數控電火花線切割的加工工藝與工裝

 線切割的加工工藝主要是電加工參數和機械參數的合理選擇。電加工參數包括脈沖寬度和頻率、放電間隙、峰值電流等。機械參數包括進給速度和走絲速度等。應綜合考慮各參數對加工的影響，合理地選擇工藝參數，在保證工件加工質量的前提下，提高生產率，降低生產成本。

 1．電加工參數的選擇　　

 正確選擇脈沖電源加工參數，可以提高加工工藝指標和加工的穩定性。粗加工時， 應選用較大的加工電流和大的脈沖能量，可獲得較高的材料去除率（即加工生產率）。而精加工時，應選用較小的加工電流和小的單個脈沖能量，可獲得加工工件較低的表面粗糙度。

 加工電流就是指通過加工區的電流平均值，單個脈沖能量大小，主要由脈沖寬度、峰值電流、加工幅值電壓決定。脈沖寬度是指脈沖放電時脈沖電流持續的時間，峰值電流指放電加工時脈沖電流峰值，加工幅值電壓指放電加工時脈沖電壓的峰值。

 下列電規準實例可供使用時參考：

 （1）精加工：脈沖寬度選擇*小檔，電壓幅值選擇低檔，幅值電壓為75V左右，接通一到二個功率管，調節變頻電位器，加工電流控制在0.8~1.2A,加工表面粗糙度Ra≤2.5um。

 （2）*大材料去除率加工：脈沖寬度選擇四~五檔，電壓幅值選取“高”值，幅值電壓為100V左右，功率管全部接通，調節變頻電位器，加工電流控制在4~4.5A，可獲得100mm²/min左右的去除率（加工生產率）。（材料厚度在40~60mm左右）。

 （3）大厚度工件加工（＞300mm）：幅值電壓打至“高”檔，脈沖寬度選五~六檔，功率管開4~5個，加工電流控制在2.5~3A,材料去除率＞30mm²/min。

 （4）較大厚度工件加工（60~100mm）：幅值電壓打至**，脈沖寬度選取五檔，功率管開4個左右，加工電流調至2.5~3A，材料去除率50~60mm²/min。

 （5）薄工件加工：幅值電壓選低檔，脈沖寬度選**或**檔，功率管開2~3個，加工電流調至1A左右。

 注意，改變加工的電規準，必須關斷脈沖電源輸出，（調整間隔電位器RP1除外），在加工過程中一般不應改變加工電規準，否則會造成加工表面粗糙度不一樣。

 2．機械參數的選擇

對于普通的快走絲線切割機床，其走絲速度一般都是固定不變的。進給速度的調整主要是電極絲與工件之間的間隙調整。切割加工時進給速度和電蝕速度要協調好，不要欠跟蹤或跟蹤過緊。進給速度的調整主要靠調節變頻進給量，在某一具體加工條件下，只存在一個相應的*佳進給量，此時鉬絲的進給速度恰好等于工件實際可能的*大蝕除速度。欠跟蹤時使加工經常處于開路狀態，無形中降低了生產率，且電流不穩定，容易造成斷絲，過緊跟蹤時容易造成短路，也會降價材料去除率。一般調節變頻進給，使加工電流為短路電流的0.85倍左右（電流表指針略有晃動即可）。就可保證為*佳工作狀態，即此時變頻進給速度*合理、加工*穩定、切割速度*高。下表給出了根據進給狀態調整變頻的方法。

表  根據進給狀態調整變頻的方法

 二、電火花線切割加工工藝裝備的應用

 工件裝夾的形式對加工精度有直接影響。一般是在通用夾具上采用壓板螺釘固定工件。為了適應各種形狀工件加工的需要，還可使用磁性夾具或專用夾具。

1．常用夾具的名稱、用途及使用方法

（1）壓板夾具  它主要用于固定平板狀的工件，對于稍大的工件要成對使用。夾具上如有定位基準面，則加工前應預先用劃針或百分表將夾具定位基準面與工作臺對應的導軌校正平行，這樣在加工批量工件時較方便，因為切割型腔的劃線一般是以模板的某一面為基準。夾具成對使用時兩件基準面的高度一定要相等，否則切割出的型腔與工件端面不垂直，造成廢品。在夾具上加工出Ｖ形的基準，則可用以夾持軸類工件。

（2）磁性夾具  采用磁性工作臺或磁性表座夾持工件，主要適應于夾持鋼質工件，因它靠磁力吸住工件，故不需要壓板和螺釘，操作快速方便，定位后不會因壓緊而變動，如圖1所示。

圖1  磁性夾具

 2．工件裝夾的一般要求

 （1）工件的基準面應清潔無毛刺。經熱處理的工件，在穿絲孔內及擴孔的臺階處，要**熱處理殘物及氧化皮。 

 （2）夾具應具有必要的精度，將其穩固地固定在工作臺上，擰緊螺絲時用力要均勻。

 （3）工件裝夾的位置應有利于工件找正，并與機床的行程相適應，工作臺移動時工件不得與絲架相碰。

 （4）對工件的夾緊力要均勻，不得使工件變形或翹起。

 （5）大批零件加工時，*好采用專用夾具，以提高生產效率。

 （6）細小、精密、薄壁的工件應固定在不易變形的輔助夾具上。

3．支撐裝夾方式 

 主要有懸臂支撐方式、兩端支撐方式、橋式支撐方式、板式支撐方式和復式支撐方式等。

 4．工件的調整

 工件裝夾時，還必須配合找正進行調整，使工件的定位基準面與機床的工作臺面或工作臺進給方向保持平行，以保證所切割的表面與基準面之間的相對位置精度。常用的找正方法有：                          

（1）百分表找正法  如圖2所示，用磁力表架將百分表固定在絲架上，往復移動工作臺，按百分表上指示值調整工件位置，直至百分表指針偏擺范圍達到所要求的精度。

圖2  百分表找正              圖3  劃線找正

 （2）劃線找正法  圖3所示，利用固定在絲架上的劃針對正工件上劃出的基準線，往復移動工作臺，目測劃針與基準線間的偏離情況，調整工件位置，此法適應于精度要求不高的工件加工。

 5．電極絲位置的調整

 線切割加工前，應將電極絲調整到切割的起始坐標位置上，其調整方法有：

（1）目測法  如圖4，利用穿絲孔處劃出的十字基準線，分別沿劃線方向觀察電極絲與基準線的相對位置，根據兩者的偏離情況移動工作臺，當電極絲中心分別與縱、橫方向基準線重合時，工作臺縱、橫方向刻度盤上的讀數就確定了電極絲的中心位置。

圖4 目測法調整電極絲位置

（2）火花法  如圖5，開啟高頻及運絲筒（注意：電壓幅值、脈沖寬度和峰值電流均要打到*小，且不要開冷卻液），移動工作臺使工件的基準面靠近電極絲，在出現火花的瞬時，記下工作臺的相對坐標值，再根據放電間隙計算電極絲中心坐標。此法雖簡單易行，但定位精度較差。

圖5  火花法調整電極絲位置

1——工件   2——電極絲  3——火花

 （3）自動找正  一般的線切割機床，都具有自動找邊、自動找中心的功能，找正精度較高。操作方法因機床而異。 

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