第四章 电火花线切割加工工艺规律.ppt

第四章 电火花线切割加工工艺规律 4.1 主要工艺指标 1．切割速度 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。 通常快走丝线切割加工的切割速度为40～80mm2/min，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)。 2．加工精度 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。 3．表面粗糙度 在我国和欧洲表面粗糙度常用轮廓算术平均偏差Ra(μm)来表示，在日本常用Rmax来表示。 4．电极丝损耗量 快走丝机床，电极丝损耗量用电极丝在切割10000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示，一般减小量不应大于0.01mm。慢走丝机床电极丝损耗量可忽略不计。 4.2 电参数对工艺指标的影响 1．放电峰值电流对工艺指标的影响 放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕迹增大，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。 放电峰值电流不能无限制增大，当其达到一定临界值后，若再继续增大则加工的稳定性变差，加工速度明显下降，甚至断丝。 2．脉冲宽度ti对工艺指标的影响 在其他条件不变的情况下，增大ti，加工速度提高，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。 当ti增大到一临界值后，线切割加工速度将随脉宽的增大而明显减小。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。 3．脉冲间隔to对工艺指标的影响 在其他条件不变的情况下，减小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。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。 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。 (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。 4．极性 线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性加工，否则切割速度变低且电极丝损耗增大。 4.3 非电参数对工艺指标的影响 一、电极丝及其材料对工艺指标的影响 1．电极丝的选择 目前使用的电极丝材料有钼丝、钨丝、钨钼合金丝、黄铜丝、铜钨丝等。 钨丝可获得较高的加工速度，但放电后丝质易变脆，容易断丝，故应用较少。钼丝比钨丝熔点低，抗拉强度低，但韧性好，在频繁的急热急冷变化过程中，丝质不易变脆、不易断丝。 钨钼丝(钨、钼各占50％的合金) 比前两种都好，具有钨、钼两者的特性，使用寿命和加工速度都比钼丝高。 铜钨丝有较好的加工效果，但抗拉强度差些，价格比较昂贵，来源较少，故应用较少。 采用黄铜丝做电极丝时，加工速度较高，加工稳定性好，但抗拉强度差，损耗大。 目前，快走丝线切割加工中广泛使用钼丝，慢走丝线切割加工中广泛使用黄铜丝。 2．电极丝的直径 表4-1 几种直径的钼丝的最小拉断力 电极丝直径大，可采用较强的电规准进行加工，提高加工速度。同时，电极丝粗，放电产物排除条件好，能提高脉冲利用率和加工速度。若电极丝过粗，则降低了加工精度，同时使材料的蚀除量变大，加工速度也有所降低。 若电极丝直径过小，易断丝，放电产物排除条件差，加工经常出现不稳定现象，导致加工速度降低。细电极丝的优点是可以得到较小半径的内尖角，加工精度能相应提高。 3. 走丝速度对工艺指标的影响 对于快走丝，在一定的范围内，随着走丝速度的提高，有利于消电离，有利于排屑和放电加工稳定进行。故在一定加工条件下，随着丝速的增大，加工速度提高。 若再继续增大走丝速度，切割速度不仅不增大，反而开始下降，这是因为储丝筒正反向换向次数增多，非加工时间增多，从而使加工速度降低。 慢走丝线切割机床，走丝速度越快，加工速度越快。因为这种走丝方式是比较平稳均匀的，电极丝抖动小，故加工出的零件表面粗糙度好、加工精度高；但丝速慢导致放电产物不能及时被带出放电间隙，易造成短路及不稳定放电现象。提高走丝速度，改善了间隙状态，进而可提高加工速度。但在一定的工艺条件下，当丝速达到某一值后，加工速度就趋向稳定。 4．电极丝往复运动对工艺指标的影响 快走丝线切割加工时，加工工件表面往往会出现黑