線切割加工中不同加工材料對加工質量的影響

吳軍

（華東交通大學，江西　南昌　330013）

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線切割加工中不同加工材料對加工質量的影響

吳軍

（華東交通大學，江西南昌330013）

摘要：線切割加工過程中不同加工材料表現的加工質量有著明顯的區別.在加工條件相同的情況下，不同加工材料在性能的表現上會有很大的不同，尤其是對線切割加工質量有著顯著的影響.針對材料性能選擇合適的工藝方式達到優化參數措施，提升加工質量的目的.

關鍵詞：線切割加工；不同加工材料；加工質量

影響線切割加工質量的因素有很多，其中不同加工材料會產生不同的加工效果.因此我們對不同加工材料的性能要進行全面的了解，針對不同的加工材料采取相應的措施，這樣才能夠保證線切割加工效果的提升.本文對線切割加工中不同加工材料對加工質量的影響進行分析，明確不同加工材料的性能，對提升線切割加工理論創新與實踐有著指導作用.線切割加工中主要涉及到的材料有黃銅、紫銅、鋁材、碳素鋼材以及石墨材料等.下面就針對以上材料對線切割加工質量的影響進行分析.

1　黃銅材料對線切割加工質量影響

黃銅材料的密度（8.4～8.5）g/cm-3，和其他材料相比屬于比重較輕的材料，因此在加工上要保證切屑在工作液的表面，這樣才能夠不容易被循環液帶走.在加工的過程中黃銅產生的火焰藍色程度更濃，有著更加穩定狀態.同時加工速度會更快，但是在黃銅的表面會相對粗糙一些.因此參數加工的選擇要更加注重參數值的大小，這樣能夠保證黃銅表面紋路更加的細致，不會出現深粗情況.電壓表與電流表也更加的穩定.在實際加工過程中切割φ12mm，厚5mm的黃銅薄片，使用的電壓通常在80v以上，同時還要保障電流在2A以上.這時候的電壓表與電流表出現的擺動幅度較大，會降低線切割材料表面的質量，在表面形成黑白紋路，同時紋路還會有發黑現象出現.這種黑白紋路交錯出現，降低材料精細度，甚至會出現斷絲現象.為了能夠降低這種黑白交錯條紋的出現程度，要選擇合適的參數進行加工處理.改變導輪距離的活動線架能夠縮短導輪與工件端面的距離，并且對線切割加工頻率速度進行調整.這樣能夠使加工速度達到加工要求標準，消除負面影響.在正常情況下黃銅的熔點在1083℃，產生的放電間隙較小，電蝕量、排屑狀態影響著加工速度.放電間隙與電參數之間會形成一定比例的線性關系.因此在黃銅材料加工的過程中對加工參數值的選擇要適當，不然很容易造成加工間隙過小，影響到加工質量的提升.同時電蝕物在間隙的聚集越多，不能夠及時的進行排除，很容易造成液相與氣相出現混雜狀態，提升工作液流動的阻力，使線切割速度受到影響.當電流密度增大的時候，會使放電間隙出現集中分布情況，這樣使間隙狀態出現惡化的發展趨勢，并且會出現二次放電現象.工作的穩定性能夠保證加工質量的提升.因此要保證加工表面質量的前提下，選擇合適的電參數，提升工藝條件的選擇，提升加工表面質量.

2　紫銅切割加工質量影響

在線切割加工過程中要實現加工材料精度與表面質量的提升需要控制好單個脈沖的放電能量，并且根據實際加工需求選擇合適的峰值.這樣就能夠控制好脈沖的寬度，放電時間的縮短，使脈沖放電能量降低，這樣形成的加工材料表面更加符合加工需求.紫銅材質較軟，并且粘度較大，產生的比重為ρ=8.9g/cm-3，同時熔點會達到1083℃.這種情況就會使放電間隙變小，在切割的過程中排屑較為困難.直接影響到了加工速度.為了能夠進一步提升加工質量，使加工材料更加符合要求，要相應的提升加工參數，降低對加工質量的影響.在加工的時候要特別的注意參數的選擇應該控制在一定的區間，這樣才不會影響到切割加工材料表面的光潔度.在一般情況下紫銅的熔點在1083℃，這就造成了紫銅放電間隙較小，同時材質較軟的情況也限制了紫銅在放電過程中加工質量的提升.紫銅在加工過程中會在表面形成很多的粘稠物，對切割過程中的排屑會造成很大的影響，導致放電不穩定現象發生，不均勻的放電間隙將對切割產生負面影響.在切割過程中會出現反向情況，這樣在切割的過程中會影響到速度的穩定性，并且在產生嚴重影響的時候會出現短路等情況.在切割不良的情況下，能夠提升電極絲的抖動.因此紫銅在加工的時候為了能夠進一步提升加工效率，需要相應的提升排屑能力，并且要保證加工質量不會受到影響.在此基礎上要增大絲徑，同時在小間隙切割的過程中保證電流承受的力較小，這樣才能夠更好的提升排屑能

力保證加工材料質量的穩定提升.不利于獲得理想的切割速度；但是要注意，絲徑的增大也不能超過一定的限度，否則將造成切縫過大，切割速度反而降低，并且也難于加工出內尖角的工件.同時，為了提高切割速度，還可采取增加功放管只數和增大沖液壓力及流速，以利于排屑，但沖液壓力和流速的調節要適當，不能過大，否則又將引起絲的振動，造成工作液飛濺，使工件在加工中偏移，影響到工件位置精度，使絲的運動不平穩，導致加工精度的降低.為此，在小間隙紫銅材料的加工中，只要適當提高絲的張力，對沖液壓力的調節適中，進口流量適中，噴流方向要包住上、下電極絲進口，工作液濃度不能過高，則能達到良好的循環條件，使其充分有效地沖洗粘在鉬絲和窄縫間的電蝕物，從而確保良好的加工質量.另外，還要保持進給狀態的穩定，嚴格控制短路，因為在小間隙、排屑不利的條件下，往往在“開始加工”、和“加工結束”階段由于工件斷面有凸點、毛刺等氧化物，在高頻開關進刀時，由于鉬絲和工件表面溫度高、無間隙，很容易使工件表面發生燒傷氧化層，從而影響加工質量，甚至造成廢品.

3　普通鋁材加工質量影響

鋁的比重為2.54g/cm-3，熔點為660℃，熔化潛熱為92cal.g-1.鋁產生的放電間隙較大，能夠保證切割速度持續加快.鋁在加工過程中表現的穩定性，需要通過加工過程中參數的選擇但是不能夠保證加工表面質量，會在表面形成發黑現象.紋路較為粗糙.在保證表面施工質量的前提下，提升鋁材加工質量，并且在選擇參數的時候要選擇較小數值，這樣得到的切割表面能夠符合加工要求，提升加工材料的質量對加工的影響.

4　石墨加工質量影響

石墨材料加工速度要明顯慢與其他材料，石墨熔點在3500℃，汽化潛熱為1100cal.g-1，沸點Tf為3700℃.這可以說明石墨的導熱性較差，并且在溫度升高之后會達到3650℃，這時候的石墨電流上升率較低，汽化減少，切割速度明顯降低.石墨熔點較高在同一條件下產生的放電間隙會逐漸的變小，這種發展趨勢會導致電蝕量減少，影響到加工的穩定性.并且在加工過程中的排屑情況不暢通，使加工速度明顯的降低.因此在切割φ10mm，厚5mm的石墨薄片，當工作電壓從2檔67V增大到4檔80V，工作電流從0.6A增大到1.5A時.這時候的切割石墨過程中會出現反轉現象，石墨在這個時候的加工間隙相對較小，但是會影響到排屑的情況，造成切割速度降低.因此針對石墨的這一特性，在加工的時候要選擇合適的加工參數，并且對速度的把握要隨時進行調整.防止在加工過程中出現短路情況，這樣才能夠維持一個合理的放電間隙.放電間隙大的時候，速度就會相應的加快.當間隙為零的時候，會造成加工短路情況的出現，并且這種情況超出一定時限的時候，只有電極絲回退，才能夠消除這種現象的發生.石墨材料能夠調節相應的變頻速度，并且在一定程度上提升功放管數量.使加工更加的穩定，石墨表面光亮能夠提升加工速度保證加工的質量.

5　碳素鋼材對加工質量的影響

碳素鋼的熔點一般在（1400- 1500）℃之間，因此放電間隙比其他材料會更小.線切割速度也比其他材料要慢許多，造成的粗糙度也比較差.同時在經過乳化液處理之后，會在切割表面形成一定數量的黑色粘稠物，對表面質量的有著明顯的影響.同時在切割的過程中會看到明顯的火花，這主要是由于鋼材的比重大造成的.碳素鋼加工性能較好，在表面形成的切割碎屑會隨著工作液隨時進行排除.同時在沒有經過加工淬火之后的鋼產生的間隙較小，并且切割的速度較慢，但是經過加工淬火之后的鋼間隙較大，并且加工之后的表面會很光潔，紋路相對細膩，質量穩定.因此在加工過程中為了能夠保證切割的速度還要提升鋼材料表面的質量，選擇合理的參數對材料進行加工，這樣才能夠實現滿意的加工效果，提升線切割加工效率.

6　結束語

紫銅的加工效果表面沒有明顯的紋路，并且加工過程中的火花極小，產生的粘稠物較多，不容易排屑除去，切割的速度明顯較慢.針對這種情況可以選擇合適的加工參數，增強相應的功放管數量，這樣能夠提升排屑情況.鋁材在加工的時候火花較大，并且排屑情況良好，切割速度較快，在加工的表面會形成明顯的黑白紋路，間距較寬，可以適當的減小加工參數，這樣能夠進一步的提升切割的質量.石墨與紫銅的加工效果相同，一般采取提升排屑能力，這樣能夠更好的提升加工速度.鋼經過加工之后會在表面形成黑色物質，排屑的能力一般，但是紋路相對均勻，切割速度較快，效果較為明顯.在改進的過程中可以適當增加參數，并且在一定程度上增加功放管的數量，這樣就能夠實現速度的提升.針對加工材料的具體性能選擇合適的線切割加工技術對提升加工質量有著明顯的促進作用.不同加工材料引起的不同加工效果需要在試驗過程中對線切割性能數據進行比較分析，這樣才能夠得到更好的加工效果.線切割加工效果的提升對理論研究與實踐創新都有著借鑒的作用.

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中圖分類號：TG661

文獻標識碼：A

文章編號：1673- 260X（2015）03- 0140- 02