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          機床知識
          機床知識:線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的改善與提高    
          發(fā)布時(shí)間:2013/12/12  查看次數:1657    
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          電火花線(xiàn)切割機按加工電極絲運轉的線(xiàn)速度,分為慢走絲,中走絲和快走絲三種,快走絲和中走絲在這里總體歸納為高速走絲。低速走絲線(xiàn)切割機所加工的工件表面粗糙度和加工精度比高速走絲線(xiàn)切割機稍好,但低速走絲線(xiàn)切割機床的機床成本和使用成本都比較高,而我國獨創(chuàng )的高速走絲線(xiàn)切割機床它結構簡(jiǎn)單,機床成本和使用成本低,易加工大厚度工件,經(jīng)近40年發(fā)展,已成為我國產(chǎn)量最大,應用最廣泛的機床種類(lèi)之一,在模具制造、新產(chǎn)品試制和零件加工中得到了廣泛應用。
          由于高速絲線(xiàn)切割機是采取線(xiàn)電極高速往復供絲的方式,線(xiàn)電極的損耗均勻地分布在近300米電極絲上,雖然電極絲的損耗極小,但電火花線(xiàn)切割機工作時(shí)影響其加工工件表面質(zhì)量的因素很多,更需要對其有關(guān)加工工藝參數進(jìn)行合理選配,才能保證所加工工件表面質(zhì)量。
                  對線(xiàn)切割加工質(zhì)量有直接影響的因素主要涉及人員、設備、材料等方面。為了改善加工工件表面質(zhì)量,可以從影響最大的人為因素、機床因素和材料因素等三方面來(lái)考慮對加工質(zhì)量的控制方式和改進(jìn)方法。筆者在教學(xué)、科研和生產(chǎn)實(shí)踐中對影響線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的相關(guān)因素方面做了一些探索和研究,積累了少許行之有效的工作經(jīng)驗,現介紹如下。
          影響線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的人為因素的控制與改善
                 人為因素的控制與改善主要包括加工工藝的確定和加工方法的選擇,這可以通過(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)實(shí)現:
          (1)合理安排切割路線(xiàn)。該措施的指導思想是盡量避免破壞工件材料原有的內部應力平衡,防止工件材料在切割過(guò)程中因在夾具等的作用下,由于切割路線(xiàn)安排不合理而產(chǎn)生顯著(zhù)變形,致使切割表面質(zhì)量下降。例如:工件與其夾持部分的分離應安排在最后,使加工中剛性較好。
          (2)正確選擇切割參數。對于不同的粗、精加工,其絲速和絲的張力應以參數表為基礎作適當調整,為了保證加工工件具有更高的精度和表面質(zhì)量,可以適當調高線(xiàn)切割機的絲張力,雖然制造線(xiàn)切割機床的廠(chǎng)家提供了適應不同切割條件的相關(guān)參數,但由于工件的材料、所需要的加工精度以及其他因素的影響,使得人們不能完全照搬書(shū)本上介紹的切割條件,而應以這些條件為基礎,根據實(shí)際需要作相應的調整。例如若要加工厚度為27mm的工件,則在加工條件表中找不到相當的情況,這種條件下,必須根據厚度在20mm~30mm間的切割條件做出調整,主要辦法是:加工工件的厚度接近哪一個(gè)標準厚度就選擇其為應設定的加工厚度。
          (3)采用近距離加工。為了使工件達到高精度和高表面質(zhì)量,根據工件厚度及時(shí)調整絲架高度,使上噴嘴與工件的距離盡量靠近,這樣就可以避免因上噴嘴離工件較遠而使線(xiàn)電極振幅過(guò)大影響加工工件的表面質(zhì)量。
          (4)注意加工工件的固定。當加工工件即將切割完畢時(shí),其與母體材料的連接強度勢必下降,此時(shí)要防止因加工液的沖擊使得加工工件發(fā)生偏斜,因為一旦發(fā)生偏斜,就會(huì )改變切割間隙,輕者影響工件表面質(zhì)量,重者使工件切壞報廢,所以要想辦法固定好被加工工件。
          影響線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的機床因素的控制與改善
                  高速走絲電火花線(xiàn)切割機屬于高精度機床,機床的維護保養非常重要,因為加工工件的高精度和高質(zhì)量是直接建立在機床的高精度基礎上的,因此在每次加工之前必須檢查機床的工作狀態(tài),才能為獲得高質(zhì)量的加工工件提供條件。需注意的環(huán)節和應采取的措施如下:
          (1)在加工前,必須檢查電極絲,電極絲的張力對加工工件的表面質(zhì)量也有很大的影響,加工表面質(zhì)量要求高的工件,應在不斷絲的前提下盡可能提高電極絲的張力。
          (2)高速走絲線(xiàn)切割機一般采用專(zhuān)用工作液;鸹ǚ烹姳仨氃诰哂幸欢ń^緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行,工作液的絕緣性能可使擊穿后的放電通道壓縮,從而局限在較小的通道半徑內火花放電,形成瞬時(shí)和局部高溫來(lái)熔化并氣化金屬,放電結束后又迅速恢復放電間隙成為絕緣狀態(tài)。絕緣性能太低,則工作液成了導電體,而不能形成火花放電;絕緣性能太高,則放電間隙小,排屑難,切割速度降低。加工前要根據不同的工藝條件選擇不同型號的乳化液。再者必須檢查與冷卻液有關(guān)的條件,檢查加工液的液量及贓污程度,保證加工液的絕緣性能、洗滌性能、冷卻性能達到要求。
          (3)必須檢查導電塊的磨損情況。高速走絲線(xiàn)切割機一般在加工了50~80小時(shí)后就須考慮改變導電塊的切割位置或者更換導電塊,有臟污時(shí)需用洗滌液清洗。必須注意的是:當變更導電塊的位置或者更換導電塊時(shí),必須重新校正電極絲的垂直度,以保證加工工件的精度和表面質(zhì)量。
          (4)檢查導輪的轉動(dòng)情況,若轉動(dòng)不好則應更換,還必須仔細檢查上、下噴嘴的損傷和臟污程度,用清洗液清除臟物,有損傷時(shí)需及時(shí)更換。還應經(jīng)常檢查貯絲筒內絲的情況,絲損耗過(guò)大就會(huì )影響加工精度及表面質(zhì)量,需及時(shí)更換。此外,導電塊、導輪和上、下噴嘴的不良狀況也會(huì )引起線(xiàn)電極的振動(dòng),這時(shí)即使加工表面能進(jìn)行良好的放電,但因線(xiàn)電極振動(dòng),加工表面也很容易產(chǎn)生波峰或條紋,最終引起工件表面粗糙度變差。
          (5)保持穩定的電源電壓。電源電壓不穩定會(huì )造成電極與工件兩端不穩定,從而引起擊穿放電過(guò)程不穩定而影響工件的表面質(zhì)量。
          影響線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的材料因素的控制與改善
          為了加工出尺寸精度高、表面質(zhì)量好的線(xiàn)切割產(chǎn)品,必須對所用工件材料進(jìn)行細致考慮:
          (1)由于工件材料不同,熔點(diǎn)、氣化點(diǎn)、導熱系數等都不一樣,因而即使按同樣方式加工,所獲得的工件表面質(zhì)量也不相同,因此必須根據實(shí)際需要的表面質(zhì)量對工件材料作相應的選擇。例如要達到高精度,就必須選擇硬質(zhì)合金類(lèi)材料,而不應該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等,否則很難達到所需要求。
          (2)由于工件材料內部殘余應力對加工的影響較大,在對熱處理后的材料進(jìn)行加工時(shí),由于大面積去除金屬和切斷加工會(huì )使材料內部殘余應力的相對平衡受到破壞,從而可能影響零件的加工精度和表面質(zhì)量。為了避免這些情況,應選擇鍛造性好、淬透性好、熱處理變形小的材料。
          (3)加工過(guò)程中應將各項參數調到最佳狀態(tài),以減少斷絲現象。如果發(fā)生斷絲勢必會(huì )回到起始點(diǎn),重新上絲再次進(jìn)行加工,使加工工件表面質(zhì)量和加工精度下降。在加工過(guò)程中還應注意傾聽(tīng)機床發(fā)出的聲音,正常加工的聲音應為很光滑的“哧-哧”聲。同時(shí),正常加工時(shí),機床的電流表、電壓表的指針應是振幅很小,處于穩定狀態(tài),此時(shí)進(jìn)給速度均勻而且平穩。
                 影響電火花線(xiàn)切割加工工件表面質(zhì)量的因素很多,但只要對其進(jìn)行系統的分析和科學(xué)的分類(lèi),就可以對這類(lèi)復雜而且零亂的因素進(jìn)行控制與調配,從而改善和提高工件表面質(zhì)量。
           


           

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