大到0.1mm以上也有可能。可知放电凹坑造成的Rz与换向条纹造成的Rz不在同一个量级范围内,更何况同时伴随着换向的黑白条纹,这给人的视觉影响是相当强烈的,因此它也是构成线切割粗糙度最重要的因素。二、一般表面粗糙度的类型和原因1.碳黑的镀层能在产品加工中,我们经常会遇到工件产生犬牙状黑白交错条纹的现象。由电蚀原理可知,切割过程中放电电离产生高温,液内的碳氢化合物很容易被热分解从而产生大量的碳黑,在电场的作用下,镀覆于阳极,其中一部分被丝带出缝隙,也总有一部分镀覆于工件表面,而且具有丝的入口处少、出口处多的特点。同时,这种镀层的附着度随工件主体与放电通道间的温差变化,与两极间电场强度也有关。也就是说,镀覆碳黑的现象是电蚀加工的伴生物,只要有加工就会有条纹。碳黑附着层的厚度通常是0.01~2μm,因放电凹坑的峰谷间都有,所以擦掉是比较困难的,只有随着表面的抛光和凹坑的去除才能彻底打磨干净。2.导轮和丝架分离引起的误差(1)丝线太松或储丝筒两端丝线松紧有明显差异,这造成了运丝中丝的大幅抖动,换向瞬间明显的挠性弯曲,从而出现超进给和短路停止进给。(2)导轮和轴承运转不够灵活或平稳,导致丝线抖动或跳动,易造成正反转时阻力不一或是轴向窜动。(3)导电块或一个导轮给丝的阻力太大,造成丝线维持的张力不适当,导致工作区(两工作导轮间称工作区)内正反张力出现严重差异。(4)导轮或是丝架造成的导轮工作位置不正、V型面不对称、两V型延长线的分离或交叉。(5)与走丝换向相关的进给不匀造成的超前或滞后,会在斜线和圆弧上形成台阶状,也类似搓板纹。总之,出现搓板纹,最主要的原因是丝在工作区(两导轮间称工作区)上下走的不是一条道,两条道的差值造成了搓板凸凹的幅度,机械原因是搓板纹的根本,导轮、轴承、导电块和丝运行轨迹是主要成因,进给不匀造成的超前或滞后也是成因之一。出现搓板纹不仅仅会造成工件表面粗糙度大,同时加工效率也会降低,频繁短路和开路也容易导致断丝,甚至瞬间的超进给会使短路过长以至停止加工。三、改进方法为使视觉效果好些,设法使条纹浅一点,可以从以下几个方面同时着手,以便在一定程度上改善粗糙度:1.武术和技巧从电加工的技术角度来说,最重要的在于它的工艺技术和技巧。只有工艺合理,才能高效率地加工出质量好的工件,分析图样是保证工件质量和工件综合技术指标的第一步,其中加工路线和正确装夹方法非常重要。2.高频跟踪与参数影响粗糙度的直接因素是单个脉冲放电造成蚀坑的大小,已经加工不稳定性造成的烧伤或短路痕迹和钼丝换向条纹。因此,适当降低脉宽和峰值电流,加工电压降低一点,变频跟踪更紧一点,就可减小蚀坑的大小及其带来的烧伤。一般来说,厚度小的钢,参数怎么设置都能切,脉宽大了,电流大就能快一些;反之就慢一些而粗糙度也好一点,是典型的反向互动特性。若厚度较大,如在40~100mm之间的钢,就一定要有较大的脉宽和大的脉宽间隔,峰值电流也一定达到12A以上,这是为了保证有足够的单个脉冲能量和排除蚀物的间隔时间。目前,我们加工的凸轮单件厚度为10mm,为提高效率可以采用四件叠加工,厚达40多MM就符合以上条件。3.加工设备条件差,造成工件烧蚀。加工出现极进给速度和表面粗糙度是成反比的两个工艺指标,表面粗糙度差与进给速度有很大的关系,当进给速度过快时,超过工件的蚀除速度,会频繁地出现短路,造成加工不稳定,使实际切割速度降低,加工表面也发焦呈褐色,工件上下端面处会有过烧现象。进给速度太慢,低于工件的蚀除速度,偏开路,脉冲利用率低,切割速度慢,加工表面也不好,会出现不稳定条纹或出现烧蚀现象。所以进给速度必须适宜,加工稳定,切割速度高,加工表面细而亮,丝纺均匀,可达到较好的表面粗糙度和较高的切割速度。4.切缝的表面氧化是造成切缝断很多人都有这样一种习惯,在进行一个很重要的工件加工之前,为慎重会把丝和冷却液都换成新的,这一定就好吗?首先应肯定,新丝并不一定好。由于材料纯度、拔制过程和绕制过程中的原因,钼丝某一点上造成抗拉强度的薄弱,这个点会在短时间内断丝。因钼丝储存过程中造成的表面氧化,实际加工的前一两个小时内其尺寸精度和表层质量都不是最好的。钼丝在实际运行的前几个小时内,由于拔制带来的内应力,丝的挠性较大,表现为当失去外力的拉直时,会自然蜷缩;挠性大时造成的切缝会比正常值大,且张力引起的换向条纹很重。刚上的新丝反倒爱断,不外乎也有这几个原因。冷却液新时应该说对大厚度加工,追求效率会好些。因为此时冷却液的清洁度好,介电系数大,恢复绝缘能力强。但也有缺点,会使换向条纹较重,碳黑的镀覆效应明显,尤其是放电凹坑大而深。因此,新丝、新冷却液出的切割面反而较差。特别要注意的是:加工过铝的水肯定是不好的。因为切铝时生成的氧化铝微粒悬浮于水中,它不断磨损导电块,时时要进入放电缝隙造成加工的不稳定或开路脉冲、短路脉冲的增多,进入轴承则加速磨损。所以,加工过铝的冷却液不要再长期使用,特别是不要再拿它进行很重要的加工。5.电极丝的认知(1)导轮和轴承保持好的精度和运转的平稳性,减少丝抖、丝跳,使丝运动轨迹保持一线变位量减到最小,保证电极丝的垂直度。丝维持适当的张力,且调好导轮和导电块,使丝上行下行时工作区的张力不变。(2)丝不宜过紧,水不宜过新。新水对切割效率肯定有益,但切割粗糙度不是新水最好。(3)过薄的工件上下两面各添加一块夹板,使换向条纹在夹板范围内得到缓冲。(4)XY运动稳定、准确,随动保真性好,无阻滞爬行也极为重要。6.重复切割加工要彻底没有条纹,则要把产生条纹的条件全部排除,即丝不换向,液内无乳化的碳氢物改用纯水,这样快走丝线切割的主要优越性也就没了。目前去掉换向条纹最有效的办法仍然是多次切割,就沿轮廓线留量0.005mm~0.02mm。切割轨迹修正后再切一遍,不留量沿上次轨迹再重复一遍,这样的重复切割,伴随脉冲加工参数的调整,会把换向的条纹完全去除干净,且把加工精度和粗糙度都提高一等。重复切割最基本的条件是机床有足够的重复定位精度