数控线切割加工铝件时常见问题与解决方法 博泰供

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数控线切割加工铝件时经常出现馈电块磨损严重、短路、断丝、加工轨迹畸变及工件变形等问题，有的直接造成加工产品报废。笔者根据多年加工积累的经验，对加工实践中关键性的技术问题进行了归纳总结。

一、线切割铝件易断丝的问题

　　1. 线切割铝件易断丝的原因

　　线切割铝件时，由于材料比较软，排屑困难，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，丝也就被卡断了。

　　2. 解决方法

　　针对钼丝卡在馈电块里夹断钼丝的问题，调整一下上、下丝架馈电块的位置，以防馈电块磨损的沟槽引起夹丝断丝造成效率低、加工表面多次切割引起的质量下降和材料浪费。

　　加工材料的厚度超过40mm，一般加工3～4h后就把馈电块稍微旋转一个角度，如图1b所示，先旋转到图1a所示方向，加工8h后再旋转图1b所示方向，这样每加工8h后旋转调整一次馈电块的位置来减少断丝的几率。实际加工表明，通过这种方法大大降低了加工成本，提高了经济效益。注意馈电块与电极丝过压量一般在0.5～1mm。当一个面的三个点都有切割沟槽后，再旋转馈电块90°，依次类推直到四个面都有切割沟槽。然后在靠近采样线的一边垫一个1～2mm的垫片，就可以向左调整馈电块的位置，就相当于换了一个新的馈电块，节约了生产成本。

　　例如：每块铝件的厚度为2mm，共8块叠在一起同时加工，每隔大约8h调整一下馈电块的接触面，每天连续加工8h，到第6天出现断丝。然后用千分尺测量钼丝的直径只有0.125mm（原钼丝直径为0.18mm）。通过调整馈电块的位置大大避免了馈电块夹丝断丝的问题。

　　当然还必须注意，当工件尺寸精度要求比较高时，必须要测量钼丝的直径，及时修改补偿量，保证尺寸精度要求。金属加工微信，内容不错，值得关注。

二、工件产生变形的问题

　　1. 工件产生变形的原因

由于工件毛坯制造、切削加工、热处理时，其受热不均、内部组织相变、受力变形等作用使工件内部产生了残余应力，一段时间内在不受外界影响的情况下应力分布相对平衡，但在线切割加工过程中，由于工件材料被大量切去和切断，又会改变其应力分布，随着时间的推移而逐渐趋于平衡，从而使工件发生变形。对于铝合金零件这种变形现象更明显。

　　2. 解决方法

　　（1）切割加工前去应力 零件在切割加工前首先进行热处理***材料内应力，这样切割时就不会出现大的应力变形，以稳定尺寸。当然不同的材质，进行处理的方法各不相同。

　　（2）外轮廓加工方法 外轮廓加工时通常可以不用打穿丝孔从毛坯外侧切入即可，如图2a所示，这种方法极易由于毛坯破口后造成材料内应力释放产生较大变形，造成零件加工精度下降。为了避免和减少这种变形的产生，可以采用打穿丝孔加工的方法，保持毛坯轮廓的封闭性，如图2b所示，可相当大限度地减少加工过程中的应力变形。

（a）外侧切入 （b）打穿丝孔加工
图2 外轮廓加工方法示意图

　　（3）采用二次切割法 对于加工精度要求比较高的零件，相当好采用二次切割法。

　　如在加工图3所示某子弹尾翼时，采用V形铁装夹φ8mm这一端，而另一端悬空。按正常的加工工艺加工结束后，用千分尺测量，靠近V形铁处加工尺寸为2.00mm，而另一端加工尺寸仅为1.86mm。这是在线切割加工过程中，由于工件材料被大量切去改变其应力场分布，从而使工件发生变形。

　　加工改进的方法是第一次加工中间留的厚度由2mm增加到2.4mm，在第一次切割时单边留0.2余量，（使用φ0.18mm钼丝时）粗加工以快速进行。第一次切割完后毛坯由内部原来应力平衡状态受到破坏后，又达到新的平衡，然后进行第二次精加工，加工结束测量尺寸为1.99mm，达到了试验要求的尺寸。

三、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。金属加工微信，内容不错，值得关注。