加工参数的选择依据以下三种情况进行:
1.电极丝种类与直径
目前,市场上可选用的电极丝有“硬丝”与“软丝”之分。硬丝是自动穿线的最佳选择。硬丝的抗拉强度高,抵抗切割时电流和水喷流造成的丝的抖动的能力较强。软丝则适用于大斜度的切割,因其伸长率较好,在大斜度切割中不易断丝,且能更好地保证斜面的几何精度。较软的电极丝在导丝嘴中滑动时产生的振动较小,对导丝嘴的磨损也较小。
据材料分类通常有钼丝、钨丝、黄铜丝,以及镀层电极丝,其中以钼丝和黄铜丝用得最多。钼丝熔点、抗拉强度低,但韧性好,在频繁的急冷急热变化中,丝质不易变脆而断丝,因此是目前高速走丝中使用最为广泛的一种电极丝。铜丝的加工速度高,加工过程稳定,但抗拉强度差,损耗也大,一般在低速走丝线切割加工中使用较多。镀层电极丝是在一种材质的里面或外面再附加一层或多层材质,如在黄铜的外面再加一层锌、钢芯的外面加一层纯铜与一层黄铜等。镀层电极丝有如下的优点:切割速度高,不易断丝;加工表面质量好,无积铜;形状与直线度精度较高;导丝嘴等走丝部件损耗较小,是线切割中较理想的电极丝,但因其价格较贵,一般使用得较少。黄铜丝或镀层丝的直径一般在0.07~0.30mm,而一些电子、光学和钟表行业的小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工要求电极丝的直径在0.02~0.10mm。这种电极丝是采用钨丝或钼丝制作的,价格非常昂贵。现在也有用镀层丝来制作的,采用高拉伸强度的钢丝外面加镀黄铜来制造,俗称“钢琴线”。
电极丝直径不一样,所加工的厚度也不一样,要依据工件的厚度合理选择所用电极丝的直径。小直径的电极丝适合加工比较薄的工件,大直径的电极丝适合加工比较厚的工件。因为只有这样,电极丝在工作过程中才不会造成抖动,冲液效果好,不易断丝,可进行稳定的加工。
电极丝的直径大小对实际加工速度的影响较大。电极丝的直径小,承受的电流就小,切缝窄,影响冲液效果,不利于排屑,并且电极丝在工作过程中容易造成抖动,不能稳定加工,使得切割速度降低,造成工件表面粗糙度高;反之,电极丝直径增加可以提高切割速度。但当电极丝直径超过一定程度时,造成切缝过大,切割过程中蚀除量也大,反而又会影响实际加工速度的提高。例如一很薄的工件(如5mm),用直径过大的电极丝(Φ0.30mm)加工,其加工速度下降会非常明显。所以,应根据加工条件和工件的不同要求,选择直径合适的电极丝。
在模具加工中,为了得到良好的凸凹模配合间隙,一般在图形拐角处要加一个过渡圆。如果该过渡圆小于电极丝半径加单面放电间隙,则加工中便会产生过切。因此在加工之前要根据圆角的大小来选择所用电极丝的直径,也即电极丝的半径必须小于被加工工件产品最小内圆角的半径,否则会造成工件根部过切。
在一些电子、光学和钟表行业里,要求产品外观的圆角不可过大,甚至为尖角。在模具制作中,线切割加工的电极丝直径要求尽可能小,这样切割出来的圆角才能符合产品设计要求。
细电极丝一般适合顶级低速走丝线切割机使用,该机床代表了目前的最高水平,这个档次的中型机床每台售价一般在200万元以上。常用电极丝一般适合中高档低速走丝线切割机使用,该机床价格为50~100万元/台。
2.加工工件的材料
加工工件的常用材料如下:
钢:如国内Cr12、45钢、高速钢;如国外S136、8407、SKD11、NAK80。(www.xing528.com)
铝:切割铝的速度非常快,但导电块的磨损非常大。因此,在一般的线切割机床上都带有切割铝的牺牲电极,以减轻对导电块的磨损。
铜:如红铜、纯铜、铍铜。铜的加工速度也很快,但低于铝。铍铜比较硬,性质接近于钢,在某些场合,可以用钢的加工条件加工铍铜。
石墨:是电加工的难加工材料,切割速度非常慢,主要是排屑困难。
非导电材料:如陶瓷、金钢石。随着电加工技术的进步,也能加工非导电材料,只是机床价格非常昂贵,在生产中使用较少。
3.加工时的状态
加工时的状态分以下几种情况:
1)紧密加工:指机床的上下机头离工件很近,一般少于0.10mm。此种情况利于加工,是最好的加工状态,加工速度非常快。
2)单侧开放加工:指机床的机头有一个离开工件较远,大于0.10mm。此种情况较不利于加工,速度不如紧密加工快。
3)双侧开放加工:指机床的上下机头均离工件较远,大于0.10mm。此种情况最不利于加工,但在实际生产中最为常见。对这种情况下的加工,需要积累加工经验来选择加工参数。
4)浸液加工:指工件浸于工作液中加工,该状态冷却好,利于加工。
5)冲液加工:指工件没有处于工作液中,采用喷流加工。该状态没有排液注液时间,可节约准备时间。但冷却效果不好,不利于加工速度的提高。主要用于快速走丝加工机床。
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