线切割基础入门技术第八篇

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线切割基础入门技术第八篇

On 五月 4, 2013, Posted by , in 新手入门, With No Comments

十九、材料变形可怎么办?

因为材料本身会有应力,切割肯定是打破了原有应力平衡变形后达成了新的平衡,只是应力有大有小,变形也会大小不一,这如同一根竹片中间劈开,两半都弯,大半弯得少,小半弯得多。线切割加工是同一道理,只是变形小到最终的精度范围以内,加工也就算完成了。

应力是材料内固有的,随强度和硬度的提高而在加大的,暂时达成平衡的一种弹性力。所以越是淬火硬的好材料变形越大。这类材料要求淬火前的反复锻造,均匀组织。并把大量的加工余量和大块的废料在淬火前就去掉,即在淬火时已把暂时维持平衡的那部分应力基本去掉了。淬火后所切掉的是达成应力平衡的那一小部分。这样因线切割造成的变形就会小得多。淬火前没做处理也没去除余量的时候,也就是拿到的是一个具有强大且完整应力的一块实心料怎么办?那就只好靠我们线切割自己消除应力,去除余量了。那就是粗切,算计好留量,设置好夹头,把大部分的余量先去掉。拿到一个形状已很接近最终工件,已不具有很大变形能力的新的毛坏,如果再附以高低温的时效处理,材料变形就可算是彻底解决了。

上述主要是材料变形,因特殊细长形状的零件也会变形,如钟表秒针冲模的冲头,弹簧卡圈冲模的凹模和冲头,它们都会因在大块毛坏上切下一个小窄条而使取下的工件面目全非,更谈不上几μ最多只允许十几个μ的配合间隙了。这类因形状而容易变形的零件,就只有把毛坏料做好预处理,淬火前加工成余量极小的半成品,在淬火工序中工件得到充分的形变,切割时选择好切割路线和夹头的位置,得到合格的零件就有把握了。

材料变形还会有一个突出的现象,就是切割入口处不能闭合,这大多是因为压板压的位置不对,没把出入口处压死,在切割过程中,入口处已随着形变发生了位移,尽管坐标回到了原位,但入口早已跑了,造成入口处台阶错口,费了很长时间,得到的是一个废品。这就靠对材料变形有充分认识,前期采取相应措施,切割也采取相应方法,所谓切割经验也在于此。

二十、材料杂质切割时会出现什么现象?

轧制、锻打或铸造的材料内有杂质,有夹层、有空洞甚至是夹渣或异物并不是稀奇事。杂质对线切割来说是非常敏感的,它会使切割面出现不明原因的沟槽,甚至是造成反复短路,根本无法切割。

金属材料内的杂质是不导电或导电能力极差的非金属物,切割它时,丝会很快以它作折点产生弯曲。弯曲丝的短路是无法排除的,因为如果丝是直的,即使瞬时短路,机械力的磨损也会使短路很快消除而恢复放电。而靠机械力磨损掉一个折弯是不可能的。当杂质颗粒很小,瞬时的机械磨损会使丝绕过杂质,这就在切割面上造成一个沟槽,绕不过去也会在短路信号的作用下使丝反复回退,在原地留下伤痕。这就是杂质严重破坏切割面的主要原因。

杂质影响切割发生在厚工件时较多,其原因是薄工件存有杂质的机率较少,且薄工件在排屑容易,火花爆炸力较强,切割速度较快,切割冲击力较大的情况下,闯过去的可能性较大。但工件厚了,本身切着已非常困难,放电能量被损失怠尽,切割冲击力也就小了。同时,材料厚了,丝在工件里打弯折线造成的短路面积是较大的,失去了机械磨损勒过去的可能性。

因材料变形造成的短路,通过用选择起切点,选择压板位置,选择切割路径等办法,尚能解决。而因杂质造成的途中停止是无法可想的。

二十一、脉冲源参数怎么设置

根据被切工件的材料,厚度设置脉冲源的参数,最根本目的是为了获得高的效率和好的光洁度。首先应明确的是:影响效率的直接因素是单个脉冲能量,脉冲的个数和脉冲利用率。影响光洁度的直接因素是单个脉冲放电造成蚀坑的大小,因加工稳定性造成的烧伤或短路痕迹和钼丝换向条纹。由此看来,参数设置对加工效率起决定作用。而对加工光洁度所起的主要作用体现在放电蚀坑的大小,再次作用体现在加工稳定性,对换向条纹则基本不起作用。

40厚度以下的钢,一般参数怎么设置都能切,脉宽大了,电流大就能快一些,反之就慢一些而光洁度好一点,是典型的反向互动特性。

40~100之间的钢,就一定有大于20μs的脉宽和大于6倍脉宽的间隔,峰值电流也一定达到12A以上,这是为保证有足够的单个脉冲能量和足够排除蚀物的间隔时间。100~200之间的钢,就一定有大于40μs的脉宽和大于10倍脉宽的间隔,峰值电流应维持在20A以上,此时保证足够的火花爆炸力和蚀除物排出的能力已是至关重要了。200以上的钢,就已算做大厚度切割的范围,此时,除丝速,水的介电系数必备条件外,最重要的条件是让单个脉冲能量达到0.15(伏.安.秒),也就是100V,25安,60μs或100V,30A,50μs;125V,30A,40μs;125V,40A,30μs;为不使丝的载流量过大,12倍以上的脉冲间隔已是必备条件了。

对一些特殊的材料,脉冲参数还应做相应的调整,如本身电导率低的氧化铝,氧化硅等导电陶瓷材料,单晶硅、聚晶金刚石等晶体材料和磁性材料等,把脉冲幅值提高到120V~150V甚至200V,对加工稳定和消除短路都是很有效的。当然同时要提高取样电压和短路识别的门槛。

 

二十二、新丝新水一定好吗?

很多人有这样一种习惯,在进行一个很重要的工件加工之前,为慎重对待,把丝水都换成新的。这一定就好吗?

首先应肯定,新丝并不好,由于材料纯度,拔制过程和绕制过程中的原因,钼丝某一点上造成抗拉强度的薄弱,这个点会在短时间内断丝。因钼丝储存过程中造成的表面氧化,实际加工的前一两个小时内其尺寸精度和表层质量都不是最好的。钼丝在实际运行的前几个小时,由于拔制时带来的内应力,使丝的挠性较大,现象是当失去外力的拉直时,会自然蜷缩。挠性大时造成的切缝会比正常值大,且张力引起的换向条纹很重。刚上的新丝反到爱断,不外也是这几个原因。

新水就应用说:对大厚度加工,追求效率新水会好些,因为此时水的清洁度好,介电系数大,恢复绝缘的能力强。但新也有缺点,会使换向条纹较重,碳黑的镀覆效应明显,尤其放电凹坑大而深。

新丝新水切出的切割面反到难看,大体是上述原因。

要注意的是:切过铝的水肯定是不好的,因为切铝时生成的氧化铝微粒悬浮于水中,它时时要去磨损导电块,时时要进入放电缝隙造成加工的不稳定或开路脉冲和短路脉冲的增多,进入轴承则加速磨损。所以切过铝的冷却液不要再长期使用,特别是不要拿它再从事很重要的加工。

编者注:为了提供线切割技术的入门技术,特意编辑了北京凝华科技公司的张朝纲技术总监所编写的线切割技术50问,以供新人学习。再次感谢张师傅。

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