线切割加工中不同加工材料对加工质量的影响

吴军

（华东交通大学，江西　南昌　330013）



线切割加工中不同加工材料对加工质量的影响

吴军

（华东交通大学，江西南昌330013）

摘要：线切割加工过程中不同加工材料表现的加工质量有着明显的区别.在加工条件相同的情况下，不同加工材料在性能的表现上会有很大的不同，尤其是对线切割加工质量有着显著的影响.针对材料性能选择合适的工艺方式达到优化参数措施，提升加工质量的目的.

关键词：线切割加工；不同加工材料；加工质量

影响线切割加工质量的因素有很多，其中不同加工材料会产生不同的加工效果.因此我们对不同加工材料的性能要进行全面的了解，针对不同的加工材料采取相应的措施，这样才能够保证线切割加工效果的提升.本文对线切割加工中不同加工材料对加工质量的影响进行分析，明确不同加工材料的性能，对提升线切割加工理论创新与实践有着指导作用.线切割加工中主要涉及到的材料有黄铜、紫铜、铝材、碳素钢材以及石墨材料等.下面就针对以上材料对线切割加工质量的影响进行分析.

1　黄铜材料对线切割加工质量影响

黄铜材料的密度（8.4～8.5）g/cm-3，和其他材料相比属于比重较轻的材料，因此在加工上要保证切屑在工作液的表面，这样才能够不容易被循环液带走.在加工的过程中黄铜产生的火焰蓝色程度更浓，有着更加稳定状态.同时加工速度会更快，但是在黄铜的表面会相对粗糙一些.因此参数加工的选择要更加注重参数值的大小，这样能够保证黄铜表面纹路更加的细致，不会出现深粗情况.电压表与电流表也更加的稳定.在实际加工过程中切割φ12mm，厚5mm的黄铜薄片，使用的电压通常在80v以上，同时还要保障电流在2A以上.这时候的电压表与电流表出现的摆动幅度较大，会降低线切割材料表面的质量，在表面形成黑白纹路，同时纹路还会有发黑现象出现.这种黑白纹路交错出现，降低材料精细度，甚至会出现断丝现象.为了能够降低这种黑白交错条纹的出现程度，要选择合适的参数进行加工处理.改变导轮距离的活动线架能够缩短导轮与工件端面的距离，并且对线切割加工频率速度进行调整.这样能够使加工速度达到加工要求标准，消除负面影响.在正常情况下黄铜的熔点在1083℃，产生的放电间隙较小，电蚀量、排屑状态影响着加工速度.放电间隙与电参数之间会形成一定比例的线性关系.因此在黄铜材料加工的过程中对加工参数值的选择要适当，不然很容易造成加工间隙过小，影响到加工质量的提升.同时电蚀物在间隙的聚集越多，不能够及时的进行排除，很容易造成液相与气相出现混杂状态，提升工作液流动的阻力，使线切割速度受到影响.当电流密度增大的时候，会使放电间隙出现集中分布情况，这样使间隙状态出现恶化的发展趋势，并且会出现二次放电现象.工作的稳定性能够保证加工质量的提升.因此要保证加工表面质量的前提下，选择合适的电参数，提升工艺条件的选择，提升加工表面质量.

2　紫铜切割加工质量影响

在线切割加工过程中要实现加工材料精度与表面质量的提升需要控制好单个脉冲的放电能量，并且根据实际加工需求选择合适的峰值.这样就能够控制好脉冲的宽度，放电时间的缩短，使脉冲放电能量降低，这样形成的加工材料表面更加符合加工需求.紫铜材质较软，并且粘度较大，产生的比重为ρ=8.9g/cm-3，同时熔点会达到1083℃.这种情况就会使放电间隙变小，在切割的过程中排屑较为困难.直接影响到了加工速度.为了能够进一步提升加工质量，使加工材料更加符合要求，要相应的提升加工参数，降低对加工质量的影响.在加工的时候要特别的注意参数的选择应该控制在一定的区间，这样才不会影响到切割加工材料表面的光洁度.在一般情况下紫铜的熔点在1083℃，这就造成了紫铜放电间隙较小，同时材质较软的情况也限制了紫铜在放电过程中加工质量的提升.紫铜在加工过程中会在表面形成很多的粘稠物，对切割过程中的排屑会造成很大的影响，导致放电不稳定现象发生，不均匀的放电间隙将对切割产生负面影响.在切割过程中会出现反向情况，这样在切割的过程中会影响到速度的稳定性，并且在产生严重影响的时候会出现短路等情况.在切割不良的情况下，能够提升电极丝的抖动.因此紫铜在加工的时候为了能够进一步提升加工效率，需要相应的提升排屑能力，并且要保证加工质量不会受到影响.在此基础上要增大丝径，同时在小间隙切割的过程中保证电流承受的力较小，这样才能够更好的提升排屑能

力保证加工材料质量的稳定提升.不利于获得理想的切割速度；但是要注意，丝径的增大也不能超过一定的限度，否则将造成切缝过大，切割速度反而降低，并且也难于加工出内尖角的工件.同时，为了提高切割速度，还可采取增加功放管只数和增大冲液压力及流速，以利于排屑，但冲液压力和流速的调节要适当，不能过大，否则又将引起丝的振动，造成工作液飞溅，使工件在加工中偏移，影响到工件位置精度，使丝的运动不平稳，导致加工精度的降低.为此，在小间隙紫铜材料的加工中，只要适当提高丝的张力，对冲液压力的调节适中，进口流量适中，喷流方向要包住上、下电极丝进口，工作液浓度不能过高，则能达到良好的循环条件，使其充分有效地冲洗粘在钼丝和窄缝间的电蚀物，从而确保良好的加工质量.另外，还要保持进给状态的稳定，严格控制短路，因为在小间隙、排屑不利的条件下，往往在“开始加工”、和“加工结束”阶段由于工件断面有凸点、毛刺等氧化物，在高频开关进刀时，由于钼丝和工件表面温度高、无间隙，很容易使工件表面发生烧伤氧化层，从而影响加工质量，甚至造成废品.

3　普通铝材加工质量影响

铝的比重为2.54g/cm-3，熔点为660℃，熔化潜热为92cal.g-1.铝产生的放电间隙较大，能够保证切割速度持续加快.铝在加工过程中表现的稳定性，需要通过加工过程中参数的选择但是不能够保证加工表面质量，会在表面形成发黑现象.纹路较为粗糙.在保证表面施工质量的前提下，提升铝材加工质量，并且在选择参数的时候要选择较小数值，这样得到的切割表面能够符合加工要求，提升加工材料的质量对加工的影响.

4　石墨加工质量影响

石墨材料加工速度要明显慢与其他材料，石墨熔点在3500℃，汽化潜热为1100cal.g-1，沸点Tf为3700℃.这可以说明石墨的导热性较差，并且在温度升高之后会达到3650℃，这时候的石墨电流上升率较低，汽化减少，切割速度明显降低.石墨熔点较高在同一条件下产生的放电间隙会逐渐的变小，这种发展趋势会导致电蚀量减少，影响到加工的稳定性.并且在加工过程中的排屑情况不畅通，使加工速度明显的降低.因此在切割φ10mm，厚5mm的石墨薄片，当工作电压从2档67V增大到4档80V，工作电流从0.6A增大到1.5A时.这时候的切割石墨过程中会出现反转现象，石墨在这个时候的加工间隙相对较小，但是会影响到排屑的情况，造成切割速度降低.因此针对石墨的这一特性，在加工的时候要选择合适的加工参数，并且对速度的把握要随时进行调整.防止在加工过程中出现短路情况，这样才能够维持一个合理的放电间隙.放电间隙大的时候，速度就会相应的加快.当间隙为零的时候，会造成加工短路情况的出现，并且这种情况超出一定时限的时候，只有电极丝回退，才能够消除这种现象的发生.石墨材料能够调节相应的变频速度，并且在一定程度上提升功放管数量.使加工更加的稳定，石墨表面光亮能够提升加工速度保证加工的质量.

5　碳素钢材对加工质量的影响

碳素钢的熔点一般在（1400- 1500）℃之间，因此放电间隙比其他材料会更小.线切割速度也比其他材料要慢许多，造成的粗糙度也比较差.同时在经过乳化液处理之后，会在切割表面形成一定数量的黑色粘稠物，对表面质量的有着明显的影响.同时在切割的过程中会看到明显的火花，这主要是由于钢材的比重大造成的.碳素钢加工性能较好，在表面形成的切割碎屑会随着工作液随时进行排除.同时在没有经过加工淬火之后的钢产生的间隙较小，并且切割的速度较慢，但是经过加工淬火之后的钢间隙较大，并且加工之后的表面会很光洁，纹路相对细腻，质量稳定.因此在加工过程中为了能够保证切割的速度还要提升钢材料表面的质量，选择合理的参数对材料进行加工，这样才能够实现满意的加工效果，提升线切割加工效率.

6　结束语

紫铜的加工效果表面没有明显的纹路，并且加工过程中的火花极小，产生的粘稠物较多，不容易排屑除去，切割的速度明显较慢.针对这种情况可以选择合适的加工参数，增强相应的功放管数量，这样能够提升排屑情况.铝材在加工的时候火花较大，并且排屑情况良好，切割速度较快，在加工的表面会形成明显的黑白纹路，间距较宽，可以适当的减小加工参数，这样能够进一步的提升切割的质量.石墨与紫铜的加工效果相同，一般采取提升排屑能力，这样能够更好的提升加工速度.钢经过加工之后会在表面形成黑色物质，排屑的能力一般，但是纹路相对均匀，切割速度较快，效果较为明显.在改进的过程中可以适当增加参数，并且在一定程度上增加功放管的数量，这样就能够实现速度的提升.针对加工材料的具体性能选择合适的线切割加工技术对提升加工质量有着明显的促进作用.不同加工材料引起的不同加工效果需要在试验过程中对线切割性能数据进行比较分析，这样才能够得到更好的加工效果.线切割加工效果的提升对理论研究与实践创新都有着借鉴的作用.

参考文献：

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中图分类号：TG661

文献标识码：A

文章编号：1673- 260X（2015）03- 0140- 02