電火花線切割加工質量控制的研究

摘 要：電火花線切割是制造業領域一類特殊的熱加工方法，該方法在加工高硬度、復雜零件時，具有一定的優勢，因而其在軍工、航空航天等領域得到了廣泛應用。本文就電火花線切割加工的質量控制問題進行分析，以供參考。

關鍵詞：電火花線切割;質量控制;熱加工

電火花線切割是電火花加工的一種工藝，該方法因加工過程的特征而得名。經歷數十年的發展，電火花線切割已成為機械制造活動中極為重要的加工方式。在制造實踐中，該加工方式具有無切削力以及高硬度適應性等特征，為高硬度、復雜零部件的精密加工提供了新的加工方式。回顧電火花線切割的發展，在加工零件的形狀更加復雜以及精度要求更高的大環境下，其加工質量成為機械制造行業的關注焦點。

1 電火花線切割的質量影響因素

對加工系統而言，以滿足表面質量與加工精度為前提，不斷提高加工過程的穩定性與效率，并減少加工過程的損耗，是其設備改進的重要方向。而在工藝改進的過程之中，影響切割加工質量的因素較多，對各類因素進行準確分析，明確控制、預防質量問題的舉措，是質量控制的重要內容，同時也是工藝合理改進的重要保障。從加工精度來看，控制精度、運動精度、進給與走絲的平穩性、工件的材質、放電間隙變化等因素都可影響到切割工藝的加工精度。針對表面質量，一般認為，其加工質量在較大程度上受到走絲系統的影響，但實際加工過程中，工件的材質、脈沖的寬度與間隔、工作液種類等也是影響加工表面的質量的重要因素。

2 電火花線切割加工的質量控制方案

2.1 做好工件圖紙與技術要求的分析

從整個工藝的應用角度來看，電火花線切割需要按照工件圖紙給出的加工要求，合理選擇加工方案與工藝技術，對毛坯進行適度加工，最終獲得符合圖紙設計要求的工件。在實際環境下，加工企業的設備一般是固定的，加工質量的控制往往需要落實在加工過程的控制上。而做好加工前的準備工作，能夠大幅降低加工過程中人為失誤帶來的質量問題。結合筆者自身經驗，在加工前對工件圖紙進行科學地分析，確定各類工件是否適宜使用線切割方法，是保證線切割工藝合理應用的關鍵。如在處理尺寸精度要求過高、表面過于粗糙的工件時，不宜使用該加工方法;對厚度超標準（一般以絲架開檔為度）的工件，以及材料的導電性能不佳的工件，也應當考慮選擇其他加工工藝。對滿足線切割加工條件的工件，在工件圖紙分析階段，需要高度關注關鍵性的尺寸、參數（如夾角、拐角、窄縫等）以及加工部位，為切割參數的合理選擇以及切割路線的合理規劃提供參考。此外，對涉及凹凸模具成套加工的任務，需要在加工前對圖形的輪廓差異以及電極絲的運動軌跡差異進行明確，避免出錯。

2.2 重視加工設備、工件的檢查與調整

依照工件圖紙做出的要求，對工件進行精準加工，是保證精度與表面質量的重要前提，而加工設備的運行工況，則直接關系到線切割加工的質量以及工藝指標的實現。因此，在工件加工前，應當根據機床的操作規程以及設備說明書，對機床的運行狀況進行檢查，必要時進行調整，并做好相應的記錄。尤其是對精度要求較高的加工任務，需要結合工件加工的特殊要求對機床參數進行合理調整。根據筆者既往的工作經驗，設備檢查較容易出現的問題主要為導輪軸承磨損、噪音過大，調整工作的重點應當放在電極絲、工作臺的垂直度調整等細節問題上。對于高速移動狀態下存在的卡絲風險，需要質控人員經常對保持器/限幅器的工作面位置進行核對。而在做好機床準備的同時，還應當對量具的精度進行規范化校驗，對工件表面的毛刺情況以及污物情況進行檢查，避免毛刺、污物對定位的精度造成干擾。

2.3 其他要素的控制

做好設備與工件的準備工作，是線切割加工前的重要準備環節，但從質量控制的角度考慮，僅僅依靠加工前的充分準備來實現加工質量的控制并不現實，加工過程中的一些不確定因素，仍然可能對工件加工精度以及表面質量構成影響。因此，做好加工中某些影響因素的控制，對線切割質量的保障而言，也有重大意義。結合筆者工作經驗，加工中質量要素的控制可從電介質的合理選擇、電極的標識、加工程序相關參數的確定等角度入手。一般而言，電介質的選擇應當參考制造商的推薦以及加工類型等信息，加工電極應當標識于加工數據單中，加工程序的各項參數必須使用數據單上記錄的數值。而對于參數的優化，較常采取的一種策略是依次對零件進行循環加工，參考對比試驗的結果進一步優化技術參數，其最終的目的是獲取更好的加工條件，提高加工的質量。

3 結語

在機械加工領域，電火花線切割有著廣泛應用。從工藝應用效益的角度考慮，在明確工件的質量標準的基礎上，以保證加工精度與表面質量為前提，提高加工效率，是其努力的重要方向。明確線切割質量的影響因素，做好加工過程的質控工作，具有重要意義。

參考文獻：

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[2]劉志東.往復走絲電火花線切割加工切割效率的發展與未來[C].特種加工技術智能化與精密化——第17屆全國特種加工學術會議，2017.

基金項目：內蒙古工業大學科研項目資助（項目編號：ZY201925）

作者簡介：左巍（1978-），天津人，本科，實驗師，研究方向：機械工程。