數(shù)控電火花線切割的加工工藝與工裝

 線切割的加工工藝主要是電加工參數(shù)和機械參數(shù)的合理選擇。電加工參數(shù)包括脈沖寬度和頻率、放電間隙、峰值電流等。機械參數(shù)包括進給速度和走絲速度等。應(yīng)綜合考慮各參數(shù)對加工的影響，合理地選擇工藝參數(shù)，在保證工件加工質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。

 1．電加工參數(shù)的選擇　　

 正確選擇脈沖電源加工參數(shù)，可以提高加工工藝指標和加工的穩(wěn)定性。粗加工時， 應(yīng)選用較大的加工電流和大的脈沖能量，可獲得較高的材料去除率（即加工生產(chǎn)率）。而精加工時，應(yīng)選用較小的加工電流和小的單個脈沖能量，可獲得加工工件較低的表面粗糙度。

 加工電流就是指通過加工區(qū)的電流平均值，單個脈沖能量大小，主要由脈沖寬度、峰值電流、加工幅值電壓決定。脈沖寬度是指脈沖放電時脈沖電流持續(xù)的時間，峰值電流指放電加工時脈沖電流峰值，加工幅值電壓指放電加工時脈沖電壓的峰值。

 下列電規(guī)準實例可供使用時參考：

 （1）精加工：脈沖寬度選擇*小檔，電壓幅值選擇低檔，幅值電壓為75V左右，接通一到二個功率管，調(diào)節(jié)變頻電位器，加工電流控制在0.8~1.2A,加工表面粗糙度Ra≤2.5um。

 （2）*大材料去除率加工：脈沖寬度選擇四~五檔，電壓幅值選取“高”值，幅值電壓為100V左右，功率管全部接通，調(diào)節(jié)變頻電位器，加工電流控制在4~4.5A，可獲得100mm²/min左右的去除率（加工生產(chǎn)率）。（材料厚度在40~60mm左右）。

 （3）大厚度工件加工（＞300mm）：幅值電壓打至“高”檔，脈沖寬度選五~六檔，功率管開4~5個，加工電流控制在2.5~3A,材料去除率＞30mm²/min。

 （4）較大厚度工件加工（60~100mm）：幅值電壓打至**，脈沖寬度選取五檔，功率管開4個左右，加工電流調(diào)至2.5~3A，材料去除率50~60mm²/min。

 （5）薄工件加工：幅值電壓選低檔，脈沖寬度選**或**檔，功率管開2~3個，加工電流調(diào)至1A左右。

 注意，改變加工的電規(guī)準，必須關(guān)斷脈沖電源輸出，（調(diào)整間隔電位器RP1除外），在加工過程中一般不應(yīng)改變加工電規(guī)準，否則會造成加工表面粗糙度不一樣。

 2．機械參數(shù)的選擇

對于普通的快走絲線切割機床，其走絲速度一般都是固定不變的。進給速度的調(diào)整主要是電極絲與工件之間的間隙調(diào)整。切割加工時進給速度和電蝕速度要協(xié)調(diào)好，不要欠跟蹤或跟蹤過緊。進給速度的調(diào)整主要靠調(diào)節(jié)變頻進給量，在某一具體加工條件下，只存在一個相應(yīng)的*佳進給量，此時鉬絲的進給速度恰好等于工件實際可能的*大蝕除速度。欠跟蹤時使加工經(jīng)常處于開路狀態(tài)，無形中降低了生產(chǎn)率，且電流不穩(wěn)定，容易造成斷絲，過緊跟蹤時容易造成短路，也會降價材料去除率。一般調(diào)節(jié)變頻進給，使加工電流為短路電流的0.85倍左右（電流表指針略有晃動即可）。就可保證為*佳工作狀態(tài)，即此時變頻進給速度*合理、加工*穩(wěn)定、切割速度*高。下表給出了根據(jù)進給狀態(tài)調(diào)整變頻的方法。

表  根據(jù)進給狀態(tài)調(diào)整變頻的方法

 二、電火花線切割加工工藝裝備的應(yīng)用

 工件裝夾的形式對加工精度有直接影響。一般是在通用夾具上采用壓板螺釘固定工件。為了適應(yīng)各種形狀工件加工的需要，還可使用磁性夾具或?qū)Ｓ脢A具。

1．常用夾具的名稱、用途及使用方法

（1）壓板夾具  它主要用于固定平板狀的工件，對于稍大的工件要成對使用。夾具上如有定位基準面，則加工前應(yīng)預(yù)先用劃針或百分表將夾具定位基準面與工作臺對應(yīng)的導(dǎo)軌校正平行，這樣在加工批量工件時較方便，因為切割型腔的劃線一般是以模板的某一面為基準。夾具成對使用時兩件基準面的高度一定要相等，否則切割出的型腔與工件端面不垂直，造成廢品。在夾具上加工出Ｖ形的基準，則可用以夾持軸類工件。

（2）磁性夾具  采用磁性工作臺或磁性表座夾持工件，主要適應(yīng)于夾持鋼質(zhì)工件，因它靠磁力吸住工件，故不需要壓板和螺釘，操作快速方便，定位后不會因壓緊而變動，如圖1所示。

圖1  磁性夾具

 2．工件裝夾的一般要求

 （1）工件的基準面應(yīng)清潔無毛刺。經(jīng)熱處理的工件，在穿絲孔內(nèi)及擴孔的臺階處，要**熱處理殘物及氧化皮。 

 （2）夾具應(yīng)具有必要的精度，將其穩(wěn)固地固定在工作臺上，擰緊螺絲時用力要均勻。

 （3）工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正，并與機床的行程相適應(yīng)，工作臺移動時工件不得與絲架相碰。

 （4）對工件的夾緊力要均勻，不得使工件變形或翹起。

 （5）大批零件加工時，*好采用專用夾具，以提高生產(chǎn)效率。

 （6）細小、精密、薄壁的工件應(yīng)固定在不易變形的輔助夾具上。

3．支撐裝夾方式 

 主要有懸臂支撐方式、兩端支撐方式、橋式支撐方式、板式支撐方式和復(fù)式支撐方式等。

 4．工件的調(diào)整

 工件裝夾時，還必須配合找正進行調(diào)整，使工件的定位基準面與機床的工作臺面或工作臺進給方向保持平行，以保證所切割的表面與基準面之間的相對位置精度。常用的找正方法有：                          

（1）百分表找正法  如圖2所示，用磁力表架將百分表固定在絲架上，往復(fù)移動工作臺，按百分表上指示值調(diào)整工件位置，直至百分表指針偏擺范圍達到所要求的精度。

圖2  百分表找正              圖3  劃線找正

 （2）劃線找正法  圖3所示，利用固定在絲架上的劃針對正工件上劃出的基準線，往復(fù)移動工作臺，目測劃針與基準線間的偏離情況，調(diào)整工件位置，此法適應(yīng)于精度要求不高的工件加工。

 5．電極絲位置的調(diào)整

 線切割加工前，應(yīng)將電極絲調(diào)整到切割的起始坐標位置上，其調(diào)整方法有：

（1）目測法  如圖4，利用穿絲孔處劃出的十字基準線，分別沿劃線方向觀察電極絲與基準線的相對位置，根據(jù)兩者的偏離情況移動工作臺，當電極絲中心分別與縱、橫方向基準線重合時，工作臺縱、橫方向刻度盤上的讀數(shù)就確定了電極絲的中心位置。

圖4 目測法調(diào)整電極絲位置

（2）火花法  如圖5，開啟高頻及運絲筒（注意：電壓幅值、脈沖寬度和峰值電流均要打到*小，且不要開冷卻液），移動工作臺使工件的基準面靠近電極絲，在出現(xiàn)火花的瞬時，記下工作臺的相對坐標值，再根據(jù)放電間隙計算電極絲中心坐標。此法雖簡單易行，但定位精度較差。

圖5  火花法調(diào)整電極絲位置

1——工件   2——電極絲  3——火花

 （3）自動找正  一般的線切割機床，都具有自動找邊、自動找中心的功能，找正精度較高。操作方法因機床而異。 

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