线割放电加工中的加工条件设定,是对加工特性会产生很大影响的要素。在加工特性的电极消耗方面,因为是在使用后即丢弃导线的前提下进行加工,所以不加以考虑。而在间隙方面,因为是以补偿(offset)量来进行补正,所以,一般都是针对主要的加工速度及加工精度来设定加工条件。依照加工目的的不同,重视加工速度的第一切割以及重视尺寸精度的第二切割的加工条件自然会产生差异。不论是前者或是后者,选择最适当的加工条件都是非常重要的事。而加工条件的主要参数如图1所示。
加工速度
线割放电的加工速度,一般是以线速度来表示(图2)。
加工速度(m篚/min)
=板厚(mm)×工作台(table)传送速度(mm/min)
电气条件
基本上,为了提高加工速度,在不发生断线及短路的范围内,可以提高加工电流值。换言之,就是升高尖峰(peak)电流值及降低休止幅τoff。此外,提高无负荷电压,加工电压低,则即使电容容量变大,则加工及加工速度都会加快。脉冲(pulse)幅τon有消耗区域会加快。在实际的加工上,请参考由各加工机厂商提供的加工特性资料表来进行设定。
加工液
加工液为导线放电加工时,一般是使用水(也有部份厂商是使用油)。加工液的目的在于极间的绝缘、冷却、及加工屑料的排出。加工液对加工速度会产生影响的部份有电阻及液压,比电阻较低时,电流的流动较为容易,间隙会扩大,加工速度也就会提升。
(图1)加工条件参数
(图2)加工速度
另外,液压愈强时,不但可以使加工屑料的排出十分良好,提升加工速度外,这是第一切割的情形,而在第二切割时,则线割的振动会变大,在乱流中会形成气中放电,而使导线发生断线现象,所以设定的弱一点(图3)。
线切割
一般而言,导线电极大多使用硬质黄铜线,其抗张力则通常在980Mpa左右。线割电极可以利用直径来求取破断荷重。如果设定的张力在各直径之导线电极的破断荷重以上时,即使在未进行加工的状态下,也会使导线电极产生断线。因此,在实际加工上,一般较为简单的设定标准,是将张力设定在各导线电极之破断荷重的大约30~40%。
(图3)加工液流量
表一是,针对最近的加工机,依照其线割电极直径别来设定之标准张力设定值。只要设定在此张力以下,就不易发生断线,但也有可能是导致加工中短路或加工速度缓慢的原因。但在薄板加工及不纯物较多而为难加工材料时,为了防止发生导线断线情形,也有故意将导线的张力设定在较低的水准。相反的,如果设定在比标准值还要高的水准时,则断线的危险性就会增加。
(表一)线割电极(Bs系)直径及张力的设定
线割电极直径(mm)加工时的张力设定(g)
0.332300~2500
0.302000~2200
0.251500~1900
0.20950~1300
0.15700~750
0.10350~400
(图4)板厚及加工速度
(图5)导线放电加工之精度
其它
在线割放电加工的加工特性中,加工速度会因为被加工物及板厚的不同而产生差异。图4是板厚及加工速度间的关系,表二则是被加工材质别的加工速度。
形状精度
线割放电加工的精度包括了形状精度及加工面精度,而会因为加工条件变化的主要有真直度、面粗细度、纵线等(图5)。为了要能提高若干的精度,一般而言,都是在第一切割后,以数次的第二次切割来进行处理。这一点和形雕放电中的摇动加工,利用增加振动的幅度来进行整修
(表二)被加工彬及加工速度比
材质加工速度(%)
模钢(SKD-11)100
合金工具钢(SKS-3)90~100
碳工具钢(SK-3)80~90
铝250~300
超硬(WC-Co)40~50
铜90~100
石墨50~60
银锰∮铜锰90~100
高速钢80~90
铸铁30~50
薄板(SPCC)20~30
(图6)第二切割周次数及面粗细度和加工精度
(图7)导线的延迟工程是十分类似的。
电气条件
通常,如果只进行第一切割时,则可能会有因为材料的内部应力而产生的变形、因为放电的反弹力而产生的鼓状、面粗细度较粗等问题,故必须利用第二切割来解决这些问题。图6是其周回数及加工面粗细度、加工精度的关系实例。此外,增加加工速度的话,无法得到良好的角形。所以降低电容器容量及无负荷电压,来减弱因为放电的反弹力,控制加工速度及电气条件,防止导线过慢,也是非常重要的一环(图7)。
加工液
加工液方面,比电阻以及液量对精度会产生影响。比电阻愈低的时候,电解腐蚀会愈大,而在液量方面,则是会影响鼓状物的量,第一切割时,液量愈大则影响愈小,第二切割时,则是液量愈小影响愈小。
线割
对线割电极的条件设定参数,通常为张力(tension)和传送速度。张力愈弱时,振动会愈大,鼓状量就会愈多,而传送速度愈慢时,则容易发生导线断裂或形成锥形形状。
本文摘译自日本型技术1997年8月号
作者 加工know-How委员会
放电加工技术研究会 |