铝件切割易短路及切割轨迹畸变的问题

优胜编程龚老师

铝件切割易短路及切割轨迹畸变的问题：



铝件切割易短路及切割轨迹畸变的问题　　
1. 问题原因分析
在日常加工中，大厚度工件的切割比较困难，因为受放电加工蚀除条件的制约，工件厚到一定程度，没有足够的冷却液进入工件，间隙内电蚀产物无法正常排除，加工很不稳定，直至有电流无放电的短路发生，在切割加工铝件时这种现象更易发生。

通常情况下线切割加工机床具有短路保护功能，一旦出现短路，机床工作台即刻停止移动，保持原位不动等待处理。然而在加工铝件时，由于铝材轻、质软及排屑困难等，有时短路后放电点由加工区转移至馈电块处，造成馈电块与钼丝有火花放电，因此尽管工件和电极丝之间处于短路状态，但机床放电状态正常，因此机床不会因工件与钼丝间短路而实现短路保护，此时机床仍按正常程序切割加工，加工处因不放电故工件不能加工出正常形状和尺寸，仅靠钼丝在较软的铝质工件上拉出沟槽，造成切割轨迹畸变，导致工件报废。如图4所示加工齿轮时，前两个件加工均出现了切割轨迹畸变而工件报废的情况。

2. 解决的方法
（1）首先是优化工艺参数 根据不同的厚度设置不同的线切割参数。通过多次试验发现，加工铝合金材料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，则放电痕也小，还可以减小氧化铝颗粒的大小和数量，有效减小馈电块磨损。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，易造成断丝或切割轨迹畸变。

设置的进给速度小于工件实际可能的蚀除速度，则加工状态便开路，切割速度慢。且由于铝合金熔点和汽化点低，使同等放电能量的加工蚀除量增大，从而使放电间隙大。由于放电间隙大，脉冲电压不能及时击穿极间的液体介质，大大地降低了脉冲的利用率，同时极间距离太大会导致电极丝振幅增大，使加工变得不稳定，甚至引起断丝。当设置的进给速度大于工件实际可能的蚀除速度（称过跟踪或过进给），则加工时易短路，实际进给和切割速度反而也下降，而且不利用排除铝材的电蚀物，造成断丝和短路闷死。因此，合理调节变频进给，使其达到较好的加工状态。整个变频进给控制电路有多个调整环节，其中大都安装在机床控制柜内部，一般不应变动。另有一个调节旋钮安装在控制台操作面板上，加工时可根据具体情况将此旋钮定在合适位置，以保证电流表、电压表读数稳定，钼丝抖动小，加工处于最佳跟踪状态。

如加工厚工件时，一般情况刚开始（5mm）加工时，由于电极丝易抖动，冷却液浓度高，应加大单个脉冲的能量，增加脉冲的间隔，至少脉冲宽度与脉冲间隔比为（1∶8），这主要是保证有足够的单个脉冲能量和足够排除电蚀产物的间隔时间，同时降低加工电流，一般取2A以下。当加工稳定后，再相应缩小脉冲间隔，将加工电流提高3A左右，电压75V左右。目的是钼丝载流量的平均值在不增大的前提下，形成火花放电的能力，火花的爆炸力被增强。因此电参数应适当取大些，否则会使加工不稳定，加工零件的质量下降。

切割速度和表面粗糙度的要求是相互矛盾的两个工艺指标，所以，必须在满足表面粗糙度的前提下再追求高的切割速度。

（2）根据工件厚度选择合适的放电间隙 放电间隙不能太小，否则容易产生短路，也不利于冷却和电蚀物的排出；放电间隙过大，将影响表面粗糙度及加工速度。当切割厚度较大的工件时，应尽量选用直径较大的钼丝、大脉宽电流，使放电间隙增大，增强排屑效果，提高切割的稳定性。

（3）保持冷却液的清洁度 及时更换新的冷却液，并可在工作台冷却液的回流口用过滤网来过滤冷却液的杂质，再在冷却液的出口放一层海绵来吸附冷却液的杂质，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，可有效避免切割轨迹畸变而造成工件报废。