快走丝线切割机床的加工精度探究及机床维护要点

快走丝电火花线切割机床广泛用于制造业，尤其是冲模制造。快走丝线切割的加工质量直接影响到模具的装配、使用精度，严重时甚至会导致模具报废。因此，研究快走丝线切割的加工质量对指导模具制造具有重要意义，同时对开发高精度快走丝电火花线切割机可以提供参考。
快走丝线切割机床在加工过程中严格按照国家的JB/T 10082—2010《电火花线切割机床（往复走丝型）  技术条件》行业标准。此标准相对旧版JB/T 10082—2000《电火花线切割机  技术条件》行业标准有很多改进，符合我国的国情和现阶段的行业需要。标准名称的变化主要体现为产品名称的变化。*，电火花线切割机床分为两种，一种为当今世界上众多国家都在制造的单向走丝型电火花线切割机床（又称低速走丝电火花线切割机床），另一种为我国发明并*制造的往复走丝型电火花线切割机床（又称高速走丝电火花线切割机床）。电火花线切割机床技术条件标准于1987年发布，当时我国仅进行往复走丝型电火花线切割机床的生产制造，且对机床的名称尚未有术语标准进行明确的规定，故标准名称上没有体现两种机床的区别。新版标准规定了往复走丝型电火花线切割机床（以下简称“机床”）的附件和工具、安全防护、加工和装配质量、机床运转试验、机床精度检验、标志与随机技术文件、包装、制造厂的保证等技术要求，较2000年版标准相比，删除了“贮存、运输”方面的要求，增加了“术语和定义”和“制造厂的保证”等技术要求。新版标准的“零部件加工和装配”规定了机床部件的防护、零部件的耐磨、手轮手柄的反向空程量及零部件的防松等技术要求。新版标准的“外观质量和清洁度”规定了机床外表面与外露焊缝、零部件装配、工作液箱与电气控制箱、工作液管路的加工装配技术要求，技术内容较2000年版标准无重大变化。新版标准的“重要基础结构件”较2000年版标准规定的种类更多，包括：床身、工作台、立柱、各数控轴滑板、线架及横梁，而2000年版标准仅包含床身、工作台滑板、滑板座及线架臂等铸件。新版标准中“重要导轨副”的技术要求与2000年版标准的内容无变化。新版标准的“结合面”引用JB/T 9874—1999的相关条款，对机床重要固定结合面、重要滑动结合面等提出了技术要求，较2000年版标准的内容更精练、简洁。新版标准的“主要件”规定了工作台导轨副、数控轴丝杠副、主导轮等机床主要件及其关键项目，并提出了技术要求，与2000年版标准无变化。新、旧版标准均对贮丝筒提出了技术要求。新版标准则规定对机床传动轴的运动做检查。新版标准的“数控系统功能试验”增加了“多次切割”1项检查项目。 “机床负荷运转试验”中的连续切割试验，运行30 min，切割速度产品技术文件规定的zui大切割速度的70%，zui低≥80 mm2/min。严格执行因机床质量问题引起的机床维护问题，保证机床用户的权益。
线切割加工后零件的加工精度和表面质量：
加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸、形状和位置）与图纸规定的理想零件的几何参数符合的程度。加工精度包括3个方面：尺寸精度、形状精度和位置精度。
加工表面质量是指表面粗糙度、波度及表面层的物理机械性能。其中表面粗糙度是表面的微观几何形状误差；波度是用来表示介于表面粗糙度和宏观几何形状误差（如圆度、平面度等）之间的几何形状误差，工程上较少采用；表面层的物理机械性能主要指表面层的冷作硬化、金相组织变化和残余应力。表面粗糙度Ra是常用的表面质量评价指标。
影响快走丝线切割加工质量的因素及解决措施
影响线切割加工质量的因素是多方面的，如机床因素、脉冲放电参数的选择、工件材料及状态、切割工艺的制定。在加工前对这些条件进行优化有助于提高加工质量。
机床因素
快走丝电火花线切割机属于高精度机床，工件的高质量是直接建立在机床良好状态的基础上，因此在每次加工之前必须检查机床的工作状态才能为获得高质量的加工工件提供保障。
（1）机床传动系统的精度。步进电机驱动滚珠丝杠带动工作台移动，滚珠丝杠的传动精度直接影响加工精度。加工前可通过空行程检查回*，误差较大时，应该更换传动装置。
（2）检查走丝装置精度。导电块的磨损、导轮的磨损及位置不正、贮丝筒的传动精度下降等，都会使电极丝的抖动加剧，放电间隙无规则跳动，易造成大电流集中放电，影响加工精度和表面质量。因此，需要经常检查导电块及导轮槽是否拉伤，检查贮丝筒的传动轴承，以便及时更换。
（3）检查电极丝张紧程度。电极丝太松会造成抖动加剧，使电极丝无规则地偏离正常的切割轨迹，加工精度降低；同时将造成无数次极小的短路，表面粗糙度变差。因此，加工前要检查电极丝的张力，在保证不断丝的情况下尽可能张紧电极丝。
（4）工作液介质的影响。线切割工作液通常采用DX型线切割乳化液作为工作液，配比为1:1O～1:l2，其作用有冷却、绝缘、压缩放电通道和消电离、洗涤和润滑工件表面。工作液被污染后，绝缘性能就会下降，而且不利于电蚀物的排除，使二次放电的机会增多，增大了放电间隙，使加工精度和表面粗糙度变差。因此，需定期更换工作液。
（5）检查电极丝的垂直度。带锥度线切割机床在切割完锥度后，其电极丝对工作台平面并不垂直，有时由于机床的振动也会有这种情况。此时工件的加工精度会下降很多，同时断面的垂直度也会非常差。此时可用电极丝垂直校正器进行校正。
脉冲放电参数的选择
放电参数主要是指脉冲电流大小（I）ˊ、脉冲电流宽度（ti）、脉冲电流间隙（t0）。I越大，放电能量越强，火花放电的凹坑越大，表面粗糙度值大，放电间隙大，精度不易控制；ti越大，单次放电时间越长，产生的高温持续时间长，容易灼烧工件断面，影响断面质量；t0越小，排屑不充分，加工不稳定，易断丝。故为了提高精度和表面质量，尽量选择较小的I，较小的ti，ti／t0小于l:4，如精加工料厚．H=40mm的工件时，取I=3A，ti=1O，t0=1:7。
当加工质量要求特别高（如Ra<1.0um）时，脉冲波形选择分组波而不选择矩形波。
进给速度要合适，以免出现欠跟踪和过跟踪，造成频繁的断路和短路，影响加工质量。

工件材料及状态
对于冷冲模常用的材料，碳素工具钢（T8A、T1OA）的zui大缺点是淬透性差，热处理变形大，残余应力显著，回火稳定性差。在切割中，材料易变形，甚至崩裂。因此，在采用电火花线切割工艺加工模具时；应尽量选择CrWMn、Cr12MoV等合金钢。
为了减少在线切割过程中的材料变形对加工精度的影响，在进行热处理前，可采用预加工的办法。若采用机械切削预加工，凹模可留3～5mm的余量；若采用线切割预加工时，凹模可留O.5～1mm的余量。凸模切割前可在工件四周切出1.5～2mm的槽，深度要留1.5～2mm的切割余量。
切割工艺
目前应用得较多的是多次切割“中走丝线切割”，多次切割可以兼顾效率和质量，采用大脉冲进行*次切割，再用小脉冲进行后几次切割。目前可达到精度0.O1mm，表面粗糙度值Ra在0.65um左右。

线切割机床维护知识要点：
线切割机床不适合在污浊和高温潮湿的环境中工作，电网供电环境也有较高的要求，机床供电电压不应劣于±10%，三相应平衡稳定。线切割机床过于恶劣的电网必须加装稳压源。线切割机床机床除正常的保持整洁和润滑以外，还必须用心维护如下几个部位：
线切割机床机床的导轨和丝杠，绝不能沾染脏水和污物，一旦沾有脏物，要用干净棉纱揩擦干净后再用脱脂棉浸10#机油轻擦涂一遍。
线切割机床导轮和轴承，为导轮和轴承的寿命，也应把过于污浊的冷却液换掉，如短时间不开机床，要无水让导轮转几十秒钟，将粧物甩出，卸下导轮座螺塞，注入润滑脂，使污物通过油隙排出，以使导轮和轴承常处于较洁净的状态。
线切割机床丝筒轴和电机上的联轴器和键，要使该部位始终处于严密稳妥的配合状态，一旦出现键的松动和联轴器的撞击声，要立即更换联轴器的缓冲垫和键。长时间带间隙的换向后，会使轴上的键槽变形张大。
线切割机床 控制柜与机床间的联机电缆，拖地部分要有盖板或塑料板保护，不可随意踩踏，电缆要处于松弛自由状态，不可以外力拉拽，不可使电缆插头受力，不可将电缆波纹护套压裂踩扁。
线切割机床控制台（柜）搬动时要轻拿轻放，油污的手不要插拔触摸接插件或键盘。
线切割机床 床面上的任何部位均不得敲砸或碰撞，特别是不可因超行程运动使丝架与床面干涉，那将严重损毁机床零件或精度。
要经常注意使导电块处于良好的导电和与床身间的绝缘状态，工作台上垫条必须与床身绝缘，步进电机的拖线要处于自如状态，步进电机确保无脏水入浸。
感言：汽车需要定期的维护和保养，机床也是一样的。只要操作者真心对待它，它也会真心回报，给您带来更高的收益。

本文由快走丝线切割，中走丝线切割机床，大锥度线切割机资深生产企业“苏州中航长风数控科技有限公司”整理编辑，友情推荐；更多技术详情欢迎来实地试样探究，亦可致电垂询。