犬牙狀白x射線切割加工工藝

一、表面粗糙度組成1.單次放電造成凹坑大小rz通常為0.05m1.5m，這對(duì)切割粗糙度來說相對(duì)較小。由于單次放電造成的孔大小控制相對(duì)簡(jiǎn)單，因此只需降低單個(gè)脈沖的能量。值得一提的是當(dāng)單個(gè)脈沖能量小到一定程度時(shí)會(huì)造成較厚的工件切不動(dòng),甚至?xí)霈F(xiàn)只短路不放電的無火花現(xiàn)象,這樣會(huì)造成效率極低,排屑能力極差的不穩(wěn)定加工工藝。2.換向條紋對(duì)rz線切割粗糙度的影響它的Rz通常在1μm~50μm之間,大到0.1mm以上也有可能?？芍烹姲伎釉斐傻腞z與換向條紋造成的Rz不在同一個(gè)量級(jí)范圍內(nèi),更何況同時(shí)伴隨著換向的黑白條紋,這給人的視覺影響是相當(dāng)強(qiáng)烈的,因此它也是構(gòu)成線切割粗糙度最重要的因素。二、一般表面粗糙度的類型和原因1.碳黑的鍍層能在產(chǎn)品加工中,我們經(jīng)常會(huì)遇到工件產(chǎn)生犬牙狀黑白交錯(cuò)條紋的現(xiàn)象。由電蝕原理可知,切割過程中放電電離產(chǎn)生高溫,液內(nèi)的碳?xì)浠衔锖苋菀妆粺岱纸鈴亩a(chǎn)生大量的碳黑,在電場(chǎng)的作用下,鍍覆于陽(yáng)極,其中一部分被絲帶出縫隙,也總有一部分鍍覆于工件表面,而且具有絲的入口處少、出口處多的特點(diǎn)。同時(shí),這種鍍層的附著度隨工件主體與放電通道間的溫差變化,與兩極間電場(chǎng)強(qiáng)度也有關(guān)。也就是說,鍍覆碳黑的現(xiàn)象是電蝕加工的伴生物,只要有加工就會(huì)有條紋。碳黑附著層的厚度通常是0.01~2μm,因放電凹坑的峰谷間都有,所以擦掉是比較困難的,只有隨著表面的拋光和凹坑的去除才能徹底打磨干凈。2.導(dǎo)輪和絲架分離引起的誤差(1)絲線太松或儲(chǔ)絲筒兩端絲線松緊有明顯差異,這造成了運(yùn)絲中絲的大幅抖動(dòng),換向瞬間明顯的撓性彎曲,從而出現(xiàn)超進(jìn)給和短路停止進(jìn)給。(2)導(dǎo)輪和軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不夠靈活或平穩(wěn),導(dǎo)致絲線抖動(dòng)或跳動(dòng),易造成正反轉(zhuǎn)時(shí)阻力不一或是軸向竄動(dòng)。(3)導(dǎo)電塊或一個(gè)導(dǎo)輪給絲的阻力太大,造成絲線維持的張力不適當(dāng),導(dǎo)致工作區(qū)(兩工作導(dǎo)輪間稱工作區(qū))內(nèi)正反張力出現(xiàn)嚴(yán)重差異。(4)導(dǎo)輪或是絲架造成的導(dǎo)輪工作位置不正、V型面不對(duì)稱、兩V型延長(zhǎng)線的分離或交叉。(5)與走絲換向相關(guān)的進(jìn)給不勻造成的超前或滯后,會(huì)在斜線和圓弧上形成臺(tái)階狀,也類似搓板紋?？傊?出現(xiàn)搓板紋,最主要的原因是絲在工作區(qū)(兩導(dǎo)輪間稱工作區(qū))上下走的不是一條道,兩條道的差值造成了搓板凸凹的幅度,機(jī)械原因是搓板紋的根本,導(dǎo)輪、軸承、導(dǎo)電塊和絲運(yùn)行軌跡是主要成因,進(jìn)給不勻造成的超前或滯后也是成因之一。出現(xiàn)搓板紋不僅僅會(huì)造成工件表面粗糙度大,同時(shí)加工效率也會(huì)降低,頻繁短路和開路也容易導(dǎo)致斷絲,甚至瞬間的超進(jìn)給會(huì)使短路過長(zhǎng)以至停止加工。三、改進(jìn)方法為使視覺效果好些,設(shè)法使條紋淺一點(diǎn),可以從以下幾個(gè)方面同時(shí)著手,以便在一定程度上改善粗糙度:1.武術(shù)和技巧從電加工的技術(shù)角度來說,最重要的在于它的工藝技術(shù)和技巧。只有工藝合理,才能高效率地加工出質(zhì)量好的工件,分析圖樣是保證工件質(zhì)量和工件綜合技術(shù)指標(biāo)的第一步,其中加工路線和正確裝夾方法非常重要。2.高頻跟蹤與參數(shù)影響粗糙度的直接因素是單個(gè)脈沖放電造成蝕坑的大小,已經(jīng)加工不穩(wěn)定性造成的燒傷或短路痕跡和鉬絲換向條紋。因此,適當(dāng)降低脈寬和峰值電流,加工電壓降低一點(diǎn),變頻跟蹤更緊一點(diǎn),就可減小蝕坑的大小及其帶來的燒傷。一般來說,厚度小的鋼,參數(shù)怎么設(shè)置都能切,脈寬大了,電流大就能快一些;反之就慢一些而粗糙度也好一點(diǎn),是典型的反向互動(dòng)特性。若厚度較大,如在40~100mm之間的鋼,就一定要有較大的脈寬和大的脈寬間隔,峰值電流也一定達(dá)到12A以上,這是為了保證有足夠的單個(gè)脈沖能量和排除蝕物的間隔時(shí)間。目前,我們加工的凸輪單件厚度為10mm,為提高效率可以采用四件疊加工,厚達(dá)40多MM就符合以上條件。3.加工設(shè)備條件差,造成工件燒蝕。加工出現(xiàn)極進(jìn)給速度和表面粗糙度是成反比的兩個(gè)工藝指標(biāo),表面粗糙度差與進(jìn)給速度有很大的關(guān)系,當(dāng)進(jìn)給速度過快時(shí),超過工件的蝕除速度,會(huì)頻繁地出現(xiàn)短路,造成加工不穩(wěn)定,使實(shí)際切割速度降低,加工表面也發(fā)焦呈褐色,工件上下端面處會(huì)有過燒現(xiàn)象。進(jìn)給速度太慢,低于工件的蝕除速度,偏開路,脈沖利用率低,切割速度慢,加工表面也不好,會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定條紋或出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。所以進(jìn)給速度必須適宜,加工穩(wěn)定,切割速度高,加工表面細(xì)而亮,絲紡均勻,可達(dá)到較好的表面粗糙度和較高的切割速度。4.切縫的表面氧化是造成切縫斷很多人都有這樣一種習(xí)慣,在進(jìn)行一個(gè)很重要的工件加工之前,為慎重會(huì)把絲和冷卻液都換成新的,這一定就好嗎?首先應(yīng)肯定,新絲并不一定好。由于材料純度、拔制過程和繞制過程中的原因,鉬絲某一點(diǎn)上造成抗拉強(qiáng)度的薄弱,這個(gè)點(diǎn)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)斷絲。因鉬絲儲(chǔ)存過程中造成的表面氧化,實(shí)際加工的前一兩個(gè)小時(shí)內(nèi)其尺寸精度和表層質(zhì)量都不是最好的。鉬絲在實(shí)際運(yùn)行的前幾個(gè)小時(shí)內(nèi),由于拔制帶來的內(nèi)應(yīng)力,絲的撓性較大,表現(xiàn)為當(dāng)失去外力的拉直時(shí),會(huì)自然蜷縮;撓性大時(shí)造成的切縫會(huì)比正常值大,且張力引起的換向條紋很重。剛上的新絲反倒愛斷,不外乎也有這幾個(gè)原因。冷卻液新時(shí)應(yīng)該說對(duì)大厚度加工,追求效率會(huì)好些。因?yàn)榇藭r(shí)冷卻液的清潔度好,介電系數(shù)大,恢復(fù)絕緣能力強(qiáng)。但也有缺點(diǎn),會(huì)使換向條紋較重,碳黑的鍍覆效應(yīng)明顯,尤其是放電凹坑大而深。因此,新絲、新冷卻液出的切割面反而較差。特別要注意的是:加工過鋁的水肯定是不好的。因?yàn)榍袖X時(shí)生成的氧化鋁微粒懸浮于水中,它不斷磨損導(dǎo)電塊,時(shí)時(shí)要進(jìn)入放電縫隙造成加工的不穩(wěn)定或開路脈沖、短路脈沖的增多,進(jìn)入軸承則加速磨損。所以,加工過鋁的冷卻液不要再長(zhǎng)期使用,特別是不要再拿它進(jìn)行很重要的加工。5.電極絲的認(rèn)知(1)導(dǎo)輪和軸承保持好的精度和運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,減少絲抖、絲跳,使絲運(yùn)動(dòng)軌跡保持一線變位量減到最小,保證電極絲的垂直度。絲維持適當(dāng)?shù)膹埩?且調(diào)好導(dǎo)輪和導(dǎo)電塊,使絲上行下行時(shí)工作區(qū)的張力不變。(2)絲不宜過緊,水不宜過新。新水對(duì)切割效率肯定有益,但切割粗糙度不是新水最好。(3)過薄的工件上下兩面各添加一塊夾板,使換向條紋在夾板范圍內(nèi)得到緩沖。(4)XY運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確,隨動(dòng)保真性好,無阻滯爬行也極為重要。6.重復(fù)切割加工要徹底沒有條紋,則要把產(chǎn)生條紋的條件全部排除,即絲不換向,液內(nèi)無乳化的碳?xì)湮锔挠眉兯?這樣快走絲線切割的主要優(yōu)越性也就沒了。目前去掉換向條紋最有效的辦法仍然是多次切割,就沿輪廓線留量0.005mm~0.02mm。切割軌跡修正后再切一遍,不留量沿上次軌跡再重復(fù)一遍,這樣的重復(fù)切割,伴隨脈沖加工參數(shù)的調(diào)整,會(huì)把換向的條紋完全去除干凈,且把加工精度和粗糙度都提高一等。重復(fù)切割最基本的條件是機(jī)床有足夠的重復(fù)定位精度