关于电火花线切割机床工艺实验分析
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关于电火花线切割机床工艺实验分析
1.薄工件的加工
所谓薄工件,一般是指厚度在5mm以下的工作。如样板及机械零配件等,要保证这类工件的电火花线切割机床加工精度是有一定困难的。
主要原因是电火花线切割机床丝架上下导丝轮的开距是固定的,般约70mm。当切割薄工件时,在快走丝线切割的情况下,电极丝失去了加工厚工件时应产生的冷却液的阻尼作用,又加上火花放电的影响,因而电极丝很容易产生抖动。
另外,切割薄工件的速度快,变频进给也快,而步进电机的速度有一定的技术范围,速度太快时(指超过它承受的最高脉冲频率)会产生失步和丢步现象,这些都会影响工件的加工精度。为克服上述现象,保证薄工件的加工质量,建议采取下列措施: 2.1.1 把加工电压调至50V左右; 2.1.2 调整脉宽,使之小于10μs; 2.1.3 加工电流控制在0.2～0.3A范围内; 2.1.4 减小电极丝抖动。
如果电火花线切割机床储丝筒是直流电机拖动的,则改变电枢电压,降低转速;如果是交流电机拖动的,则在A、B、C相的任意两相中串接10～15Ω、75W线绕电阻,降低相电压,使其换向过渡时间稍为拉长,实现软换向,减少抖动;
2.1.5 在上下导轮之间加宝石夹持器; 2.1.6 如果装置夹持器有困难,也可采用辅料加厚的方法,加大厚度,使阻尼增加,从而可防止电极丝抖动。使用这种方法比较简便,而且加工电参数也不需要调整改动。 2.2 减少与防止工件的变形和开裂
有些工件电火花线切割机床切割后,尺寸总是出现明显偏差,检查机床精度、数控柜和程序都正常, 最后才发现是因为变形引起的。 2.2.1 工件变形和开裂 ①切缝闭合变形
图1所示的凸模,由坯料外切入后,经点A至点B、C、D、E、F,按顺时针方向再回到点A。在切完EF圆弧的大部分后BC切缝明显变小甚至闭合,当继续切割至点A时,凸模上FA与BC间平行的尺寸增大了一个切缝的宽度。 ② 切缝张开变形，
图2所示的凸模也是从坯料外切入,此图形没有较大的圆弧段,变形时切缝不是闭合,而是张开。电火花线切割机床www.szcfedm.com继续切割HG段时,凸模上的AB和HG间平行的尺寸将会逐渐变小。 ③未淬火件张口变形
图3为未经淬火的工件,切割后的开口外张开,使开口尺寸增大。 ④淬火工件切割后开口变小图4为切割经过淬火的材料,切割后的开口部位的尺寸变小。 ⑤ 尖角处开裂图5为较大的凹模,因内形尖角处没有较大的工艺圆角r,所以当切去内框体积较大时,使材料应力平衡受到严重破坏,致使尖角处因应力集中而开裂。
⑥凹模中间部位宽度变小图6为一个长宽比较大的窄长凹模,在切割后测量时,发现槽的中间部位变窄,这是由于图形中的长槽和小槽的应力变形所引起的。
2.2.2 改善变形与开裂原因的技术措施 ①无凸模外形起点穿丝孔
当从坯料外直接切入切割凸模时,因材料应力不平衡产生变形,如张口、闭口变形, 以致影响工件加工尺寸精度。所以,在切割凸模时,应在坯料上钻出凸模外形起点穿丝孔。 ②夹压方式不对
有时不便于钻凸模外形起点穿丝孔,可以改变切割路线及夹压位置,以减少或避免变形对切割工件尺寸精度的影响。如图2所示的凸模,若把切割路线改为A—K—J—I…按逆时针方向至B—A,由于夹压工件的位置在最后一条程序处,所在切割过程产生的变形不致影响凸模的尺寸精度。
③凹模切去的实体部分太多
面积较大的凹模,由于切去了框内较大的体积,使应力变化很大(图5),容易产生变形,甚至开裂。对于这种凹模,应在淬火前将中部铣空,给线切割留2～3mm的余量, 这可使线切割时产生的应力减小。 ④凹模尖角处易产生应力集中大框形凹模的尖角处易产生应力集中而在切割中引起开裂,应在尖角处增设适当大小的工艺圆角r,以缓和应力集中。 ⑤热处理不当
钢件的残余应力随含碳量的增加而增加,高碳钢易开裂,应避免使用高碳钢作凸、凹模材料。淬火时在确保硬度的情况下,应尽可能使用较低的温度和较缓慢的加热、冷却速度,以减小产生的应力。 回火是减小淬火所产生的残余应力的重要手段,回火的效果与回火的温度、持续时间有关。对于易变形、开裂的工件,有时切割后在180～200℃下进行4h的回火,以达到减小残余应力和稳定组织的目的。
⑥由于各种原因造成的变形
有的工件在采取某些措施后,仍有一些变形,为了满足工件的精度要求,可改变一次切割到尺寸的传统习惯,改为粗、精二次切割,使粗切后的变形量在精切时被修正, 粗切为精切留的余量约0.5mm。 这种办法多用于图形复杂、易于产生变形的模具,或要求精度高、配合间隙小的模具。有时采用单点夹压来代替多点夹压,以及多次更换夹压点的方法,也可以使变形减小。 2.3 加工表面的黑白条纹
电火花线切割机床加工时,靠近工件切缝的上、下表面会出现黑白交错的条纹。
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