電火花下切割加工技術(shù)論文
電火花下切割加工在實(shí)際生產(chǎn)加工中應(yīng)用非常廣泛，特別是在沖壓模具加工中是最為理想的加工設(shè)備，在加工過程中加工參數(shù)的調(diào)整時(shí)影響工件質(zhì)量的重要因素。學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電火花加工技術(shù)論文，希望你們喜歡。
電火花加工技術(shù)論文篇一
淺談電火花線切割加工工藝
摘要：文章針對電火花線切割加工的工藝及對工件材料的預(yù)處理、穿絲孔的加工進(jìn)行了分析，明確了線切割加工前工件的預(yù)處理方法，對實(shí)際工件的線切割加工路線設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：退磁處理;預(yù)處理;穿絲孔;線切割;電火花加工
中圖分類號：TG661文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374(2014)22-0131-02電火花加工是利用能量密度很高的電火花，使工件材料熔化、氣化和蒸發(fā)而去除的一種特種加工方法。電火花線切割加工是電火花加工中的一種，利用金屬絲做線狀電極，對工件進(jìn)行切割。下面對線切割加工中的工藝問題進(jìn)行分析。
1工件材料的預(yù)處理
鍛造和淬火的工件材料在加工前需要進(jìn)行預(yù)處理。鍛打的淬火后的材料會有不同的殘余應(yīng)力。在大面積去除切割和切斷加工中，由于殘余應(yīng)力的相對平衡受到破壞，在加工過程中應(yīng)力會釋放，從而導(dǎo)致工件變形，達(dá)不到尺寸精度要求。淬火不當(dāng)?shù)牟牧线€會在加工中出現(xiàn)裂紋。因此這樣的材料在線切割加工前，一般應(yīng)進(jìn)行低溫回火處理。
經(jīng)過熱處理的工件，需將工件上電極絲起割處的熱處理殘余物、氧化皮和銹斑清除。因?yàn)檫@些殘余物不導(dǎo)電，電極絲極容易產(chǎn)生斷絲、燒絲或者使工件表面出現(xiàn)深痕，嚴(yán)重時(shí)使電極絲離開加工軌跡，造成工件報(bào)廢。若工件需要機(jī)械加工的方法(如車削、銑削等)加工外形及定位面，應(yīng)注意棱邊倒角，孔口倒角。以磨削加工定位面，需對工件材料進(jìn)行消磁處理。
2穿絲孔的加工
穿絲孔是電極絲相對工件運(yùn)動的起點(diǎn)，同時(shí)也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，一般選在工件上的基準(zhǔn)點(diǎn)處。
2.1穿絲孔(又稱工藝孔)的作用
(1)用于加工凹模。凹模類封閉工件在切割前必須具有穿絲孔，以保證工件的完整性。(2)減小凸模加工中的變形量，防止因材料變形而發(fā)生夾絲、斷絲現(xiàn)象。(3)作為定位基準(zhǔn)，保證被加工部位與其他部位的位置精度。對于前兩個(gè)作用來說，穿絲孔的加工精度要求不需過高。但是對于第三個(gè)作用來說，就必須考慮其加工精度。
2.2穿絲孔的位置
穿絲孔的輪廓和加工零件輪廓的最小距離與工件的厚度有關(guān)。工件越厚，則最小距離越大，一般不小于3mm。對于凸模類、凹模類工件，穿絲孔輪廓到工件的加工輪廓的最短距離≥3mm。對于凸模類工件，為減小變形，工件的加工輪廓到坯料側(cè)面的距離≥5mm，工件的加工輪廓到坯料尖角處的距離≥8mm。線切割加工用的坯料在熱處理時(shí)，表面冷卻快，內(nèi)部冷卻慢，形成熱處理后坯料的金相組織不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并且越靠近邊角處，應(yīng)力變化越大。所以，線切割的圖形輪廓應(yīng)盡量避開坯料邊角處，避免變形影響工件精度，一般讓出8～10mm。對于凸模還應(yīng)留出足夠的夾持余量。
選取穿絲孔時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：
加工凹模(型孔類工件)：(1)小的型孔切割，穿絲孔設(shè)在型孔中心。在切割中、小孔形凹模類工件時(shí)，穿絲孔應(yīng)選在凹型的中心位置最為方便。因?yàn)檫@樣既能使穿絲孔的加工位置準(zhǔn)確，又能便于控制坐標(biāo)軌跡的計(jì)算。(2)大的型孔切割(或凸型工件)，穿絲孔設(shè)在靠近加工軌跡的邊角處或者已知坐標(biāo)尺寸的交點(diǎn)上，以便簡化運(yùn)算過程。在切割凸型工件或大孔形凹型工件，穿絲孔不宜選擇凹型的中心，因?yàn)檫@樣將使無用行程的切割路徑較長。所以此類切割一般選擇起割點(diǎn)附近為好。(3)多型孔切割，每個(gè)型孔都有各自獨(dú)立的穿絲孔。
加工凸模(輪廓類工件)：(1)凸型工件(或大的型孔)切割，穿絲孔在靠近加工軌跡的邊角處，即起割點(diǎn)附近。穿絲孔的位置可選在加工圖形的拐角附近，以便簡化編程運(yùn)算，縮短切入時(shí)的切割行程。(2)封閉式切割，而非開放式切割，否則破壞殘余內(nèi)應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起變形。如圖1(a)所示，許多模具制造者在切割凸模類外輪廓工件時(shí)，常常直接從材料的側(cè)面切入，在切入處產(chǎn)生缺口，殘余應(yīng)力從缺口處向外釋放，容易使凸模變形。為了避免變形，在淬火前先在模坯上打出穿絲孔，孔徑為3～10mm，工件淬火后從模坯內(nèi)部對凸模進(jìn)行封閉式切割。(3)由外向內(nèi)切割。如圖1(b)所示，對于零件，特別是凸模類工件，切割方向可采用由外向內(nèi)切割。切割方向應(yīng)該有利于保證工件在切割過程中的剛度以及避開應(yīng)力變形影響。采用由外向內(nèi)切割方式，即先切割遠(yuǎn)離裝夾部位的加工軌跡，再切割靠近裝夾部位的加工軌跡。如果采用由內(nèi)向外切割，坯料與工件的主要連接部位被太早地割離，剩余的材料被夾持部位少，工件剛性大大降低，極易產(chǎn)生變形，從而影響加工精度。
(a)封閉式切割(b)由外向內(nèi)切割
在選擇穿絲孔位置時(shí)，還應(yīng)該注意以下問題：(1)孔可能打歪。如圖2，如果穿絲孔的輪廓和工件的加工輪廓的最小距離過小，則有可能導(dǎo)致工件報(bào)廢。反之如果穿絲孔與工件的加工軌跡的最小距離過大，則會增加切割行程。(2)清理毛刺。穿絲孔加工完成后，和工件一樣需要預(yù)處理，需要清理毛刺，以避免加工中產(chǎn)生短路而導(dǎo)致加工不能正常進(jìn)行。
(a)穿絲孔與加工軌跡太近(b)穿絲孔與加工軌跡太遠(yuǎn)
2.3穿絲孔的尺寸
為了加工容易，穿絲孔的直徑不宜過小或過大，一般選擇3～10mm?？讖阶詈眠x整數(shù)值，以便簡化用其作為加工基準(zhǔn)的運(yùn)算。
如果因?yàn)榱慵庸ぽ喞确矫娴脑驅(qū)е麓┙z孔的直徑必須很小，那么在打穿絲孔時(shí)要很小心，盡量避免打歪或者盡可能減小穿絲孔的深度。如圖3所示，圖a直接用電火花打孔機(jī)打孔，操作較困難;圖b是在不影響使用的情況下，設(shè)計(jì)先將底部銑削出一個(gè)較大的底孔來減小穿絲孔的深度，從而降低打孔的難度。這種方法在加工注塑模的推桿孔等零件時(shí)常常應(yīng)用。
2.4穿絲孔的制造
穿絲孔可以用銑床、鉆床進(jìn)行銑削、鉆削加工淬火前的工件，也可以用電火花穿孔機(jī)電火花加工孔徑小、硬度大、淬火后的工件。
穿絲孔作為加工基準(zhǔn)時(shí)，它的位置精度和尺寸精度要等于或高于工件要求的精度。因此加工穿絲孔要用鉆、銑、鏜、鉸等較精密的機(jī)械加工方法，并在具有較精密坐標(biāo)工作臺的機(jī)床上加工，以保證其位置精度和尺寸精度。
當(dāng)材料余量很小時(shí)，使穿絲孔的尺寸受到限制而無法用機(jī)械方法加工時(shí)，可用電火花高速打孔機(jī)加工。加工出的穿絲孔直徑一般為￠0.5～￠3mm，深徑比可達(dá)20以上。
3結(jié)語
通過對工件材料的預(yù)處理和穿絲孔的作用、位置、尺寸、制造方法分析，明確了線切割加工前工件的預(yù)處理方法，指導(dǎo)了實(shí)際工件的線切割加工路徑要素設(shè)置。
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作者簡介：梁天宇(1978―)，女，吉林四平人，大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，研究方向：沖壓模具、壓鑄模具、電加工技術(shù)等。
電火花加工技術(shù)論文篇二
電火花線切割加工參數(shù)分析
[摘要]電火花下切割加工在實(shí)際生產(chǎn)加工中應(yīng)用非常廣泛，特別是在沖壓模具加工中是最為理想的加工設(shè)備，在加工過程中加工參數(shù)的調(diào)整時(shí)影響工件質(zhì)量的重要因素。本文是通過總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)分析了電參數(shù)與非電參數(shù)的調(diào)整與設(shè)置，從而達(dá)到更為合理的加工質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞] 質(zhì)量 電參數(shù) 非電參數(shù)
電加工又稱電火花加工，也有稱為電脈沖加工的，它是一種直接利用熱能和電能進(jìn)行加工的工藝。電火花加工與金屬切削加工的原理完全不同，在加工過程中，工具和工件不接觸，而是靠工具和工件之間的脈沖性火花放電，產(chǎn)生局部、瞬時(shí)的高溫把金屬材料逐步蝕除掉。由于放電過程可見到火花，所以稱為電火花加工。在加工過程中影響工件加工質(zhì)量的因素有很多，其中加工參數(shù)是影響加工質(zhì)量的主要因素，下面我主要從電參數(shù)和非電參數(shù)兩個(gè)主要方面為大家進(jìn)行分析：
一、電參數(shù)
電參數(shù)主要包括：脈沖寬度、脈沖間隔、開路電壓、短路峰值電流、放電波形、加工極性 、進(jìn)給速度 。 1、脈沖寬度Ti的影響，增加脈沖寬度，切割速度提高，表面粗糙度變差。(增加脈沖寬度，則單脈沖放電能量增加，當(dāng)Ti>40μs，加工速度增加不多，而電極絲損耗卻增大)。[通常Ti為1～60μs，脈沖頻率為10～100KHz]
2、脈沖間隔To的影響，減小脈沖間隔，切割速度提高，表面粗糙度稍有增大，但太小，放電產(chǎn)物來不及排除，間隙間不能充分消除電離，未回復(fù)絕緣狀態(tài)，易造成燒傷工件或斷絲。 [一般To=4～8Ti，工件增厚，to增加] 脈間為脈寬的5～9倍，短路電流隨脈寬量大小的變化而變化，切割越厚，脈間倍頻越大，300mm以上達(dá)9倍; 3、開路電壓Ui的影響，開路電壓峰值提高，加工電流增大，切割速度提高，表面粗糙度差(高電壓使加工間隙變大，有利于放電產(chǎn)物排除，提高加工穩(wěn)定性和脈沖利用率，但造成電極絲振動，降低加工精度，加大電極絲損耗)，電壓：一般金屬為1H，只有半導(dǎo)體材料或多次切割小電流時(shí)可為2H;
4、短路峰值電流Is的影響，增加短路峰值電流，切割速度提高，表面粗糙度會變差，(短路峰值電流大，相應(yīng)的加工電流大，脈沖能量大，放電痕變大，且電極絲損耗大，從而使加工精度降低。
(一般情況下，Is<40A，平均加工電流I<5A);
5、放電波形的影響，電壓波形前沿上升較緩，電極絲損耗較小，但不利于脈沖寬度變窄，波形不易形成，降低切割速度。
6、加工極性的影響，線切割加工因脈沖寬度較窄，所以用正極加工，即工件接正極，電極絲接負(fù)極，(選用正脈沖波)，反接會降低切割速度甚至不能進(jìn)行切割，并且電極絲損耗大。
二、非電參數(shù)
非電參數(shù)主要包括：機(jī)械傳動精度 、電極絲及其走絲速度 、工件厚度的影響 、工件材料的影響 、工作液的影響 、導(dǎo)輪參數(shù)及位置對錐度加工精度 ;
1、機(jī)械傳動精度的影響，傳動精度高，加工效果好;
坐標(biāo)工作臺傳動精度的影響，坐標(biāo)工作臺傳動精度很大程度上決定線切割的尺寸加工精度，其主要取決于四個(gè)因素：
(1)傳動機(jī)構(gòu)部件的精度(絲桿、螺母、齒輪、蝸桿、導(dǎo)軌等);
(2)配合間隙(絲桿副、齒輪副、蝸輪副及鍵等的配合間隙);
裝配精度(主要是絲桿與螺母的三線對中，齒輪的均勻配合渦輪蝸桿的吻合相切，縱橫向兩拖板的絲桿與導(dǎo)軌的平行度兩拖板導(dǎo)軌間的垂直度);
(3)機(jī)床工作環(huán)境(溫度、濕度、防塵、震動等)。坐標(biāo)工作臺傳動精度差，移動的浮動量就大，導(dǎo)致放電間隙經(jīng)常發(fā)生短路或開路現(xiàn)象，使加工不穩(wěn)定，常在加工表面留下放電痕跡，甚至出現(xiàn)鋸齒狀條痕，加工精度和表面粗糙度差。同時(shí)脈沖利用率低，降低加工速度，嚴(yán)重時(shí)造成斷絲。
2、 走絲機(jī)構(gòu)傳動精度的影響，電極絲在放電加工區(qū)域移動的平穩(wěn)程度，取決于走絲機(jī)構(gòu)的傳動精度，走絲不平穩(wěn)、速度不均勻，影響加工效果和絲的使用壽命，走絲速度越快，對加工的影響越大。
電極絲運(yùn)動位置由導(dǎo)輪決定，主要由三方面造成：
(1)導(dǎo)輪有徑向跳動或軸向竄動，導(dǎo)致電極絲振動，振幅與導(dǎo)輪跳動或竄動正相關(guān)。實(shí)際上，上下導(dǎo)輪的跳動(竄動)可能同時(shí)存在的，運(yùn)動相對復(fù)雜，但可以從工件的上下錐度來判斷導(dǎo)輪是否有跳動，是哪一個(gè)導(dǎo)輪或什么方向上跳動大(在電極絲切割方向里側(cè)的工件對應(yīng)尺寸較小一端的導(dǎo)輪在跳動或跳動幅度更大，同理，在電極絲切割方向外側(cè)對應(yīng)尺寸(較小)一端的導(dǎo)輪在跳動或跳動幅度(更大)，導(dǎo)輪有軸向竄動時(shí)也有類似的后果。
(2)導(dǎo)輪的V形槽的圓角半徑因磨損超過電極絲時(shí)，將不能保證電極絲精確位置，通常磨損是不對稱的，磨損越深，抖動越大;兩導(dǎo)輪軸線不平行，或V形槽的不在同一平面內(nèi)，電極絲運(yùn)動時(shí)不是靠在同一側(cè)面上，使電極絲正反方向不是靠在同一側(cè)面上，加工平面上產(chǎn)生反向條紋。V形槽磨損主要原因有：電極絲高速正反方向運(yùn)動;導(dǎo)輪軸承安裝不靈活，密封不好，運(yùn)動阻力大;反向時(shí)，導(dǎo)輪不能立即跟隨反向;放電產(chǎn)物硬度高;
(3)儲絲筒振動，引起電極絲振動，要保證儲絲筒同心度。
3、電極絲及其走絲速度的影響
(1)電極絲材料的影響，常用電極絲材料有鉬絲、鎢絲、鎢鉬絲，常用規(guī)格為Ф0.10～0.30mm.
(2)電極絲直徑的影響，電極絲直徑小，則承受電流小，切縫窄，不利于排屑和穩(wěn)定加工，切割速度低;電極絲直徑過大，切縫大，熔蝕量大，切割阻力相應(yīng)加大，不利于提高速度，因此，電極絲直徑要適中。最常用為Ф0.12～0.18mm。
(3)電極絲上絲，緊絲的影響，電極絲上絲，緊絲的好壞直接影響電極絲的張力。電極絲過松，抖動大;過緊，張力大，振動小，放電效率相對高，可提高速度，但易斷絲。
(4)走絲速度的影響，走絲速度高，則電極絲熱應(yīng)力小，減少斷絲和短路的幾率，可相應(yīng)提高切割速度，但電極絲抖動大，對導(dǎo)輪的V形槽磨損大，影響切割精度，電極絲壽命減短。
4、工件厚度的影響，工件的切割厚度薄，有利于排屑和消電離，加工穩(wěn)定性好，但工件太薄，放電脈沖利用率低，效率低，且電極絲易產(chǎn)生抖動，影響精度;工件厚，工作液，難于進(jìn)入和充滿放電間隙，排屑差，易發(fā)生短路，影響精度，加工穩(wěn)定性差，降低切割速度;但電極絲抖動小，又有利于提高加工速度和精度。因此注意根據(jù)工件厚度選擇脈沖間隔和脈沖寬度。
5、工件材料的影響，工件材料不同，其熔點(diǎn)， 汽化點(diǎn)，熱導(dǎo)率不同，切割速度不同。
6、工作液的影響，增大工作液壓力和流速，排除蝕除物容易;過高，會引起電極絲的振動;過低不利于排屑，易短路，不能及時(shí)帶走熔蝕熱，燒傷工件，發(fā)生斷絲等。維持層流(直線流動)為限。
7、導(dǎo)輪參數(shù)及位置對錐度加工精度的影響
在錐度加工時(shí)，導(dǎo)輪參數(shù)及導(dǎo)輪相對工件的位置對加工精度會產(chǎn)生直接的影響(切入位置偏差)。包括：上下導(dǎo)輪的距離(Z軸高度)，用Hc-c表示;下導(dǎo)輪中心到工件底面的距離，Hb表示;工件厚度;導(dǎo)輪半徑R。
作者簡介：張東偉，男，漢族，吉林白城人，2009年畢業(yè)于太原科技大學(xué)材料成型專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，助理講師。
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