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铝合金的电火花线切割加工工艺
作者:AG竞咪厅

  铝合金的电火花线切割加工工艺_理学_高等教育_教育专区。铝合金的电火花线切割加工工艺

  防锈铝合金的电火花线切割加工工艺 防锈铝合金的电火花线切割加工工艺 摘要:电火花线切割加工防锈铝合金时,电极丝极易粘附氧化铝,馈电块磨损及腐蚀特别严 重, 影响加工零件的表面粗糙度及加工的稳定性和精度。 探讨了有效控制馈电块磨损及腐蚀、 提高加工效率与质量的措施和方法。 关键词:线切割加工;防锈铝合金;电极丝;馈电块 由于防锈铝合金具有特殊的理化性能,故在电火花线切割加工时存在着较多的问题。如:电 蚀物(即氧化铝)易粘附在电极丝上;电蚀物颗粒较大,加工间隙易堵塞等。加工时间长, 电极丝上粘附的氧化铝(AL2O3)越多,而氧化铝的导电性能极差,此时将影响电极丝的放 电性能,并使馈电块加速磨损。另外,在切割防锈铝合金时,还可发现电极丝与馈电块间时 有火花产生。针对上述问题,现从几个方面来探讨减轻馈电块腐蚀、改善加工表面粗糙度、 提高加工稳定性和精度的措施。 1 加工屑粘附到电极丝上的原因分析 (1)脉冲电源参数搭配不当 电火花线切割加工时, 间隙击穿后的初期主要为火花放电, 其蚀除过程主要以汽化蒸发的形 式进行。随着时间的延长,放电形式便从火花放电转为过渡电弧放电,此时的蚀除过程主要 是通过热作用和放电柱对放电痕产生的压力来进行。 放电柱对放电痕产生的压力越高, 其熔 融物抛出的速度就越高,在冷却介质中形成的球状加工屑的直径就越小。计算表明,放电点 的压力 P 与放电峰值电流 Im 成正比,与放电时间 T 成反比。当 Im 确定后,P 随时着 T 的 增加而减少, 从而使加工屑的直径及体积变大, 导致加工屑的热惯性增大即不易冷却。 因此, 较宽的脉冲宽度易产生较大的加工屑,并易粘附到电极丝上。 如脉冲宽度较窄但间隔过小的话也会产生较大的加工屑。 这是因为脉冲间隔过小会造成消电 离不充分, 此时很可能出现某个通道处连续多次的放电。 由于该处每次击穿前的绝缘强度不 断降低,故通道直径就可能变大,相应的电流密度就会变小,结果造成放电柱对放电痕的压 力下降,从而产生较大的加工屑。由于氧化铝与钼丝的亲合作用较强,故电极丝上极易粘附 这些较大的加工屑。 (2)放电间隙的冷却状况差 在相同脉冲参数条件下, 加工厚工件要比加工薄工件易产生烧伤点。 其原因是工件厚度的增 加会导致间隙冷却状况不良,最恶劣的间隙状况在电极丝的出口处。该区域冷却液少、气体 多, 还有大量的加工屑要排出, 因而间隙绝缘强度很差, 大量的放电几乎都是在气体中进行。 此时的放电柱直径要比液体中大得多,其电流密度相应减小,对放电痕的压力下降,结果产 生较大的加工屑。在冷却条件差的情况下,这些较大的加工屑有可能呈熔融或半熔融状态, 当它们撞击到电极丝上就有可能粘附上去。另外,由于电极丝的出口处加工屑多,易产生频 繁的二次放电, 在冷却条件差的时候电极丝的温度就会升高, 这也增加了粘附加工屑的可能 性。 加工屑粘附到电极丝上后,会出现以下问题:①加工不稳定;②加工间隙易堵塞;③短路、 断丝;④工件表面粗糙度值高;⑤馈电块磨损加剧;等等。 2 加工屑粘附到电极丝上的解决措施 解决加工屑粘附到电极丝上的问题, 可从改善间隙冷却条件和放电柱对放电点施加的压力来 着手,可采取以下措施: (1) 工作液的选择及防护 目前常采用 DX-1 乳化液的水溶液作为线切割加工工作液,常规比例是 1:10(乳化液 1 份, 水 10 份),而加工防锈铝合金时宜彩用 3:8 的比例。为了保持工作液的清洁,使其正常 有效地工作,并延长工作液的使用期,可将一块 5mm 厚的海绵(其大小根据工件而定), 置于工作台面两夹具之间。这样可避免残屑流入水箱,保持工作液的畅通,减少电极丝上加 工屑的粘附。另在上线架后端槽中加一块海绵,高速往返的电极丝经海绵摩擦,可去掉一部 分粘附的氧化物,同时减少钼丝抖动,更好地保证放电通道的畅通,确保脉冲电源效率的正 常发挥,同时也减少对馈电块的磨损。对海绵垫要进行定期的清洗或更换,电极丝、馈电块 和导轮也要定期用煤油或汽油在空运行时进行清洗, 清洗时将回水管拿出水箱, 避免残屑流 入工作液中。 (2) 检查工作液的流量 线切割加工时,工作液的上下喷水量应均匀,以便及时把蚀除物排除。加工前首先打开油泵 电机,检查上下喷嘴是否堵塞、工作液是否充分畅通。如工作液不畅通就要检查原因,如出 水管、上下喷嘴旋转方向等,直到水流正常为止。 (3) 改进馈电块 为了延长馈电块的寿命、降低成本、提高生产率,可对馈电块进行改进。馈电块是在导电块 上焊一块厚 3mm、¢15mm 的硬质合金块。 馈电块一般是固定的或不可调的。实践中,对馈电块进行了改进。采取的主要措施有:①变 固定的馈电块成活动的馈电块: 适当减小硬质合金的公差尺寸, 使导电块与硬质合金的双边 间隙为 0.10~0.20mm(间隙配合),将硬质合金块置于铜套里面,按要求的配合尺寸不需 焊接,变固定的馈电块成活动的馈电块,持续切割 50~70h,将硬质合金旋转一个方向后继 续使用;②适当增加硬质合金的厚度:硬质合金¢15mm 的大小是不变的(成形),但可将 厚度增加 0.2mm。既可使电极丝与馈电块接触良好,又不会使馈电块失去弹性,还可减少 馈电块上下的跳动距离,使馈电块的磨损减小。 实际加工表明,改进后的馈电块可持续切割防锈铝合金 3 个月,寿命提高 8~10 倍,降低 了加工成本,提高了经济效益。 (4) 优化电火花加工参数 提高脉冲电源的空载电压幅值,减少加工屑粘附到钼丝上的可能性;选择适当的脉冲方式、 功放管数量及进给速度。如电规准选择不当、跟踪不良,轻者将影响加工质量,重者将造成 短路、断丝。 3 结束语 在电火花线切割加工防锈铝合金时,从工作液的再次过滤、工作液的比例搭配、馈电块的改 进及根据不同材料选择最佳的电规准搭配等方面进行了优化考虑, 达到了较理想的效果。 以 上措施不仅适合于防锈铝合金的加工, 对一些较特殊材料的线切割加工也有一定的参考价值

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