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關(guān)于鋁合金的線切割加工工藝

鋁合金具有特殊的理化性能，故在電火花線切割加工時(shí)存在著較多的問(wèn)題。如：電蝕物（即氧化鋁）易粘附在電極絲上；電蝕物顆粒較大，加工間隙易堵塞等。加工時(shí)間長(zhǎng)，電極絲上粘附的氧化鋁（AL2O3）越多，而氧化鋁的導(dǎo)電性能極差，此時(shí)將影響電極絲的放電性能，并使饋電塊加速磨損。另外，在切割防銹鋁合金時(shí)，還可發(fā)現(xiàn)電極絲與饋電塊間時(shí)有火花產(chǎn)生。針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)從幾個(gè)方面來(lái)探討減輕饋電塊腐蝕、改善加工表面粗糙度、提高加工穩(wěn)定性和精度的措施。
1  加工屑粘附到電極絲上的原因分析

（1）脈沖電源參數(shù)搭配不當(dāng)

    電火花線切割加工時(shí)，間隙擊穿后的初期主要為火花放電，其蝕除過(guò)程主要以汽化蒸發(fā)的形式進(jìn)行。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，放電形式便從火花放電轉(zhuǎn)為過(guò)渡電弧放電，此時(shí)的蝕除過(guò)程主要是通過(guò)熱作用和放電柱對(duì)放電痕產(chǎn)生的壓力來(lái)進(jìn)行。放電柱對(duì)放電痕產(chǎn)生的壓力越高，其熔融物拋出的速度就越高，在冷卻介質(zhì)中形成的球狀加工屑的直徑就越小。計(jì)算表明，放電點(diǎn)的壓力P與放電峰值電流Im成正比，與放電時(shí)間T成反比。當(dāng)Im確定后，P隨時(shí)著T的增加而減少，從而使加工屑的直徑及體積變大，導(dǎo)致加工屑的熱慣性增大即不易冷卻。因此，較寬的脈沖寬度易產(chǎn)生較大的加工屑，并易粘附到電極絲上。

    如脈沖寬度較窄但間隔過(guò)小的話也會(huì)產(chǎn)生較大的加工屑。這是因?yàn)槊}沖間隔過(guò)小會(huì)造成消電離不充分，此時(shí)很可能出現(xiàn)某個(gè)通道處連續(xù)多次的放電。由于該處每次擊穿前的絕緣強(qiáng)度不斷降低，故通道直徑就可能變大，相應(yīng)的電流密度就會(huì)變小，結(jié)果造成放電柱對(duì)放電痕的壓力下降，從而產(chǎn)生較大的加工屑。由于氧化鋁與鉬絲的親合作用較強(qiáng)，故電極絲上極易粘附這些較大的加工屑。

（2）放電間隙的冷卻狀況差

    在相同脈沖參數(shù)條件下，加工厚工件要比加工薄工件易產(chǎn)生燒傷點(diǎn)。其原因是工件厚度的增加會(huì)導(dǎo)致間隙冷卻狀況不良，最惡劣的間隙狀況在電極絲的出口處。該區(qū)域冷卻液少、氣體多，還有大量的加工屑要排出，因而間隙絕緣強(qiáng)度很差，大量的放電幾乎都是在氣體中進(jìn)行。此時(shí)的放電柱直徑要比液體中大得多，其電流密度相應(yīng)減小，對(duì)放電痕的壓力下降，結(jié)果產(chǎn)生較大的加工屑。在冷卻條件差的情況下，這些較大的加工屑有可能呈熔融或半熔融狀態(tài)，當(dāng)它們撞擊到電極絲上就有可能粘附上去。另外，由于電極絲的出口處加工屑多，易產(chǎn)生頻繁的二次放電，在冷卻條件差的時(shí)候電極絲的溫度就會(huì)升高，這也增加了粘附加工屑的可能性。

    加工屑粘附到電極絲上后，會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：
①加工不穩(wěn)定；
②加工間隙易堵塞；
③短路、斷絲；
④工件表面粗糙度值高；
⑤饋電塊磨損加劇；等等。

2 加工屑粘附到電極絲上的解決措施

    解決加工屑粘附到電極絲上的問(wèn)題，可從改善間隙冷卻條件和放電柱對(duì)放電點(diǎn)施加的壓力來(lái)著手，可采取以下措施：

（1） 工作液的選擇及防護(hù)

    目前常采用DX-1乳化液的水溶液作為線切割加工工作液，常規(guī)比例是1：10（乳化液1份，水10份），而加工防銹鋁合金時(shí)宜采用3：8 的比例。為了保持工作液的清潔，使其正常有效地工作，并延長(zhǎng)工作液的使用期，可將一塊5mm厚的海綿（其大小根據(jù)工件而定），置于工作臺(tái)面兩夾具之間。這樣可避免殘屑流入水箱，保持工作液的暢通，減少電極絲上加工屑的粘附。另在上線架后端槽中加一塊海綿，高速往返的電極絲經(jīng)海綿摩擦，可去掉一部分粘附的氧化物，同時(shí)減少鉬絲抖動(dòng)，更好地保證放電通道的暢通，確保脈沖電源效率的正常發(fā)揮，同時(shí)也減少對(duì)饋電塊的磨損。對(duì)海綿墊要進(jìn)行定期的清洗或更換，電極絲、饋電塊和導(dǎo)輪也要定期用煤油或汽油在空運(yùn)行時(shí)進(jìn)行清洗，清洗時(shí)將回水管拿出水箱，避免殘屑流入工作液中。

（2）檢查工作液的流量

    中走絲線切割加工時(shí)，工作液的上下噴水量應(yīng)均勻，以便及時(shí)把蝕除物排除。加工前首先打開(kāi)油泵電機(jī)，檢查上下噴嘴是否堵塞、工作液是否充分暢通。如工作液不暢通就要檢查原因，如出水管、上下噴嘴旋轉(zhuǎn)方向等，直到水流正常為止。

（3）改進(jìn)饋電塊

    為了延長(zhǎng)饋電塊的壽命、降低成本、提高生產(chǎn)率，可對(duì)饋電塊進(jìn)行改進(jìn)。饋電塊是在導(dǎo)電塊上焊一塊厚3mm、￠15mm的硬質(zhì)合金塊。

    饋電塊一般是固定的或不可調(diào)的。實(shí)踐中，對(duì)饋電塊進(jìn)行了改進(jìn)。采取的主要措施有：①變固定的饋電塊成活動(dòng)的饋電塊：適當(dāng)減小硬質(zhì)合金的公差尺寸，使導(dǎo)電塊與硬質(zhì)合金的雙邊間隙為0.10～0.20mm（間隙配合），將硬質(zhì)合金塊置于銅套里面，按要求的配合尺寸不需焊接，變固定的饋電塊成活動(dòng)的饋電塊，持續(xù)切割50～70h，將硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)一個(gè)方向后繼續(xù)使用；②適當(dāng)增加硬質(zhì)合金的厚度：硬質(zhì)合金￠15mm的大小是不變的（成形），但可將厚度增加0.2mm。既可使電極絲與饋電塊接觸良好，又不會(huì)使饋電塊失去彈性，還可減少饋電塊上下的跳動(dòng)距離，使饋電塊的磨損減小。