工作液在线切割加工中的应用
电火花线切割机床专用工作液伴随着线切割机床的发展至今在我国已有近50 年的历史。
在这漫长的发展过程中,随着电火花线切割机床加工性能的提高、功能设计及技术进步的演变,为适应不同时期的需求,经过几代技术人员的艰辛努力,线切割机床专用工作液从早期单一油剂型产品发展到今天的多品种多种类。
电火花线切割加工是电火花加工中的一种，是用移动着的金属丝（钼丝或钨丝）作工具电极，按预定的轨迹作进给运动电火花放电是在电极丝进给方向的周边与工件之间进行，当两者按照规定的轨迹作进给运动时，便形成了成形切割放电部位的电极丝必须用流动的工作液充分包围起来，将电极上的热量和电腐蚀物随电极丝的移动和工作液的流动被带出放电部位。
电火花线切割加工是模具加工的重要手段之一。
在模具制造技术迅速发展的今天, 对模具加工质量和效率要求越来越高, 深入了解合理选用电火花线切割加工液, 对提高电火花线切割加工的质量和加工效率起着重要作用。
1 工作液的作用与特点
电火花线切割加工原理大致分为4个阶段：极间介质的电离、击穿; 电极材料的熔化、气化膨胀; 电极材料的抛出; 极间介质的消电离。
由电火花线切割加工的原理可知道,工作液在线切割加工过程中充当着放电介质的作用, 同时还有冷却和洗涤的作用。
在实际的加工生产中, 工作液对加工工艺指标影响很大, 如切割速度、表面粗糙度、加工精度等。
快走丝电火花线切割使用的工作液一般是专用的乳化液( 目前市面上供应的乳化液有多种, 各有特点) 。
根据线切割的加工工艺特点, 它们都应该具有以下性能。
1 . 1 一定的绝缘性能
火花放电必须在具有一定的绝缘性能的液体介质中进行。
工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩, 从而局限在较小的通道半径内火花放电, 形成瞬时和局部高温来熔化并气化金属, 放电结束后又迅速恢复放电间隙成为绝缘状态。
绝缘性能要适中, 绝缘性能太低, 则工作液成了导电体, 而不能形成火花放电; 绝缘性能太高, 则放电间隙小, 排屑难,切割速度降低。
1 .
2 较好的冷却性能
电火花放电的局部瞬时温度极高, 为防止电极丝烧断和工件表面局部退火, 必须使切削部位充分冷却, 以带走火花放电时产生的热量。
1 . 3 较好的洗涤性能
洗涤性能好的工作液, 切割时的排屑效果好, 切削速度高, 切削后表面光亮清洁,
割缝中没有油污黏糊。
1 . 4 较好的防锈性能
在加工的过程中不应产生有害气体, 不应对操作人员的皮肤、呼吸道产生刺激, 不应锈蚀工件、夹具和机床。
2 正确使用工作液
快走丝线切割机一般采用乳化油与水配制而成的工作液。
加工前要根据不同的工艺条件选择不同型号的乳化液, 检查加工液的液量及赃污程度, 保证加工液的绝缘性能、洗涤性能、冷却性能达到要求。
在配制时, 以下几点经验可供参考：
( 1)工作液的配制比例一般在 5% ～20% 范围内( 乳化油5% ～20% , 水95% ～80% ) 。
一般均按质量比例配制。
在称量不方便或要求不太严时, 也可以大致按体积比例配制。
(2) 从工件厚度来看，厚度小于30mm的薄型工件, 工作液浓度在 10% ～15% 之间 ; 30～l00mm的中厚型工件, 浓度大约在 5% ～10% 之间; 大于100mm 的厚型工件, 浓度大约在 3% ～5% 之间。
(3) 从加工精度来看,工作液浓度高时,放电间隙小,工件表面粗糙度较好, 但不利于排屑 , 易造成短路。
工作液浓度低时, 工件表面粗糙度较差, 但利于排屑。
(4) 从工件材质来看,易于蚀除的材料, 如铜、铝等材料, 可以适当提高工作液浓度, 以充分利用放电能量, 提高加工效率, 但同时也应选较大直径的电极丝进行切割, 以利于排屑充分。
(5) 在工作液中加入少量的洗涤剂、皂片等, 切割速度可以大大提高。
这是因为工作液中加入洗涤剂或皂片后, 工作液洗涤性能变好了, 有利于排屑,改善了间隙状态。
(6) 新配置的工作液加工效果并非良好, 而是要经过一段时间切割后, 加工效果才能达到最佳。
纯净的工作液不容易形成放电通道, 经过一段时间放电后, 工作液中有一些悬浮的放电产物, 容易形成放电通道, 有较好的加工效果。
但工作液不能太脏, 否者容易引起电弧放电。
在其他工艺条件相同时，改变工作液种类，配比浓度，选取不同的水质，添加不同的添加剂等，都将对加工效果产生一定的影响。
3 正确判断工作液的状态
根据工作的实际条件配制了合适的工作液, 但随着加工的时间延长, 工作液会越来越脏。
工作液太脏, 会使间隙消电离变差, 且容易发生二次放电 , 对放电加工不利, 应及时更换。
如何判断工作液的使用情况, 也有几点经验供参考：
( 1) 绕上新钼丝 , 在工件上试割约1h , 观察钼丝工件部位的颜色, 若呈灰白色, 工
作液可继续切割较薄工件, 如灰白色中夹杂黑色斑点或黑条, 黑条处直径明显变细, 用力一拉, 此处就断,需要更换新的工作液。
( 2) 有时钼丝也呈灰白色,但在切割厚工件时, 无论怎样调整加工规程, 切割电流总是不稳定,这时工作液需要更换。
( 3) 工作液变黑后综合性能就会变差,极易造成断丝。
因此要经常观其色, 嗅其味, 发现异常及时更换。
要保证工作液不能太脏, 电蚀物浓度不能太高, 使工作液保持一定的介电能力。
通过对电火花线切割工作液的分析, 科学合理地选择工作液及配比, 正确地判断工作液的使用状况, 配合其他加工参数, 可以有效地提高电火花线切割加工的加工质量和加工效率。
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