线切割加工铝材的优化方案

马廷洪

摘要：线切割机床在加工铝材的时候对导电块的磨损非常严重，经常出现夹丝、断丝等现象。影响产品的表面粗糙度和尺寸精度。针对上述问题，通过调整电参数、提高冷却液浓度、加垫海绵等方式可以解决。

关键词：线切割海绵铝材馈电块

由于铝材的传递性能较好，具有重量轻的特点，常用来制造电器及传导零件,当这类零件结构复杂且具有细微部分时,零件的机械加工工艺性能则较差,往往采用电火花线切割加工。然而,由于铝材特殊的物理化学性能,其线切割加工还存在铝屑粘丝、断丝、加工间隙易堵以及由此造成工件表面质量差等问题。

本文将采用以下方法进行改进、试验和分析,供同行参考。

一、线切割工作原理

电火花线切割加工（WirecutElectricalDischargeMachining，简称WEDM），它是利用细小的钼丝、铜丝等作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属进行切割加工。线切割主要用于加工各种模具、电极、形状复杂、精密细小的工件，以及对硬质合金、淬火钢、不锈钢、钛合金、金刚石等各种高硬度材料的复杂型腔和曲面形体加工，例如冲裁模的凸模、凹模、固定板、卸料板等。线切割有许多无可比拟的优点，比如：线切割具有加工余量小、加工精度高、光洁度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，线切割已在生产中获得广泛的应用。

二、线切割加工铝材的现象以及原因

1.在加工比较厚的铝材时，冷却条件差，电腐蚀物不能及时排除，电极丝升温快,温度过高，易造成断丝、短路或烧伤工件。

2.电蚀物容易粘附在电极丝上,导致工件表面粗糙度达不到要求。电极丝直径增大,加工误差增大。

3.由于导电块附着物过多，导电效果差，导电块产生火花，短时间内导电块被磨损并形成凹沟（见图1），最终导致不导电、夹丝或者断丝等现象。

4.由于铝件材料软，排屑比较困难，且铝在高温下极易形成硬质氧化膜，加工产生大量氧化铝或铝屑易粘在钼丝上，使钼丝与馈电块接触部位很快就会磨出深沟。软的铝和硬的磨粒夹杂在一起，充塞在沟槽处，一旦被带进去，就会把沟槽挤死，钼丝就被卡断。

三、处理措施以及优化方案

1.优化工艺参数。根据不同的材质设置不同的高频参数。通过多次试验发现，加工铝材可适当减小脉冲宽度，这是因为脉冲宽度减小，使单个脉冲放电能量减小，则放电痕迹也小，还可以减小氧化铝颗粒的大小和数量，有效减小对馈电块的磨损。相对增加脉冲间隙，有利于排屑，减少粘丝，提高切割稳定性，并改善工件表面粗糙度。如果脉冲间隙太小，放电产物来不及排除，放电间隙来不及消电离，这将使加工变得不稳定，容易造成断丝。

2.改善工作液条件

（1）工作液目前常采用DX-1的乳化液水溶液作为线切割工作液，除具有较好的冷却、洗涤、润滑作用外，还具有一定的消电离强度、去游离、灭弧、防锈和防止断丝等特殊性能。常规浓度是1∶10，在加工铝材时我们采用1∶8乳化液水溶液作为工作液。因工作液中乳化液的浓度高低与洗涤性能有较大的关系。浓度低、洗涤性差，使加工过程中金属粉末和金属氧化物形成炭黑色胶体吸附加工面及电极丝上。反之，洗涤性较好,工件表面胶体稀少，相应电极丝吸附电蚀物减少。切割铝材过程中的氧化物极易吸附在电极丝上，为了减少电极丝的吸附则有必要增加工作液的洗涤性，利于电蚀物的顺利排除，但浓度要适当。

（2）保持冷却液的清洁度，及时更换新的冷却液，可在馈电块的左右放一层海绵来吸附冷却液的杂质（见图2），效果就很好。为了提高排屑能力，防止出现加工轨迹畸形，还可在冷却液中加入洗涤剂和肥皂块，这样洗涤性能变好，排屑能力增大，改善了排屑状态。同时要及时地旋转调整馈电块的位置或重新换一块新的馈电块，经常清理馈电块处的切屑颗粒，保持钼丝与馈电块间的良好接触状态，避免该处出现放电现象。

四、结语

实践证明，线切割加工铝材工件时,高电参数、工作液的选用以及跟踪进给速度对铝材的加工影响是非常大的。

参考文献

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