數(shù)控電火花線切割在鋁型材擠壓模具加工中的利用

電火花線切割加工是在電火花加工根本上成長 起來的一種新的工藝情勢 ，它是操縱移動的細(xì)金屬絲作為對象 電極，在金屬絲與工件間通以脈沖電流，操縱脈沖放電的電侵蝕 感化 對工件切割加工的．?dāng)?shù)控線切割加工零件的精度，順應(yīng) 平面復(fù)雜外形 零件的加工，具有運(yùn)用 矯捷，加工周期短，節(jié)儉材料等特點(diǎn)。

今朝 在新產(chǎn)物 的研制和開辟 中，年夜 量采取 數(shù)控線切割手藝 來直接切割鋁型材擠壓模具零件，縮短研發(fā)周期。但是 ，再進(jìn)步前輩的機(jī)床，如果沒有正視 加工的工藝手藝 與操作技能 ，沒有做到工藝公道 ，是不克不及 高效地加工出高質(zhì)量的工件。是以 在現(xiàn)實(shí) 操作進(jìn)程 中必需 正視 有關(guān)加工手藝 。

電火花加工中，加工材料的去除是靠放電時的熱感化 實(shí)現(xiàn)的，材料的可加工性主要取決于材斜的導(dǎo)電特征 及其熱學(xué)特征 ，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)(汽化點(diǎn))、比熱容、熱導(dǎo)率、電阻率等，而幾近 與其力學(xué)機(jī)能 (硬度、強(qiáng)度)無關(guān)，是以 適合于加工難以切削加工的材料。 放電加工中，加工對象 電極和工件不直接接觸，沒有機(jī)械加工中的切削力，是以 適合 加工低剛度工件及微細(xì)加工。由于可以簡單地將對象 電極的外形 復(fù)制到工件上，是以 特殊 合用 于復(fù)雜概況外形 的加工。 電火花加工是直接操縱電能進(jìn)行加工，而電能、電參數(shù)較機(jī)械量易于數(shù)字節(jié)制 、智能節(jié)制 和無人化操作。 由于電火花加對象 有很多 傳統(tǒng)切削加工所沒法 對比 的長處 ，是以 其運(yùn)用 范疇 日趨 擴(kuò)年夜 ，今朝 已普遍 運(yùn)用 于機(jī)械（特殊 是模具制造）、宇航、航空、電子、機(jī)電 電器、細(xì)密機(jī)械、儀器儀表、汽車拖沓 機(jī)、輕工等行業(yè)，以解決難加工材料及復(fù)雜外形 零件的加工問題。加工規(guī)?？尚≈翈孜⒚椎男≥S、孔、縫，年夜 到幾米的超年夜 型模具和零件。

1 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)

跟著 數(shù)控電火花線切割機(jī)床的普及，電火花線切割機(jī)床已逐步 從單一的沖裁模具加工向各類模具及復(fù)雜細(xì)密鋁型材擠壓模具和其他各類零件的加工偏向 轉(zhuǎn)移。其運(yùn)用 愈來愈 普遍 。

數(shù)控線切割加對象 有電火花加工的共性，金屬材料的硬度和韌性其實(shí)不 影響其加工，電火花切割主要用來加工淬火鋼和硬質(zhì)合金；當(dāng)前絕年夜 大都電火花線切割機(jī)，都采取 數(shù)字法式 節(jié)制 ，其工藝特點(diǎn)以下 ：

①用來加工一般切削方式 難以加工或沒法 加工的外形 復(fù)雜的工件，如沖模、凹凸模及外形復(fù)雜的細(xì)密零件等。

②不像電火花成形加工那樣要制造特定外形 的對象 電極，而是采取 直徑不等的銅絲或鉬絲等尷尬刁難 象 電極，是以 切割用的刀具簡單，年夜 年夜 下降 了臨盆 預(yù)備 工時。

③電極絲直徑較細(xì)，切縫很窄，如許 不但 有益 于材料的操縱，而且適合加工藐小 零件。

④電極絲在加工中是移動的，絡(luò)續(xù)更新（慢走絲）或頻頻 使用（快走絲），可以完全或短時候 不斟酌 電極絲消耗 對加工精度的影響。

⑤依托 計較機(jī)可節(jié)制 電極絲軌跡和偏移軌跡，可便利地調(diào)劑 凸凹模具的共同間隙，而且 依托 錐度切割功能可實(shí)現(xiàn)凸凹模一次加工成型。

2 數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)

2.1 切割速度

線切割加工中的切割速度是指在包管 必然 的概況粗拙 度的切割進(jìn)程 中，單元 時候 內(nèi)電極絲中間 線在工件上切過的面積的總和，單元 為mm2/min。

凡是快走絲線切割加工的切割速度為40～80mm2/min，將每安培電流的切割速度稱為切割效力 ，一般切割效力 為20 mm2/(min?A)。

2.2 薄工件的加工

所謂薄工件，通常為 指厚度在5 mm以下的工件。如樣板及機(jī)械零配件等，要包管 這類工件的加工精度是有必然 堅(jiān)苦的。主要緣由 是絲架上下導(dǎo)絲輪的開距是固定的，一般約70mm。當(dāng)切割工件時，在快走絲的環(huán)境下，電極絲掉 去了加工厚工件時應(yīng)發(fā)生 的冷卻液的陰尼感化 ，又加上火花放電的影響，因此 電極絲很容易發(fā)生 發(fā)抖 。

別的 ，切割工件的速度快，變頻進(jìn)給也快，而步進(jìn)機(jī)電 的速度有必然 的手藝 規(guī)模，速度太快時（指跨越 它承受的最高脈沖頻率）會發(fā)生 掉 步和丟步現(xiàn)象，這些都邑 影響工件的加工精度。為降服上述現(xiàn)象，包管 薄工件的加工質(zhì)量，建議接納 以下 辦法 ：

①把加工電壓調(diào)至50V擺布。

②調(diào)劑 脈寬，使之小于10?s。

③加工電流節(jié)制 在0.2～0.3A規(guī)模內(nèi)。

④減小電極絲發(fā)抖

如果儲絲筒是直流機(jī)電 拖動的，則改變電樞電壓，下降 轉(zhuǎn)速；如果是交換 機(jī)電 拖動的，則在A、B、C相的隨意率性 兩相中串接10～15Ω、75W線電阻，下降 相電壓，使其換向過渡時候 稍為拉長，實(shí)現(xiàn)軟換向，削減 發(fā)抖 。

⑤在上下導(dǎo)輪之間加夾持器。

⑥如果裝配 夾持器有堅(jiān)苦，也可采取 輔料加厚的方式 ，加年夜 厚度，使阻尼增添 ，從而可避免 電極絲發(fā)抖 。使用這類 方式 比力簡捷，而且加工電參數(shù)也不需要調(diào)劑 改動。

⑦削減 與避免 工件的變形開裂

有些工件切割后，尺寸老是 呈現(xiàn)明明誤差 ，搜檢 機(jī)床精度、數(shù)控柜和法式 都正常，最后才發(fā)現(xiàn)是由于 變形引發(fā) 的。

3 電極絲及其材料對工藝指標(biāo)的影響

3.1 電極絲的選擇

今朝 使用的電極絲材料有鉬絲、鎢絲、鎢鉬合金絲、黃銅絲、銅鎢絲等。

鎢絲可獲得較高的加工速度，但放電后絲質(zhì)易變脆，容易斷絲，故運(yùn)用 較少。鉬絲比鎢絲熔點(diǎn)低，抗拉強(qiáng)度低，但韌性好，在頻仍 的急熱急冷轉(zhuǎn)變 進(jìn)程 中，絲質(zhì)不容易 變脆、不容易 斷絲。

鎢鉬絲(鎢、鉬各占50％的合金) 比前兩種都好，具有鎢、鉬二者 的特征 ，使用壽命和加工速度都比鉬絲高。

銅鎢絲有較好的加工結(jié)果 ，但抗拉強(qiáng)度差些，價錢 比力昂貴，濫觴較少，故運(yùn)用 較少。

經(jīng)常使用 的電極絲材料鉬的熔點(diǎn)為2625℃，沸點(diǎn)為4800℃，比鐵、硅、錳、鉻、銅、鋁的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都高，而比碳化鎢、碳化鈦等硬質(zhì)合金基體材料的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要低。在單個脈沖放電能量溝通 的環(huán)境下，用銅絲加工硬質(zhì)合金比加工鋼發(fā)生 的放電陳跡 小，加工速度低，概況粗拙 度好，同時電極絲消耗 年夜 ，間隙狀態(tài)惡化時則易引發(fā) 斷絲。

采取 黃銅絲做電極絲時，加工速度較高，加工不亂 性好，但抗拉強(qiáng)度差，消耗 年夜 。

今朝 ，快走絲線切割加工中普遍 使用鉬絲，慢走絲線切割加工中普遍 使用黃銅絲。

電極絲直徑年夜 ，可采取 較強(qiáng)的電規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行加工，提高加工速度。同時，電極絲粗，放電產(chǎn)物清掃 前提 好，能提高脈沖操縱率和加工速度。若電極絲過粗，則下降 了加工精度，同時使材料的蝕除量變年夜 ，加工速度也有所下降 。

若電極絲直徑太小 ，易斷絲，放電產(chǎn)物清掃 前提 差，加工經(jīng)常呈現(xiàn)不不亂 現(xiàn)象，致使 加工速度下降 。細(xì)電極絲的長處 是可以獲得 較小半徑的內(nèi)尖角，加工精度能響應(yīng) 提高。

慢走絲線切割機(jī)床，走絲速度越快，加工速度越快。由于 這類 走絲方式是比力安穩(wěn) 平均 的，電極絲發(fā)抖 小，故加工出的零件概況粗拙 度好、加工精度高；但絲速慢致使 放電產(chǎn)物不克不及 實(shí)時 被帶出放電間隙，易造成短路及不不亂 放電現(xiàn)象。提高走絲速度，改良 了間隙狀態(tài)，進(jìn)而可提高加工速度。但在必然 的工藝前提 下，當(dāng)絲速到達(dá) 某一值后，加工速度就趨勢 不亂 。

3.2 進(jìn)給速度對工件概況質(zhì)量的影響

進(jìn)給速度調(diào)理 不妥，不光會造成頻仍 的短路、開路，而且還影響加工工件的概況粗拙 度，致使呈現(xiàn)不不亂 條紋，或 呈現(xiàn)概況燒蝕現(xiàn)象。

①進(jìn)給速渡過 高。這時候 工件蝕除的線速度低于進(jìn)給速度，會頻仍 呈現(xiàn)短路，造成加工不不亂 ，平均加工速度下降 ，加工概況發(fā)焦，呈褐色，工件的上下端面均有過燒現(xiàn)象

②進(jìn)給速渡過 低。這時候 工件蝕除的線速度年夜 于進(jìn)給速度，經(jīng)常呈現(xiàn)開路現(xiàn)象，致使 加工不克不及 繼續(xù)進(jìn)行，加工概況亦發(fā)焦，呈淡褐色，工件的上下端面也有過燒現(xiàn)象。

③進(jìn)給速度稍低。這時候 工件蝕除的線速度略高于進(jìn)給速度，加工概況較粗、較白，兩頭 面有是非相間的條紋。

④進(jìn)給速度適合 。這時候 工件蝕除的線速度與進(jìn)給速度相匹配，加工概況細(xì)而亮，絲紋平均 。是以 ，在這類 環(huán)境下，能獲得 概況粗拙 度好、精度高的加工結(jié)果 。

4 關(guān)于工件變形和開裂

①切縫閉合變形

②切縫張開變形

③未淬火件張口變形

④淬火工件切割后啟齒 就小

⑤尖角處開裂

⑥凹模中央 部位寬度變小

4.1 改良 變形與開裂緣由 的手藝 辦法

①無凸模外形出發(fā)點(diǎn) 穿絲孔

當(dāng)從坯料外直接切入切割凸模時，因材料應(yīng)力不服衡發(fā)生 變形，如張口、杜口變形，乃至 影響工件加工尺寸精度。所以，在切割凸模時，應(yīng)在坯料上鉆出凸模外形出發(fā)點(diǎn) 穿絲孔。

②夾壓方式紕謬

有時未便 于鉆凸模外形出發(fā)點(diǎn) 穿絲孔，可以改變切割線路 及夾壓位置，以削減 或避免變形對切割工件尺寸精度的影響。

③凹模切去的實(shí)體部份 太多

面積較年夜 的凹模，由于切去了框內(nèi)較年夜 的體積，使應(yīng)力轉(zhuǎn)變 很年夜 ，容易發(fā)生 開裂。對 這類 凹模，應(yīng)在淬火前將中部銑空，給線切割留2～3mm的余量，這可以使 線切割發(fā)生 的應(yīng)力減小。

④凹模尖角處易發(fā)生 應(yīng)力集中年夜 框形凹模的尖角處易發(fā)生 集中而在切割中引發(fā) 開裂，應(yīng)在尖角處增設(shè)適昔時 夜 小的工藝圓角R，以和緩 應(yīng)力集中。

⑤熱處置懲罰 不妥

鋼件的殘存 應(yīng)力隨含碳量的增添 而增添 ，高碳鋼易開裂，應(yīng)避免使用高碳鋼作凸、凹模材料。淬火時在確保硬度的環(huán)境下，應(yīng)盡量 使用較低的溫度和較遲緩 的加熱、冷卻速度，以減小發(fā)生 的應(yīng)力。

回火是減小淬火所發(fā)生 的殘存 應(yīng)力的主要 手段，回火的結(jié)果 與回火的溫度、延續(xù) 時候 有關(guān)。對 易變形、開裂的工件，有時切割后在180～200℃下進(jìn)行4H的回火，以到達(dá) 減小殘存 應(yīng)力和不亂 組織的目標(biāo) 。

⑥由于各類 緣由 釀成的 變形

有的工件在接納 某些辦法 后，仍有一些變形，為了知足 工件的精度要求，可改變一次切割的尺寸的傳統(tǒng)習(xí)慣，改成 粗、精二次切割，使粗切后變形量在精切時被批改 ，粗切為精切留的余量約0.5mm。這類 舉措多用于圖形復(fù)雜、易于發(fā)生 變形的模具，或要求精度高、共同間隙小的模具。有時采取 單點(diǎn)夾壓來取代 多點(diǎn)夾壓，以屢次 改換夾壓點(diǎn)的方式 ，也能夠 使變形減小。

5 加工概況呈現(xiàn)的是非紋

電火花切割加工時，接近 工件切縫的上、下概況會呈現(xiàn)是非交織 的條紋。

5.1 發(fā)生 是非條紋的緣由

是非條紋的呈現(xiàn)與電極絲的活動 有關(guān)，電極絲進(jìn)口處呈黑色，出口處呈白色。這是由于 排屑和冷卻前提 分歧 釀成的 。電極絲從上向下活動 時，工作液由電極絲從上部帶入工件內(nèi)，放電產(chǎn)物由電極絲從下部帶出。這時候 ，上部工作液充裕 ，冷卻前提 好，下部工作液少，冷卻前提 差，但排屑前提 比上部好。工作液在放電間隙里受高溫?zé)崃逊只?，構(gòu)成 高壓的氣體，急劇向外分散。對上部蝕除物的清掃 造成堅(jiān)苦，這時候 ，放電發(fā)生 的炭黑等物資 將凝集 附著在上部加工概況上。使之呈黑色。鄙人 部，排屑前提 好，工作液少，放電產(chǎn)物中炭黑較小，何況 放電經(jīng)常 是在氣體中發(fā)生。是以 加工概況呈白色。同理，當(dāng)電極絲從下向上活動 時，下部呈黑色，上部呈白色。如許 ，顛末電火花線切割加工的概況就構(gòu)成 是非交織 的條紋。這是快走絲工藝的特征 之一。這類 條紋一般對他加工概況粗拙 度略有影響。由于 電極絲進(jìn)口處工作液充裕 ，放電是在液體介質(zhì)中進(jìn)行，而在電極絲出口處，液體少，氣體多，在低壓放電前提 下，氣體中放電間隙小，所以，進(jìn)口處的放電間隙比出口處年夜 ，成效白色條紋比黑色條紋凸出幾微米到幾十微米。由于加工概況兩頭 再現(xiàn)是非交織 的條紋，使工件概況兩頭 概況粗拙 度比中部稍差一點(diǎn)。當(dāng)電極絲較短，儲絲筒換向周期較短，或 切割較厚工件時，雖然 加工成效看上去仿佛 沒有條紋，現(xiàn)實(shí) 上是條紋很密，質(zhì)樸 堆疊 罷了 。

5.2 限制是非紋的辦法

是非條紋發(fā)生 最底子的緣由 是電極絲來去 活動 時都放電切割加工，如果電極絲只在一個偏向 活動 時放電，而在別的 一個偏向 活動 時不放電，就沒有是非相間的條紋。但如果 只在單偏向 活動 時切割，臨盆 率太低了。

采取 較公道 的工作液噴射方式，使電極絲出口和進(jìn)口 處工作液供給 環(huán)境盡量一致，特別 要改良 工件下部工作液的供給 狀態(tài) ，對限制是非條紋會有必然 結(jié)果 。

6 線切割中常見問題與處置懲罰 辦法

在數(shù)控電火花切割中，常呈現(xiàn)電極絲短路、斷絲的現(xiàn)象，一般應(yīng)做以下 處置懲罰 :短路多是 由于 進(jìn)給速度太快、脈沖電源參數(shù)選擇不妥等緣由 造成。

應(yīng)下降 進(jìn)給速度，增年夜 峰值電流，加年夜 加工能量，同時加年夜 電極絲的張力，削減 工作液的電阻率；發(fā)生斷絲的緣由 多是 脈沖電源參數(shù)選擇不妥、工作液濃度不適合 、工件變形、進(jìn)給速度不適合 、運(yùn)絲系統(tǒng)不正常等緣由 造成。

當(dāng)起首 搜檢 電極絲斷絲的位置判定 斷絲緣由 ，可經(jīng)由過程 減小峰值電流，下降 空載電壓和進(jìn)給速度，削減 電極絲的張力或增年夜 冷卻噴嘴的工作液流量等方式 解決。

7 總結(jié)

對數(shù)控電火花線切割加工的特點(diǎn)和 線切割加工中引發(fā) 模具加工零件變形的各類 身分 作了深切 剖析 ，從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中提出一些解決徐徑和有用 加工方式 ，相信對提高模具加工質(zhì)量有必然 的鑒戒 感化 。

總之，在模具零件正式線切割加工之前，凡是應(yīng)對切割法式 與走絲線路 進(jìn)行驗(yàn)證，確保其準(zhǔn)確 性與公道 性。別的 模具加工的質(zhì)量包管 有相當(dāng) 主要 的感化 ，節(jié)制 好質(zhì)量和模具的及格 率是無盡頭 的尋求 ，要從底子找出緣由 ，找到晉升加工手藝 的關(guān)頭是節(jié)制 質(zhì)量的最好方式 。