铝材电火花线切割加工工艺的改进—中字牌钼丝.doc

铝材电火花线切割加工工艺的改进,慢走丝铜线摘要:为了解决铝材电火花线切割加工中馈电块磨损严重、铝屑粘丝、断丝及工件表面质量差等问题，以铸造铝合金ZL102 为样品，通过与碳素工具钢T8 的对比实验，对铝合金线切割工艺技术参数进行了优化.研究表明，适当加大脉冲宽度、增加脉冲间隙、提高皂化油乳化液浓度以及设置合理的进给速度，能够很好地解决铝材线切割中存在的问题.关键词:铝合金;电火花线切割;工艺参数 自20 世纪50 年代苏联生产第一台电火花线切割机床以来，电火花线切割在走丝系统、新型工作液、微细电火花钱切割、自动化及人工智能控制等方面已取得长足的进步。-飞由于电火花线切割材料时具有很低的尺寸、形状及位置误差，其精度可达到微米级公差，能加工传统方法难以加工的微槽、窄缝及尖角等复杂几何形状，应用范围越来,越广.然而，由于铝材特殊的物理化学性能，其线切割加工还存在铝屑粘丝、断丝、加工间隙易堵以及由此造成工件表面质量差等问题，目前在这方面还没有特别好的解决方法.本文从改进脉冲电参数、工作液、跟踪进给速度等加工因素人手，进行试验和分析，提出了一些改进方法，供同行参考。慢走丝铜线1 铝材的基本特性,慢走丝 铝材是以金属Al 为主要元素的材料，纯铝因其强度低，多对铝进行合金化，形成铝合金，以大幅度提高其强度.与铁基合金相比，铝合金具有熔点、沸点(汽化点)低，导电性好，导热性好，密度小等特点，其物理化学性能见表1. 铝材在空气中表面形成致密的氧化铝(4Al+302=2A120 3 ) ，具有良好的防腐性能.基于.铝材这些特性，铝合金材料被广泛应用于机电、仪表，特别是在航空及航海等工业中有重要的作用.由于铝合金具有上述的物理及热物理性能特点，使在相同电参数等工艺条件下，铝合金的数控电火花线切割加工特性也与铁基材料和硬质合金明显不同。慢走丝2 数控电火花线切割工作原理,线切割 数控电火花钱切割加工是基于脉冲放电的电腐蚀现象.即局部的瞬时高温作用使工件表面层材料局部熔化和汽化，被抛离工件，从而实现工件材料的蚀除加工.从热学观点来看，材料的电火花线切割加工性与其熔点、沸点有很大关系.因此，在电火花钱切割加工过程中，不同的材料，其加工工艺各不相同.电火花钱切割加工时，在电极丝和工件之间进行脉冲放电.为了保证火花放电时电极丝不被烧断，必须向放电间隙注人大量工作液，以使电极丝得到充分冷却.同时电极丝必须作高速轴向运动，以避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，高速运动的电极丝，有利于不断往放电间隙中带入新的工作液，同时也有利于把电蚀产物从间隙中带出去. 线切割3 电火花线切割加工铝材现象及原因分析,慢走丝加工3. 1 实验材料 碳素工具钢(T8) 和铸造铝合金(ZL1 02) ，厚度尺寸:90 mm ，线w 害l 机床型号:NH-DK7720 ，铝丝直径:0.18 mm.3.2 实验现象 参数设置:脉冲宽度20 间，空载电压90 V ，脉冲间隙比1 4 ，工作液10% 皂化油乳化液(乳化油10% ，水90%). 将调节变频进给控制电路旋钮定在中间位置.在实验条件相同的情况下，通过对普通钢和铝合金的钱切割加工，发现加工普通钢时机床电流稳定在2 安培左右，乳化液正常排屑，钼丝工作正常，试样加工后精度检测误差在38m ，光洁度Ra为1. 62. 0 ，切割效益:42.8mm2/min., 慢走丝加工 在加工铝合金时，现象如下: (1)电蚀物颗粒较大，工作液易堵塞而导致冷却条件差，电极丝升温快，温度过高，造成短路、烧丝. ( 2) 电蚀物容易粘附在电极丝上，导致工件表面粗糙度达不到要求.电极丝直径增大，加工误差增大. (3) 钼丝抖动严重，馈电块磨损出槽.这是由于线切割中有金属转移现象，并且乳化液中含有水和油，所以在加工时放电间隙会产生高温氧化物，使一部分工件材料的氧化物飞溅反粘到电极丝上，使电极丝看上去发白、粗糙.当切割钢铁、铜铁等金属时，由于这些金属的氧化物均为导电物质，放电间隙状态良好，而加工铝及铝合金材料时，铝材的金属氧化物A1 2O3 ,Al(HO)3是陶瓷性物质，导电性极差，出现工件切不动，随着电极丝高速往复运动，电蚀物大量粘附在电极丝上，严重影响电极丝放电，造成馈电块磨损严重和断丝。慢走丝加工4 改进措施，线切割滤芯,钼丝供应 如何解决铝材切割过程所产生的一系列问题，提高铝材加工的稳定性和加工质量，必须根据铝合金材料的物理性能及热学特征，结合电火花加工机理进行分析.根据上述铝合金的物理特性，要稳定地切割铝合金工件并兼顾各项工艺指标，应从脉冲电参数、工作液、跟踪进给速度等加工因素进行试验改进和分析. 钼丝4. 1 优化电加工参数 通过设置不同的线切割参数表2 ，切割两块成分相同，尺寸大小一样的ZLI02 ，其加工工艺指标屑，减少粘丝，并改善工件表面粗糙度.如果脉冲比较如表3. 适当加大脉冲宽度，可提高切割速度， 间隙太小，放电产物来不及排除，放电间隙来不及这是因为脉冲宽度增加，使单个脉冲放电能量增消电离，这将使加工变得不稳定，易造成烧伤工件大，则放电痕也大.相对增加脉冲间隙，有利于排和断。线切割滤芯4.2 工作液的影晌 提高工作液的浓度，使用皂化油乳化液，这是因为乳化液的介电强度比水高，冷却能力比水低，洗涤性比水和煤油都好，故切割速度高.皂化油乳化液的故度按乳化油20%-*80% 比例配制，同时加入及少量洗涤灵，因为水中加入洗涤灵后，工作液洗涤性能变好，有利于排屑，改善了间隙状态。线切割滤芯工作液最好是按螺旋状形式包裹住钼丝，以提高工作液对锢丝振动的吸收作用，减少钼丝的振动，改善表面粗糙度.另外，由于铝材加工屑呈胶态，工作液使用了一段时间后，会自乳化.当出现这种情况时应及时更换工作液，否则易发生断丝，因为工作液随加工的延续，其中的导电胶体粒子增多，洗涤作用减弱，工作液的渗透性和流动性变差，造成排屑困难，且易形成随机的搭桥放电.4. 3 跟踪进给速度的影响,钼丝 如果设置的进给速度小于工件实际可能的蚀除速度(称欠跟踪或欠进给) ，则加工状态偏开路，切割速度慢.且由于铝合金熔点和汽化点低，使同等放电能量的加工蚀除量增大，从而使放电间隙大.由于放电间隙大，脉冲电压不能及时击穿极间的液体介质，大大地降低了脉冲的利用率，同时极间距离太大会导致电极丝振幅增大，使加工变得不稳定，甚至引起断丝.当设置的进给速度大于工件实际可能的蚀除速度(称过跟踪或过进给) ，则加工状态偏短路，实际进给和切割速度反而也下降，而且不利用排除铝材的电蚀物，造成断丝和短路闷死.因此，合理调节变频进给，使其达到较好的加（钼丝）工状态.整个变频进给控制电路有多个调整环节，其中大都安装在机床控制柜内部，一般不应变动.另有一个调节旋钮安装在控制台操作面板上.加工时可根据具体情况将此旋钮定在合适位置，以保证电流表，电压表读数稳定，锢丝抖动小，加工处于最佳跟踪. 过滤器滤芯5 结论,中走丝 实践证明，线切割加工铝材工件时，脉冲电参数、工作液以及跟踪进给速度对铝合金WEDM 加工的工艺性能影响较大.结论如下: (1)采用合适的脉冲宽度，适当加大脉冲间隙比，可增加单个脉冲放电能量，提高加工速度，改善加工表面粗糙度.因此，只要用合理的WEDM 加工铝合金的加工工艺，就可达到所要求的加工质量，并可降低成本. 中走丝 ( 2) 增加皂化油乳化液的浓度，同时加入及少量洗涤灵，采取合理的喷液方式，以达到较理想的喷液效果，可提高工作液的排屑能力，使加工稳定. (3) 进给速度必须稳定，采取最佳进给状态，以抑制电极丝振动，提高加工稳定性及工件加工质量. 中走丝6 结束语,快走丝 好的模型是开发和维护软件系统的重要组成部分.在系统建摸过程中， UML 提供了灵活、易读、清晰的表达，保证了系统分析的正确