模具慢走丝线切割加工异常问题及分析【下】

qh155 · 发表于 2015-6-11 13:59

【接续】

2.2表面质量问题
加工的表面质量问题主要包括表面条纹、粗糙度达不到要求、表面变质层过厚三个方面。
2.2.1表面条纹
按照慢走丝线切割机床指定的工艺进行切割，如果表面出现条纹，首先要看电极丝质量是否有问题，使用市场上价格便宜的劣质电极丝很容易出现加工条纹的问题，尽量使用正品耗材。同样，使用含有杂质、低品质的工件材料，也会导致加工表面出现密集条纹的情况。
对于锥度零件的加工，其表面容易产生条纹，使用柔性更好的软黄铜丝可以获得明显的改善效果。加工凹模时，经常会发生进刀处出现凹痕的现象，可以在编程时采用弧进弧出的方式来改善。
加工应确保机床运丝平稳，丝张力稳定，必要时校准丝速及张力。导电块发生磨损的情况要及时旋转或更换，清洗上下导丝部件，包括导丝嘴、导丝芯座、下导轮、导轮轴承等。
2.2.2表面粗糙度达不到要求
对于表面没有完全修光，表面粗糙度达不到要求的异常情况，应检查程序的偏移量是否合理。可以适当增加修切两刀之间的材料余量，确保后一次修切能将前一次加工的表面能完全修上。
切割工件发生微量变形也会导致表面粗糙度达不到要求，修切后的表面局部不均匀，这时就要控制加工变形的发生。对于那些大型、厚壁、形状复杂、厚度不均匀的模具零件，宜采用增加修切次数的办法来减少和去除表面缺陷。
表面粗糙度要求Ra≧0.35μm时，可使用普通黄铜丝进行加工；当Ra<0.35μm时，为了获得好的加工表面，应该选用镀锌丝进行加工。
2.2.3表面变质层过厚
慢走丝线切割加工模具零件的表面会产生一定厚度的变质层。变质层致使模具硬度下降，容易发生早期磨损，影响模具的使用寿命。
加工使用纯净水作为工作液，水中离子的导电作用会产生破坏性的电解作用，因此，需要在水中添加离子交换树脂来控制水的导电率。去离子水的电导率越高，加工表面的变质层会越厚。因此，慢走丝线切割加工要将去离子水的导电率控制在一定范围内，精加工要保证去离子水的电导率小于10µS，超过允许范围时要及时更换离子交换树脂。
在加工硬质合金、PCD刀具零件，对表面变质层厚度有严格要求时，可采用绝缘性能较高的油性介质作工作液。油性介质的绝缘性能较高，同样电压条件下较难击穿放电，无电解腐蚀，可获得比用去离子水加工更优越的表面质量，加工表面几乎没有变质层。
使用慢走丝线切割加工机床的防电解加工工艺，可较有效地将加工过程中电解的破坏作用降到最低程度。其加工原理是在不产生放电的加工时间内（脉冲间隙）施加一反极性电压，这种交变的正负脉冲电压，使得间隙的平均电压为零，防止电解作用这种有害现象的发生。
电极丝选用镀锌丝，其在加工中不像黄铜丝那样容易掉铜粉，加工的表面不会积铜，表面变质层可得到改善，工件表面的硬度更高。
2.3加工精度问题
慢走丝线切割加工可以胜任高精度的模具零件加工。实际生产中，由于操作不当或者工艺欠合理，会导致加工精度出现问题，一般有以下几种情况。
2.3.1加工尺寸不合格
切割后的工件，实际测量尺寸超出了图样要求尺寸的公差范围，尺寸偏大或者偏小。这种情况，一般可以通过修正程序偏移量来精确控制加工尺寸。比如，切割凸模，尺寸偏大时可以将程序偏移量减小。需要注意的是，这种调整是建立在机床本身固有良好精度与稳定性的前提下，并且机床处于良好的维护保养状态。同时，环境因素对精密加工的影响也非常大，室内要达到21±2℃的恒温要求、湿度40~80%，不能有阳光的直射或气流。
2.3.2中凹或中凸情况
工件的上中下的尺寸不一致，实际生产中称这种情况为凹心鼓肚。出现这种情况的主要原因是，加工中电极丝与工件的伺服进给状态没有处于良好的状态。正常的加工要保证电极丝的伺服进给速度与蚀除速度大致相等，进给均匀平稳。若伺服进给速度过高（趋近于短路），即电极丝的伺服进给速度明显超过蚀除速度，在切凸模时，就会出现鼓肚的不良情况，伺服进给速度太慢，会出现凹芯的不良情况；切割凹模具则相反。可以根据这一规律来调整机床的伺服进给速度，有效解决模具零件中凹或中凸的尺寸精度问题。
2.3.3锥度现象
慢走丝线切割加工，走丝速度较慢，主切加工中电极丝会发生损耗。尽管慢走丝线切割加工的电极丝是一次性使用，但还是不可避免地存在电极丝损耗。因此，其切缝特征为上宽下窄，这是模具零件加工存在微小锥度现象的主要原因。切割凸模时，零件的上端小，下端大，呈现一定的锥度，尺寸误差在6μm左右。显然，可以通过适当提高机床的走丝速度来解决此问题。但该方法会增加加工成本，实际生产中可在编程时使用锥度补偿功能，也就是给直身零件添加一个微小的锥度来修正这种精度差异。另外，可以适当加大丝张力，同时需要确认电极丝进行过精确的垂直度找正，上下喷嘴完好无损坏，正确地调节了修切时的低压冲液流量。
2.3.4形状误差大
一般来讲，加工变形是产生形状误差大的主要原因，可以参考上面相关介绍，从加工工艺方面进行改善。
加工中火花通道的压力对电极丝产生较大的后向推力，使电极丝发生微量弯曲，电极丝的这种滞后表现，在切割拐角时容易造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度，可以使用机床的拐角控制功能来改善拐角精度问题。
当加工至拐角位置时，机床自动降低加工能量，降低冲水压力，降低伺服进给，采用延时等办法来控制拐角精度。拐角策略分为内角和外角，可以分别设置它们的保护强度。应根据拐角精度要求灵活应用拐角策略。对于小圆角、窄缝、微细零件的微精加工，可以采用细丝进行切割，以获得更小的内角半径。使用镀锌丝加工的拐角加工精度高，特别是尖角部位的形状误差比黄铜丝有明显改善。
若电极丝的张力偏小，冲流压力太高，电极丝抖动，都会造成加工不稳定，导致几何形状误差增大，需要合理进行控制来减小形状误差。
2.3.5位置精度误差大
模板上型腔位置的精度很大程度取决于加工前的定位。为了实现高精度的定位精度，工件必须有精密、明确的基准面。
电极丝必须进行过自动垂直找正，不要使用火花校正的方法，因为它难以获得较高精度的垂直度，会影响定位精度。使用四面分中的定位方式能获得更高的定位精度，两基准边的感知误差可以相互抵消。定位找边要多进行几次，检查并确认定位精度。
跳步加工如果发生较大的位置精度误差，要检查加工是否发生变形。对于多型腔的加工，编程排工艺时，可以先对所有型孔进行粗加工，充分释放材料的应力，再统一进行修切加工，可以实现更高精度的跳步精度。
编程时不要使用增量编程方式，以免误差叠加后产生较大的差值。机床的轴应按时进行维护保养，加注润滑油，及时进行机械精度的检测与修正，使机床处于良好的精度状态。
3.结束语
本文对加工效率、表面质量、加工精度问题的分析与对策，是在生产实践中摸索和总结出来的经验，在生产中取得了较好的效果。只要在加工中把握好各个环节，注重每一个加工细节，就能在满足表面粗糙度、加工精度的前提下，实现高效率的慢走丝线切割加工。【结束】

海南文化 · 发表于 2016-1-22 16:03

谢谢你的详细分享·····

陶杰_TGxlh · 发表于 2019-4-29 14:12

好难过顶顶顶

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