文档介绍：第五章电火花线切割加工工艺规律
主要工艺指标
电参数对工艺指标的影响
非电参数对工艺指标的影响
合理选择电火花线切割加工工艺
习题
主要工艺指标
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20 mm2/(min·A)。
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。
在我均偏差Ra(μm)来表示,在日本常用Rmax来表示。
对快走丝机床,电极丝损耗量用电极丝在切割10 000 mm2面积后电极丝直径的减少量来表示, mm。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。
电参数对工艺指标的影响
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。
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。
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。
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。 mm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。
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。
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