电火花线切割加工质量控制的研究

摘 要：电火花线切割是制造业领域一类特殊的热加工方法，该方法在加工高硬度、复杂零件时，具有一定的优势，因而其在军工、航空航天等领域得到了广泛应用。本文就电火花线切割加工的质量控制问题进行分析，以供参考。

关键词：电火花线切割;质量控制;热加工

电火花线切割是电火花加工的一种工艺，该方法因加工过程的特征而得名。经历数十年的发展，电火花线切割已成为机械制造活动中极为重要的加工方式。在制造实践中，该加工方式具有无切削力以及高硬度适应性等特征，为高硬度、复杂零部件的精密加工提供了新的加工方式。回顾电火花线切割的发展，在加工零件的形状更加复杂以及精度要求更高的大环境下，其加工质量成为机械制造行业的关注焦点。

1 电火花线切割的质量影响因素

对加工系统而言，以满足表面质量与加工精度为前提，不断提高加工过程的稳定性与效率，并减少加工过程的损耗，是其设备改进的重要方向。而在工艺改进的过程之中，影响切割加工质量的因素较多，对各类因素进行准确分析，明确控制、预防质量问题的举措，是质量控制的重要内容，同时也是工艺合理改进的重要保障。从加工精度来看，控制精度、运动精度、进给与走丝的平稳性、工件的材质、放电间隙变化等因素都可影响到切割工艺的加工精度。针对表面质量，一般认为，其加工质量在较大程度上受到走丝系统的影响，但实际加工过程中，工件的材质、脉冲的宽度与间隔、工作液种类等也是影响加工表面的质量的重要因素。

2 电火花线切割加工的质量控制方案

2.1 做好工件图纸与技术要求的分析

从整个工艺的应用角度来看，电火花线切割需要按照工件图纸给出的加工要求，合理选择加工方案与工艺技术，对毛坯进行适度加工，最终获得符合图纸设计要求的工件。在实际环境下，加工企业的设备一般是固定的，加工质量的控制往往需要落实在加工过程的控制上。而做好加工前的准备工作，能够大幅降低加工过程中人为失误带来的质量问题。结合笔者自身经验，在加工前对工件图纸进行科学地分析，确定各类工件是否适宜使用线切割方法，是保证线切割工艺合理应用的关键。如在处理尺寸精度要求过高、表面过于粗糙的工件时，不宜使用该加工方法;对厚度超标准（一般以丝架开档为度）的工件，以及材料的导电性能不佳的工件，也应当考虑选择其他加工工艺。对满足线切割加工条件的工件，在工件图纸分析阶段，需要高度关注关键性的尺寸、参数（如夹角、拐角、窄缝等）以及加工部位，为切割参数的合理选择以及切割路线的合理规划提供参考。此外，对涉及凹凸模具成套加工的任务，需要在加工前对图形的轮廓差异以及电极丝的运动轨迹差异进行明确，避免出错。

2.2 重视加工设备、工件的检查与调整

依照工件图纸做出的要求，对工件进行精准加工，是保证精度与表面质量的重要前提，而加工设备的运行工况，则直接关系到线切割加工的质量以及工艺指标的实现。因此，在工件加工前，应当根据机床的操作规程以及设备说明书，对机床的运行状况进行检查，必要时进行调整，并做好相应的记录。尤其是对精度要求较高的加工任務，需要结合工件加工的特殊要求对机床参数进行合理调整。根据笔者既往的工作经验，设备检查较容易出现的问题主要为导轮轴承磨损、噪音过大，调整工作的重点应当放在电极丝、工作台的垂直度调整等细节问题上。对于高速移动状态下存在的卡丝风险，需要质控人员经常对保持器/限幅器的工作面位置进行核对。而在做好机床准备的同时，还应当对量具的精度进行规范化校验，对工件表面的毛刺情况以及污物情况进行检查，避免毛刺、污物对定位的精度造成干扰。

2.3 其他要素的控制

做好设备与工件的准备工作，是线切割加工前的重要准备环节，但从质量控制的角度考虑，仅仅依靠加工前的充分准备来实现加工质量的控制并不现实，加工过程中的一些不确定因素，仍然可能对工件加工精度以及表面质量构成影响。因此，做好加工中某些影响因素的控制，对线切割质量的保障而言，也有重大意义。结合笔者工作经验，加工中质量要素的控制可从电介质的合理选择、电极的标识、加工程序相关参数的确定等角度入手。一般而言，电介质的选择应当参考制造商的推荐以及加工类型等信息，加工电极应当标识于加工数据单中，加工程序的各项参数必须使用数据单上记录的数值。而对于参数的优化，较常采取的一种策略是依次对零件进行循环加工，参考对比试验的结果进一步优化技术参数，其最终的目的是获取更好的加工条件，提高加工的质量。

3 结语

在机械加工领域，电火花线切割有着广泛应用。从工艺应用效益的角度考虑，在明确工件的质量标准的基础上，以保证加工精度与表面质量为前提，提高加工效率，是其努力的重要方向。明确线切割质量的影响因素，做好加工过程的质控工作，具有重要意义。

参考文献：

[1]沈钰，白海清，高飞，等.高速钢中走丝电火花线切割加工参数试验研究[J].热加工工艺，2018（17）.

[2]刘志东.往复走丝电火花线切割加工切割效率的发展与未来[C].特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议，2017.

基金项目：内蒙古工业大学科研项目资助（项目编号：ZY201925）

作者简介：左巍（1978-），天津人，本科，实验师，研究方向：机械工程。