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                          高速電火花線(xiàn)切割機床存在的問(wèn)題及其分析
                          更新時(shí)間:2012-09-14 點(diǎn)擊次數:1328
                            采用普通矩形波脈沖電源時(shí),放電間隙較窄,在大能量加工時(shí)發(fā)生加工不穩定現象,短路和電弧放電的脈沖增多,此時(shí)雖平均加工電流增大,電火花線(xiàn)切割機床但有效的放電脈沖并沒(méi)有增加,因此在這種情況下切割電流繼續增加,加工速度基本不變,但斷絲的幾率會(huì )增加。如要保持穩定加工的狀態(tài),繼續增加電流,增加脈沖的擊穿幾率,還可提高切割效率。
                            
                            對于高速電火花線(xiàn)切割,電極絲的損耗也是一項重要的指標,要降低電極絲的損耗首先必須減少放電過(guò)程中離子對電極絲的轟擊作用,并盡量減少電極絲對放電能量的吸收,這就需電極絲表面能快速汽化,使電極絲表面在得到冷卻的同時(shí)把熱能釋放回放電通道內,形成汽化壓力,從而提高對蝕除產(chǎn)物的排除能力,因此只有保持極間均勻冷卻作用才可使工作介質(zhì)在電極絲表面形成一層吸附膜,以減緩正離子對電極絲有轟擊作用,同時(shí)通過(guò)工作介質(zhì)自身的揮發(fā)帶走大量的熱量,以降低電極絲的損耗并提高其耐用度。
                            
                            對于不能保證極間均勻冷卻的切割情況,電極絲在通過(guò)放電間隙的同時(shí),也是蝕除產(chǎn)物將電極絲表層附著(zhù)的膜抹干的過(guò)程,當切割工件較厚時(shí),電極絲在工件出口處的相當長(cháng)距離內將處于基本無(wú)工作介質(zhì)保護膜狀態(tài),且是在冷卻條件極為惡劣的條件下進(jìn)行放電,這樣的電極絲的損耗自然就會(huì )增加,同時(shí)斷絲的幾率也會(huì )大大增大。如放電間隙加大,在同樣能量切割時(shí)其絲損耗會(huì )較低,且同時(shí)還可維持較高切割效率的原因。
                            
                            高速電火花線(xiàn)切割技術(shù)存在的問(wèn)題首先是切割效率偏低,其次切割表面存在黑白交叉條紋也影響加工表面宏觀(guān)質(zhì)量的一個(gè)重要問(wèn)題。
                            
                            電火花線(xiàn)切割穩定加工的前提是首先必須保證在切割過(guò)程中不頻繁斷絲。斷絲的幾率是隨放電能量和切割厚度的增加而加大,即與電極絲在放電通道內所受到離子轟擊、冷卻狀態(tài)及停留時(shí)間密切相關(guān)。切割的效率和表面粗糙度也與極間冷卻與消電離并恢復絕緣狀態(tài)有關(guān)。目前普遍使用含有機械油5%左右的乳化液作為工作的介質(zhì),切割完畢后出現兩個(gè)現象:
                            
                            一、是工件是粘附在基體上的,一般需要用力甚至敲擊才可以使其與基體脫離;
                            
                            二、是工件表面覆蓋著(zhù)膠粘的甚至是粉末狀的蝕除產(chǎn)物,需要煤油才能刷洗干凈。這主要是放電通道內10000?C以上的高溫,是乳化液分解生成膠體狀或顆粒狀的物質(zhì)所致。這些物質(zhì)粘附在切縫內,并主要在切縫的出口堆積,嚴重影響電蝕產(chǎn)物的排出,并阻擋了新鮮工作液介質(zhì)進(jìn)入切縫。由于兩級間不能維持不斷更新工作介質(zhì),從而直接影響正常放電的延續,甚至是在混有大量膠體物質(zhì)的間隙內進(jìn)行放電并產(chǎn)生電弧放電,從而使工件和電極絲表面得不到及時(shí)冷卻,絕緣狀態(tài)不正常,造成正常放電比例降低,切割速度降低,工件表面燒傷,換向條紋嚴重等一系列問(wèn)題,同時(shí)損失電極絲的耐用度,嚴重時(shí)引起燒絲。
                            
                            由于使用乳化液會(huì )導致蝕除產(chǎn)物在切縫出口部位堆積,在存在大量蝕除產(chǎn)物且冷卻不充分的條件下產(chǎn)生的放電,將導致炭黑物質(zhì)反粘在工件表面并可能引起工件表面燒傷,產(chǎn)生黑白交叉條紋,因此切割表面的黑白交叉條紋一般出現在運絲的出口處,顏色是由工件內部向外逐漸變深,且由于重力的作用,在上下噴液基本對稱(chēng)時(shí),電極絲自下向上運絲時(shí)由于蝕除產(chǎn)物的排出能力比電極絲由上向下運絲時(shí)弱,工件上部的條紋會(huì )比下部的條紋顏色深且長(cháng)。乳化液的洗滌能力越差,切割表面的條紋就會(huì )越明顯;因此高速走絲線(xiàn)切割切割時(shí)產(chǎn)生黑白交叉條紋的根本原因仍是工作介質(zhì)的洗滌性能的問(wèn)題。目前人們只能通過(guò)增大乳化液的濃度、添加一些洗滌性物質(zhì)和增大脈間來(lái)改善切縫內的冷卻和洗滌狀態(tài),減弱條紋的顏色。
                            
                            因此必須選用在放電過(guò)程中盡量不生成粘稠狀高分子化合物的非油或少油性工作液,以保證切縫內工作介質(zhì)的均勻與流動(dòng),才能達到改善放電狀態(tài)的目的。
                            
                            我司經(jīng)過(guò)長(cháng)期試驗證明,當選用洗滌性良好的水溶性線(xiàn)切割液后,切割完畢工件自動(dòng)落下,切割表面只有一層薄膜狀物質(zhì),沒(méi)有換向條紋,證明其極間呈現均勻冷卻狀況。在此冷卻條件下,可采用較大的放電能量(平均切割電流4~)進(jìn)行持續穩定的切割,切割效率超過(guò)150mm2/min。比且切割表面較光滑、平整,表面殘存的金屬液滴也較少。從典型的放電波形觀(guān)察,使用洗滌能力較差的乳化液時(shí),由于極間充滿(mǎn)導電的膠體或顆粒物質(zhì),采集到的放電波形基本沒(méi)有擊穿延時(shí),較多比例有脈沖在起始時(shí)即呈現短路狀態(tài),且放電過(guò)程中電壓跳動(dòng)較大,說(shuō)明放電過(guò)程中間隙狀態(tài)不穩定,而在使用水溶性工作液條件下,放電波形呈現出間隙放電的典型特征——放電擊穿延時(shí)現象,且間隙時(shí)的洗滌條件愈好(如切割厚度較小時(shí)),放電擊穿延時(shí)的比例就愈高,放電電壓的波動(dòng)也較小,說(shuō)明極間區域存在較均勻的工作介質(zhì),從而體現出間隙放電的特征。
                            
                            在使用水溶性工作液后,由于切縫內可得到均勻的冷卻,切縫內工作介質(zhì)在電極絲的帶動(dòng)下貫穿流動(dòng),因此換向條紋可很淡甚至消除。
                            
                            采用水溶性工作液改善了極間的洗滌狀態(tài)后,還可通過(guò)脈沖電源的改進(jìn)增大放電間隙,從而進(jìn)一步改善電火花線(xiàn)切割機床極間的洗滌狀態(tài),以適合采用更高切割能量進(jìn)行率切割的需求。

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