影響線切割加工表面質量的因素分析和對策

高曉瑜　許利利　陶保平　張大偉

摘 要：針對線切割加工中加工表面常出現(xiàn)的燒傷、紋路粗糙等質量問題作了詳細分析并提出了相應措施，對進一步完善和提高線切割加工表面質量具有一定的意義。

關鍵詞：線切割加工；表面質量；措施

1.上下切割面燒傷呈焦黃色

線切割加工中預置進給速度對切割速度、加工精度和表面質量影響很大。預置進給速度應緊密跟蹤工件蝕除速度。二者加工間隙應恒定在最佳值上。這樣可增大有效放電狀態(tài)，減少開路和短路，使切割速度達到給定加工條件下的最大值，從而保證加工的穩(wěn)定性和零件表面質量。

1.1進給速度過高（過跟蹤）此時間隙中空載電壓波形消失，加工電壓波形變弱，短路電壓波形濃。這時工件蝕除的線速度低于進給速度，間隙接近于短路，加工表面發(fā)焦呈褐色，工件的上下端面均有過燒現(xiàn)象。

1.2進給速度過低（欠跟蹤）此時間隙中空載電壓波形較濃，時而出現(xiàn)加工波形，短路波形出現(xiàn)較少。這時工件蝕除的線速度大于進給速度，間隙近于開路，加工表面亦發(fā)焦呈淡褐色，工件的上下端面也有過燒現(xiàn)象。

1.3進給速度稍低（欠佳跟蹤）此時間隙中空載、加工、短路三種波形均較明顯，波形比較穩(wěn)定。這時工件蝕除的線速度略高于進給速度，加工表面較粗、較白，兩端面有黑白交錯相間的條紋。

1.4進給速度適宜（最佳跟蹤）此時間隙中空載及短路波形弱，加工波形濃而穩(wěn)定。這時工件的蝕除速度與進給速度相當，加工表面細而亮，條紋均勻。在這種情況下，能得到表面粗糙度、精度高的最佳加工效果。表1給出了根據(jù)進給狀態(tài)調整變頻的方法。

表1根據(jù)進給狀態(tài)調整變頻的方法

實頻狀態(tài) 進給狀態(tài) 加工面狀況 切割速度 電極絲 變頻調整

過跟蹤 慢而穩(wěn) 焦褐色 低 略焦、老化快 應減慢進給速度

欠跟蹤 忽慢忽快不均勻 不光潔易出深痕 低 易燒絲、絲上有白斑傷痕 應加快進給速度

欠佳跟蹤 慢而穩(wěn) 略焦褐、有條紋 較快 焦色 應稍增加進給速度

2.加工表面紋路粗糙

2.1電極絲張力的影響。線切割加工中，電極絲的張力大小同樣影響到加工面的質量、加工速度和加工穩(wěn)定性。當加工厚度80mm以上時，由于剛開始切入時容易發(fā)生斷絲，所以絲的纏繞力應“松些”，待電極絲工作一段時間后，操作人員再根據(jù)加工面的質量情況對絲張力作調整，以補充張力伸長和下降帶來的張力改變。當加工薄件或切割精度和粗糙度要求較高的零件時，絲的張力應適當取大，即絲的纏繞力緊些，因為此時工作液容易進入放電間隙，有利于排屑，加工穩(wěn)定性好，加工表面粗糙度也好。但當工件厚度在2～3mm左右時，由于電極絲容易抖動，易引發(fā)斷絲，對工件精度和加工表面粗糙度均不利，所以為了避免由絲振動引起的斷絲，此時絲張力不宜過緊。

2.2走絲速度偏高。線切割加工中，當加工厚件時，隨著走絲速度的提高，在一定范圍內，加工速度也提高了。走絲速度的提高，有利于電極絲將工件液帶入較大厚度的工件放電間隙中、排除電蝕產物，提高放電加工的穩(wěn)定性。但走絲速度過高，將導致電極絲的正反走絲換向頻繁，使有效工作時間減少，從而加大了機械振動，降低加工精度和切割速度。再者，由于電極絲的絲徑決定了切縫寬度和允許的峰值電流，而峰值電流的增大是隨線切割速度的提高而增大。所以，絲速不能過高，否則將導致加工速度的提高，進而造成峰值電流的增大，最終造成斷絲故障發(fā)生。為此高速切割厚件時，一般選取7～10mm/s的絲速來保證加工速度和表面加工質量。

3.工作液影響

3.1根據(jù)線切割加工機理，要求工作液具有良好的絕緣性能。絕緣性能低時，放電間隙狀態(tài)變差，不能正常放電，同時也減小了液體對工件的親和附著力，減小了對窄縫的去油污能力和對電極的洗滌作用，導致整個端面出現(xiàn)發(fā)黑和生銹現(xiàn)象。當絕緣性能較強時，則放電間隙變小，切割速度降低，使得切屑困難，若此時工作液噴淋不到位，循環(huán)流動差，也會導致加工面發(fā)黑和粗糙度差現(xiàn)象。因此，在線切割初加工中，乳化油和水的比例為1：5，在使用中要求濃度不小于1：10。

3.2切削液方向。削液方向流動不能隨意，否則切削液不能順利進入工件放電位置，作用就會減小，影響加工表面質量。改善方法：切削液最好是按螺旋狀形式包裹住電極絲，以提高工作液對電極絲振動的吸收作用，減少鉬絲的振動，還有利于電極絲把切削液帶入放電裝置，改善表面粗糙度。

3.3切削液清潔度切削液使用時間過長，其中的金屬微粒逐漸變大，工作液的作用下降，使表面質量下降，還會堵塞冷卻系統(tǒng)，所以必須對工作液進行過濾，使用時間長，要更換冷卻液。改善方法：在冷卻泵體抽水孔處放一塊海綿，使切削液中雜質吸附在海綿上，必要時需要換新的切削液。

4.結束語

綜上所述，影響線切割加工工件表面質量的因素很多，只要正確分析和有效控制各種因素并采取相應措施，就能在保證高生產率的前提下，改善和提高線切割加工工件的精度及表面質量。

參考文獻：

[1]王生奎.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，2008.

[2]宋昌才.數(shù)控電火花加工培訓教材[M].化學工業(yè)出版社，2008.