電火花下切割加工技術論文
電火花下切割加工在實際生產(chǎn)加工中應用非常廣泛，特別是在沖壓模具加工中是最為理想的加工設備，在加工過程中加工參數(shù)的調整時影響工件質量的重要因素。學習啦小編為大家整理的電火花加工技術論文，希望你們喜歡。
電火花加工技術論文篇一
淺談電火花線切割加工工藝
摘要：文章針對電火花線切割加工的工藝及對工件材料的預處理、穿絲孔的加工進行了分析，明確了線切割加工前工件的預處理方法，對實際工件的線切割加工路線設計起到了指導作用。
關鍵詞：退磁處理;預處理;穿絲孔;線切割;電火花加工
中圖分類號：TG661文獻標識碼：A文章編號：1009-2374(2014)22-0131-02電火花加工是利用能量密度很高的電火花，使工件材料熔化、氣化和蒸發(fā)而去除的一種特種加工方法。電火花線切割加工是電火花加工中的一種，利用金屬絲做線狀電極，對工件進行切割。下面對線切割加工中的工藝問題進行分析。
1工件材料的預處理
鍛造和淬火的工件材料在加工前需要進行預處理。鍛打的淬火后的材料會有不同的殘余應力。在大面積去除切割和切斷加工中，由于殘余應力的相對平衡受到破壞，在加工過程中應力會釋放，從而導致工件變形，達不到尺寸精度要求。淬火不當?shù)牟牧线€會在加工中出現(xiàn)裂紋。因此這樣的材料在線切割加工前，一般應進行低溫回火處理。
經(jīng)過熱處理的工件，需將工件上電極絲起割處的熱處理殘余物、氧化皮和銹斑清除。因為這些殘余物不導電，電極絲極容易產(chǎn)生斷絲、燒絲或者使工件表面出現(xiàn)深痕，嚴重時使電極絲離開加工軌跡，造成工件報廢。若工件需要機械加工的方法(如車削、銑削等)加工外形及定位面，應注意棱邊倒角，孔口倒角。以磨削加工定位面，需對工件材料進行消磁處理。
2穿絲孔的加工
穿絲孔是電極絲相對工件運動的起點，同時也是程序執(zhí)行的起點，一般選在工件上的基準點處。
2.1穿絲孔(又稱工藝孔)的作用
(1)用于加工凹模。凹模類封閉工件在切割前必須具有穿絲孔，以保證工件的完整性。(2)減小凸模加工中的變形量，防止因材料變形而發(fā)生夾絲、斷絲現(xiàn)象。(3)作為定位基準，保證被加工部位與其他部位的位置精度。對于前兩個作用來說，穿絲孔的加工精度要求不需過高。但是對于第三個作用來說，就必須考慮其加工精度。
2.2穿絲孔的位置
穿絲孔的輪廓和加工零件輪廓的最小距離與工件的厚度有關。工件越厚，則最小距離越大，一般不小于3mm。對于凸模類、凹模類工件，穿絲孔輪廓到工件的加工輪廓的最短距離≥3mm。對于凸模類工件，為減小變形，工件的加工輪廓到坯料側面的距離≥5mm，工件的加工輪廓到坯料尖角處的距離≥8mm。線切割加工用的坯料在熱處理時，表面冷卻快，內部冷卻慢，形成熱處理后坯料的金相組織不一致，產(chǎn)生內應力，并且越靠近邊角處，應力變化越大。所以，線切割的圖形輪廓應盡量避開坯料邊角處，避免變形影響工件精度，一般讓出8～10mm。對于凸模還應留出足夠的夾持余量。
選取穿絲孔時，應遵循以下原則：
加工凹模(型孔類工件)：(1)小的型孔切割，穿絲孔設在型孔中心。在切割中、小孔形凹模類工件時，穿絲孔應選在凹型的中心位置最為方便。因為這樣既能使穿絲孔的加工位置準確，又能便于控制坐標軌跡的計算。(2)大的型孔切割(或凸型工件)，穿絲孔設在靠近加工軌跡的邊角處或者已知坐標尺寸的交點上，以便簡化運算過程。在切割凸型工件或大孔形凹型工件，穿絲孔不宜選擇凹型的中心，因為這樣將使無用行程的切割路徑較長。所以此類切割一般選擇起割點附近為好。(3)多型孔切割，每個型孔都有各自獨立的穿絲孔。
加工凸模(輪廓類工件)：(1)凸型工件(或大的型孔)切割，穿絲孔在靠近加工軌跡的邊角處，即起割點附近。穿絲孔的位置可選在加工圖形的拐角附近，以便簡化編程運算，縮短切入時的切割行程。(2)封閉式切割，而非開放式切割，否則破壞殘余內應力的平衡狀態(tài)，引起變形。如圖1(a)所示，許多模具制造者在切割凸模類外輪廓工件時，常常直接從材料的側面切入，在切入處產(chǎn)生缺口，殘余應力從缺口處向外釋放，容易使凸模變形。為了避免變形，在淬火前先在模坯上打出穿絲孔，孔徑為3～10mm，工件淬火后從模坯內部對凸模進行封閉式切割。(3)由外向內切割。如圖1(b)所示，對于零件，特別是凸模類工件，切割方向可采用由外向內切割。切割方向應該有利于保證工件在切割過程中的剛度以及避開應力變形影響。采用由外向內切割方式，即先切割遠離裝夾部位的加工軌跡，再切割靠近裝夾部位的加工軌跡。如果采用由內向外切割，坯料與工件的主要連接部位被太早地割離，剩余的材料被夾持部位少，工件剛性大大降低，極易產(chǎn)生變形，從而影響加工精度。
(a)封閉式切割(b)由外向內切割
在選擇穿絲孔位置時，還應該注意以下問題：(1)孔可能打歪。如圖2，如果穿絲孔的輪廓和工件的加工輪廓的最小距離過小，則有可能導致工件報廢。反之如果穿絲孔與工件的加工軌跡的最小距離過大，則會增加切割行程。(2)清理毛刺。穿絲孔加工完成后，和工件一樣需要預處理，需要清理毛刺，以避免加工中產(chǎn)生短路而導致加工不能正常進行。
(a)穿絲孔與加工軌跡太近(b)穿絲孔與加工軌跡太遠
2.3穿絲孔的尺寸
為了加工容易，穿絲孔的直徑不宜過小或過大，一般選擇3～10mm?？讖阶詈眠x整數(shù)值，以便簡化用其作為加工基準的運算。
如果因為零件加工輪廓等方面的原因導致穿絲孔的直徑必須很小，那么在打穿絲孔時要很小心，盡量避免打歪或者盡可能減小穿絲孔的深度。如圖3所示，圖a直接用電火花打孔機打孔，操作較困難;圖b是在不影響使用的情況下，設計先將底部銑削出一個較大的底孔來減小穿絲孔的深度，從而降低打孔的難度。這種方法在加工注塑模的推桿孔等零件時常常應用。
2.4穿絲孔的制造
穿絲孔可以用銑床、鉆床進行銑削、鉆削加工淬火前的工件，也可以用電火花穿孔機電火花加工孔徑小、硬度大、淬火后的工件。
穿絲孔作為加工基準時，它的位置精度和尺寸精度要等于或高于工件要求的精度。因此加工穿絲孔要用鉆、銑、鏜、鉸等較精密的機械加工方法，并在具有較精密坐標工作臺的機床上加工，以保證其位置精度和尺寸精度。
當材料余量很小時，使穿絲孔的尺寸受到限制而無法用機械方法加工時，可用電火花高速打孔機加工。加工出的穿絲孔直徑一般為￠0.5～￠3mm，深徑比可達20以上。
3結語
通過對工件材料的預處理和穿絲孔的作用、位置、尺寸、制造方法分析，明確了線切割加工前工件的預處理方法，指導了實際工件的線切割加工路徑要素設置。
參考文獻
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作者簡介：梁天宇(1978―)，女，吉林四平人，大連職業(yè)技術學院講師，碩士，研究方向：沖壓模具、壓鑄模具、電加工技術等。
電火花加工技術論文篇二
電火花線切割加工參數(shù)分析
[摘要]電火花下切割加工在實際生產(chǎn)加工中應用非常廣泛，特別是在沖壓模具加工中是最為理想的加工設備，在加工過程中加工參數(shù)的調整時影響工件質量的重要因素。本文是通過總結實踐經(jīng)驗，重點分析了電參數(shù)與非電參數(shù)的調整與設置，從而達到更為合理的加工質量。
[關鍵詞] 質量 電參數(shù) 非電參數(shù)
電加工又稱電火花加工，也有稱為電脈沖加工的，它是一種直接利用熱能和電能進行加工的工藝。電火花加工與金屬切削加工的原理完全不同，在加工過程中，工具和工件不接觸，而是靠工具和工件之間的脈沖性火花放電，產(chǎn)生局部、瞬時的高溫把金屬材料逐步蝕除掉。由于放電過程可見到火花，所以稱為電火花加工。在加工過程中影響工件加工質量的因素有很多，其中加工參數(shù)是影響加工質量的主要因素，下面我主要從電參數(shù)和非電參數(shù)兩個主要方面為大家進行分析：
一、電參數(shù)
電參數(shù)主要包括：脈沖寬度、脈沖間隔、開路電壓、短路峰值電流、放電波形、加工極性 、進給速度 。 1、脈沖寬度Ti的影響，增加脈沖寬度，切割速度提高，表面粗糙度變差。(增加脈沖寬度，則單脈沖放電能量增加，當Ti>40μs，加工速度增加不多，而電極絲損耗卻增大)。[通常Ti為1～60μs，脈沖頻率為10～100KHz]
2、脈沖間隔To的影響，減小脈沖間隔，切割速度提高，表面粗糙度稍有增大，但太小，放電產(chǎn)物來不及排除，間隙間不能充分消除電離，未回復絕緣狀態(tài)，易造成燒傷工件或斷絲。 [一般To=4～8Ti，工件增厚，to增加] 脈間為脈寬的5～9倍，短路電流隨脈寬量大小的變化而變化，切割越厚，脈間倍頻越大，300mm以上達9倍; 3、開路電壓Ui的影響，開路電壓峰值提高，加工電流增大，切割速度提高，表面粗糙度差(高電壓使加工間隙變大，有利于放電產(chǎn)物排除，提高加工穩(wěn)定性和脈沖利用率，但造成電極絲振動，降低加工精度，加大電極絲損耗)，電壓：一般金屬為1H，只有半導體材料或多次切割小電流時可為2H;
4、短路峰值電流Is的影響，增加短路峰值電流，切割速度提高，表面粗糙度會變差，(短路峰值電流大，相應的加工電流大，脈沖能量大，放電痕變大，且電極絲損耗大，從而使加工精度降低。
(一般情況下，Is<40A，平均加工電流I<5A);
5、放電波形的影響，電壓波形前沿上升較緩，電極絲損耗較小，但不利于脈沖寬度變窄，波形不易形成，降低切割速度。
6、加工極性的影響，線切割加工因脈沖寬度較窄，所以用正極加工，即工件接正極，電極絲接負極，(選用正脈沖波)，反接會降低切割速度甚至不能進行切割，并且電極絲損耗大。
二、非電參數(shù)
非電參數(shù)主要包括：機械傳動精度 、電極絲及其走絲速度 、工件厚度的影響 、工件材料的影響 、工作液的影響 、導輪參數(shù)及位置對錐度加工精度 ;
1、機械傳動精度的影響，傳動精度高，加工效果好;
坐標工作臺傳動精度的影響，坐標工作臺傳動精度很大程度上決定線切割的尺寸加工精度，其主要取決于四個因素：
(1)傳動機構部件的精度(絲桿、螺母、齒輪、蝸桿、導軌等);
(2)配合間隙(絲桿副、齒輪副、蝸輪副及鍵等的配合間隙);
裝配精度(主要是絲桿與螺母的三線對中，齒輪的均勻配合渦輪蝸桿的吻合相切，縱橫向兩拖板的絲桿與導軌的平行度兩拖板導軌間的垂直度);
(3)機床工作環(huán)境(溫度、濕度、防塵、震動等)。坐標工作臺傳動精度差，移動的浮動量就大，導致放電間隙經(jīng)常發(fā)生短路或開路現(xiàn)象，使加工不穩(wěn)定，常在加工表面留下放電痕跡，甚至出現(xiàn)鋸齒狀條痕，加工精度和表面粗糙度差。同時脈沖利用率低，降低加工速度，嚴重時造成斷絲。
2、 走絲機構傳動精度的影響，電極絲在放電加工區(qū)域移動的平穩(wěn)程度，取決于走絲機構的傳動精度，走絲不平穩(wěn)、速度不均勻，影響加工效果和絲的使用壽命，走絲速度越快，對加工的影響越大。
電極絲運動位置由導輪決定，主要由三方面造成：
(1)導輪有徑向跳動或軸向竄動，導致電極絲振動，振幅與導輪跳動或竄動正相關。實際上，上下導輪的跳動(竄動)可能同時存在的，運動相對復雜，但可以從工件的上下錐度來判斷導輪是否有跳動，是哪一個導輪或什么方向上跳動大(在電極絲切割方向里側的工件對應尺寸較小一端的導輪在跳動或跳動幅度更大，同理，在電極絲切割方向外側對應尺寸(較小)一端的導輪在跳動或跳動幅度(更大)，導輪有軸向竄動時也有類似的后果。
(2)導輪的V形槽的圓角半徑因磨損超過電極絲時，將不能保證電極絲精確位置，通常磨損是不對稱的，磨損越深，抖動越大;兩導輪軸線不平行，或V形槽的不在同一平面內，電極絲運動時不是靠在同一側面上，使電極絲正反方向不是靠在同一側面上，加工平面上產(chǎn)生反向條紋。V形槽磨損主要原因有：電極絲高速正反方向運動;導輪軸承安裝不靈活，密封不好，運動阻力大;反向時，導輪不能立即跟隨反向;放電產(chǎn)物硬度高;
(3)儲絲筒振動，引起電極絲振動，要保證儲絲筒同心度。
3、電極絲及其走絲速度的影響
(1)電極絲材料的影響，常用電極絲材料有鉬絲、鎢絲、鎢鉬絲，常用規(guī)格為Ф0.10～0.30mm.
(2)電極絲直徑的影響，電極絲直徑小，則承受電流小，切縫窄，不利于排屑和穩(wěn)定加工，切割速度低;電極絲直徑過大，切縫大，熔蝕量大，切割阻力相應加大，不利于提高速度，因此，電極絲直徑要適中。最常用為Ф0.12～0.18mm。
(3)電極絲上絲，緊絲的影響，電極絲上絲，緊絲的好壞直接影響電極絲的張力。電極絲過松，抖動大;過緊，張力大，振動小，放電效率相對高，可提高速度，但易斷絲。
(4)走絲速度的影響，走絲速度高，則電極絲熱應力小，減少斷絲和短路的幾率，可相應提高切割速度，但電極絲抖動大，對導輪的V形槽磨損大，影響切割精度，電極絲壽命減短。
4、工件厚度的影響，工件的切割厚度薄，有利于排屑和消電離，加工穩(wěn)定性好，但工件太薄，放電脈沖利用率低，效率低，且電極絲易產(chǎn)生抖動，影響精度;工件厚，工作液，難于進入和充滿放電間隙，排屑差，易發(fā)生短路，影響精度，加工穩(wěn)定性差，降低切割速度;但電極絲抖動小，又有利于提高加工速度和精度。因此注意根據(jù)工件厚度選擇脈沖間隔和脈沖寬度。
5、工件材料的影響，工件材料不同，其熔點， 汽化點，熱導率不同，切割速度不同。
6、工作液的影響，增大工作液壓力和流速，排除蝕除物容易;過高，會引起電極絲的振動;過低不利于排屑，易短路，不能及時帶走熔蝕熱，燒傷工件，發(fā)生斷絲等。維持層流(直線流動)為限。
7、導輪參數(shù)及位置對錐度加工精度的影響
在錐度加工時，導輪參數(shù)及導輪相對工件的位置對加工精度會產(chǎn)生直接的影響(切入位置偏差)。包括：上下導輪的距離(Z軸高度)，用Hc-c表示;下導輪中心到工件底面的距離，Hb表示;工件厚度;導輪半徑R。
作者簡介：張東偉，男，漢族，吉林白城人，2009年畢業(yè)于太原科技大學材料成型專業(yè)，工學學士，助理講師。
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