大厚度、薄壁工件的切割技术

1.大厚度工件的切割

大厚度工件的切割是比较困难的，不是丝架能升多高，就能切多厚。受放电加工蚀除条件的制约，厚到一定程度，加工就很不稳定，直至有电流无放电的短路发生。伴随着拉弧烧伤很快会断丝，在很不稳定的加工中，切割面也会形成条条沟槽，表面质量被严重破坏。切缝里充塞着极黏稠的蚀除物，甚至是近乎于粉状的炭黑及蚀物微粒。

大厚度通常是指200mm以上的钢，至于电导率更高，导热系数更大或耐高温的其他材料还到不了200mm，如纯铜，硬质合金、纯钨、纯钼等，70mm厚就已非常困难了。

大厚度切割的主要矛盾有：

1）没有足够工作液的进入和交换，间隙内不能清除蚀物，不能恢复绝缘，也就无法形成放电。

2）间隙内的充塞物以电阻的形式分流了脉冲源的能量，使得电极丝与工件间失去了足够的击穿电压和单个脉冲能量。

3）钼丝自身的载流量所限，不可能有更大的脉冲能量传递到间隙中去。

4）切缝中间部位排出蚀除物的路程太长，衰减了的火花放电已形不成足够的爆炸力，排污力。

5）材料原因：厚度大，存在杂质和内应力的可能性大为增加，切缝的局部异常和形变概率也就大了。失去了切割冲击力，却增大了被短路的可能性。

解决大厚度切割的主要矛盾，可采取如下措施：

1）加大单个脉冲的能量（单个脉冲的电压、电流、脉宽，这三者的乘积就是单个脉冲的能量），加大脉冲间隔，目的是钼丝载流量的平均值不增大的前提下，形成火花放电的能力，火花的爆炸力被增强。

2）选用介电系数更高，恢复绝缘能力更强，流动性和排污能力更强的切削液。

3）大幅度提高脉冲电压，使放电间隙加大，工作液进入和排出也就比较容易了。

4）事先作好被切材料的预处理，例如以反复锻造的办法均匀材料的组织，清除杂质；以退火和实效处理的办法清除材料的内应力；以去除大的余量的办法使材料应力得到充分释放。

5）提高丝速，更平稳地运丝，使携液和抗拒短路的能力增强。(www.xing528.com)

6）人为编制折线进给或自动进二退一的进给方式，使间隙被有效扩大。

2.薄壁工件的切割

所谓薄壁工件，一般是指厚度在5mm以下的工件，如样板及机械零配件等。保证这类工件的加工精度是有一定困难的。主要原因是：丝架上下导丝轮的最小跨距是固定的，一般约70mm。当切割薄工件时，在高速走丝的情况下，电极丝失去了切削液的阻尼作用，又加上火花放电的影响，因而电极丝很容易产生抖动。另外，切割薄工件的速度快，而步进电动机的速度有一定的技术范围，速度太快时（指超过它承受的最高脉冲频率）会产生失步和丢数现象，这些都会影响工件的加工精度。为克服上述现象，保证薄工件的加工质量，建议采取下列措施：

1）把加工电压调至50V左右。

2）调整脉宽，使之小于10μs。

3）加工电流控制在0.2～0.3A范围内。

4）减小电极丝抖动。如果储丝筒是直流电动机拖动的，则改变电枢电压，降低转速；如果是交流电动机拖动的，则在A、B、C相的任意两相中串接10～25Ω75W绕线电阻，降低相电压，使其换向过渡时间稍微拉长，实现软换向，减少抖动。

5）在上下导轮之间加宝石夹持器。

6）如果装置夹持器有困难，也可采用辅料加厚的方法，加大厚度，使阻尼增加，从而可防止电极丝抖动。使用这种方法比较简便，而且加工电参数也不需要调整。

另外，薄片类金属零件，可多片叠装一次切割加工。因薄片易变形，应对叠片妥善装夹。常用的夹紧方式主要有：利用辅助工艺夹板、铆接固定、浸锡固定三种方式。

1）利用辅助工艺夹板，是将工件坯料切成条料，再裁成一定尺寸的矩形板料，利用平板压紧。夹紧板的上下平面应经过平磨加工。该法夹紧方便，可充分利用材料，零件切割面与其上下平面垂直度较好，但增加了线切割的无功加工。

2）铆接固定，是利用铆钉将工件坯件组合起来，这样不会出现无功加工，但由于坯料应预制铆钉孔，而增加了辅助工艺加工。

3）浸锡固定，是将外形大致相等的材料四面浸锡，使诸件焊接组合在一起。该法装夹方便，适于纯铜、黄铜、银片等材料。缺点是不易保证切割面与上下面保持垂直，坯件不易保证在加工时处于平面状态。

为了避免和减少切割变形，对于切割外封闭图形的工件，要在材料边角处钻穿丝孔。