淺談提高高速走絲線切割加工穩定性和精度的思路

[關 鍵 詞] 線切割高速走絲；加工工藝；加工穩定性；加工精度；解決思路

[中圖分類號] G718 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）20-0084-01

高速走絲加工以其的設備簡單、加工成本低、操作方便、工藝簡單的特點在金屬加工方面得到廣泛使用，特別是在模具加工尤其是沖壓模具加工方面，其在很多方面解決了很多常規機床切削加工的問題，加工優勢明顯。但是它也有加工精度低、加工質量差、加工速度慢、加工不穩定、加工可控性差的缺點，以致它在使用方面受到較大的限制。筆者在長期使用線切割加工過程中總結出一些加工工藝技術，可以在提高加工精度、加工穩定性、提高加工速度方面得到較大的提高。下面就高速走絲線切割加工工藝方面提出一些看法，以提高加工穩定性和加工精度、加工質量。

在加工穩定性方面，加工機床的基本條件很重要。由于線切割加工是通過線電極和工件電極之間的脈沖放電來對工件進行加工的。以下幾個方面對加工穩定性影響較大。

1.機床提供的脈沖電源參數需要穩定性，很多機床由于脈沖電源的電器原件的性能穩定性不好，受工作環境溫度濕度等方面因素影響，產生的脈沖電源的峰值電壓、平均加工電壓、脈沖峰值電流、加工平均電流、脈沖周期、脈沖寬度、脈沖間隔不穩定，在放電過程中經常出現大小變化，則其放電的電腐蝕效果也隨之變化，以致影響加工穩定。2.工件材質對加工穩定性的影響，由于電火花加工受材料的材質電性能、熱性能方面參數的影響，而材質不同則隨其電性能和熱性能發生變化，在加工中也產生較大變化。在加工時發現有些工件材質的雜質較多時導致加工材料的電性能、熱性能隨加工過程不同，放電加工效果變化，則出現加工不穩定，如果工件材料雜質較多時從加工過程產生的火花狀況和聲音的變化可以感覺其加工不穩定，甚至頻繁出現加工短時停頓和短路的現象。3.使用的工作液對加工穩定性影響也很大。電火花線切割的工作液在加工過程中的作用主要有絕緣、排屑、冷卻等作用，工作液在循環使用過程中會發生變化進而改變工作液對加工的絕緣、排屑效果，影響加工穩定性。4.機床的機械穩定性。主要是電極絲移動穩定性，電極絲的穩定性直接影響電極絲與工件的瞬間位置，從而影響放電效果。影響電極絲移動穩定性的原因主要有儲絲筒轉動平穩性和絲架導絲輪平穩性，故在使用機床加工時需要經常保養儲絲筒軸承和導絲輪軸承，同時使用定期更換導絲輪。再有就是工作臺（工件）的平穩性同樣影響放電效果。同時工作臺進給精度也影響加工穩定，很多機床使用一段時間后，受X軸和Y軸的滾珠絲杠間隙影響，步進電動機傳動帶動時會出現間歇性瞬間停頓和間歇性累積多進給，出現時而快速多進給和停頓少進給的現象，對加工穩定性影響很大。

在加工精度方面，高速走絲線切割的加工精度一般可以達到0.005～0.01 mm，但是經常在加工時得到的工件尺寸誤差達到0.02 mm，甚至更多，形狀精度和位置精度的誤差也偏大。總結起來線切割加工精度主要受以下因素影響。

1.對加工補償量的判定值。由于放電加工存在放電間隙，故理論上線切割加工的補償量為電極絲半徑與放電間隙之和。電極絲半徑大小基本不變，可以忽略。放電間隙的大小受脈沖電參數、工件材料、工作液等多方面因素影響，無法準確計算判定，多數是采用經驗計算，存在一定偏差。同時放電間隙的大小受脈沖電參數、工件材料、加工厚度、工作液等多方面因素影響而且隨以上加工因素變化而變化。故補償量是在一定范圍內變化且無法準確判定，在線切割加工時經常需要先確定補償量然后加工，就不可避免存在誤差。準確判定補償量大小對加工精度有直接影響，通常采用經驗法計算判定和試加工測定。2.機床方面精度和脈沖電參數的影響，這主要包括機床進給精度、電極絲位置度、電極絲運動精度。脈沖電流峰值、脈沖電壓、脈沖寬度等對加工精度影響。同時工作臺運動精度也直接影響加工工件的形狀精度。如由于放電間隙的存在，加工時的凸角會出現塌角、圓弧圓角現象，加工尖角會出現加工不到尖角頂點的現象，故在加工時進行凸角尖角等形狀預補償可以提高這方面的形狀精度。3.加工時加工起點的校對。現有校對方法主要有百分表校對、垂直儀校對、目測校對、防電火花法校對。以上方法都存在較大誤差，直接對工件精度影響。4.工件加工前基準的精度，工件的各個基準面的精度和校正精度，工件表面加工毛刺等對校正精度影響。

通過從以上幾個方面在工藝上采取相應措施，使高速走絲線切割加工過程的穩定性和工件的加工精度得到較大的提高，基本上可以達到0.005 mm的精度，同時加工工件的形狀位置精度也得到提高，加工過程穩定性也得到較大提高，從而提高加工速度。

參考文獻：

[1]孫鳳勤.模具制造工藝與設備[M].2版.中國勞動保障出版社，2012.

[2]劉強.數控機床編程與操作[M].中國勞動出版社，2012.