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随着科学技术的发展,机械制造技术有了深刻的变化。由于社会对产品多样化的需求更加强烈,多品种、中小批量生产的比重明显增加,中走丝线切割机床采用传统的普通加工设备已难以适应高效率、高质量、多样化的加工要求,机床数控技术的应用,大大缩短了机械加工的前期准备时间,并使机械加工的全过程自动化水平不断提高,同时也增强了制造系统适应各种生产条研现质护太卫件变化的能力。
线切割机床分:中走丝、慢走丝、快走丝都是指的电火花态请得线切割机床。电火花线切割机(Wire cut Electrical Dis实粮运田却适charge Machining款简称WEDM).
什么是中走丝线切割,中走丝电顾末必火花线切割机(Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining简写MS-WEDM),属往复高速走丝电火花线切割机床范畴,是在高速往复走丝电火花线切割机上实现多次切割功能,被俗称为“中走丝线切割”。中走丝技术在这里指出,所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,即走丝原理是在粗加工时采用高速(8-12m/s)走丝,精加工时采用低速(1-3m/s)走丝,这样工作相对平稳、抖动小,并通过多次话皇被喜切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,使加工质量也相对提高,加工质量可介于丝高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说,用户所说的“中走丝”,实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术,并实现治展聚振轴衣洋存级密机了无条纹切割和多次切割。中走丝技术在实践中得出,等限穿否鲜方服陆江在多次切割中第一次切割任务主要是高速稳定切割,可选用高峰值电流,较长脉宽的规准进行大电流切割,以获得较高的切割速度。第二次切割的任务是精修脸满,保证加工尺寸精度 。可选用中等规准,使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4况~1.7μm之间。 为了达到精修的目的,通常采用低速走丝方式,走丝速度为1~3m/s,并对跟踪进给速度限止在一定范围内,以消除往返切割条纹,并获得所需的加工尺寸精度。 第三次、第四次或更多次切割(目前中走种纪某众权怀饭提丝控制软件最多可以实现七次委口钢准切割)的任务是抛磨修光 ,可用最小脉宽(目前最小可以分频到1μs)进行修光,而峰值电流随加工表面质量要求而异,实际上精修过程是一种电火花磨削灯,加工量甚微,不会改变工件的尺寸大小。走丝方式则像第二次切割那样采用低速轮导唱走丝限速进给即可。中走丝技父员外春术在加工过程中,多次切割还需注意变形处理,因为工件在线切割加工时,随着原有内应力的作用及火花放电所产生的加工热应力的影响,将产生不定向、无规则的变形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影响了加工质量和加工精度。因此需根据不同材料预留不同加工余量,以使工件充分释放内应力及完全扭转变形,在后面多次切割中能够有足够余量进行精割加工,这样可使工件最后尺寸得到保证。
快走丝是电火花线切割的一种,也叫高速走丝电火花线切割机床(WEDM-HS),其电极丝(一般采用钼丝)作高速往复运动,走丝速度为8~10m/s,电极丝可重复使用,加工速度较高,走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿,使加工质量下降,是我国生产和使用的主要机种,是我国独创的电火花线切割加工模式。1960年,苏联首先研制出靠模线切割机床。中国于1961年也研制出类似的机床。早期的线切割机床采用电气靠模控制切割轨迹。当时由于切割速度低,制造靠模比较困难,仅用于在电子工业中加工其他加工方法难以解决的窄缝等。1966年,中国研制成功采用乳化液和快速走丝机构的高速走丝线切割机床,并相继采用了数字控制和光电跟踪控制技术。此后,随着脉冲电源和数字控制技术的不断发展以及多次切割工艺的应用,大大提高了切割速度和加工精度。
什么是机床?低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极,一般以低于0.2m/s的速度作单向运动,在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V的,并保持5~50um间隙,间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质,使电极与被加工物之间发生,并彼此被消耗、腐蚀,在工件表面上电蚀出无数的小坑,通过NC控制的监测和管控,执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。目前精度可达0.001mm级,表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用,而且采用无电阻防,一般均带有自动穿丝和恒张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好,但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密,技术含量高,机床价格高,因此使用成本也高。 单向走丝电火花线切割机床早期只有国外公司的独有机种。台湾的低速走丝电火花线切割机起步虽然较晚,但这几年来发展迅速。其关键的一个举措就是由若干家电加工机床制造企业共同出资,在有关部门一定限度的支持下,由台湾工业技术研究院投入大量的人力、物力做关键技术的开发。经过10多年的攻关,在控制系统及电源等关键技术上取得了突破。台湾各企业制造的低速走丝电火花线切割机目前应属中档机的范围,近3年每年达到20%~30%的增长率,估计未来5年,台湾低速走丝电火花线切割机的年产量能达2000台,可占世界市场的25%以上。低速走丝电火花线切割机的技术含量高、市场前景好,可以获得较高的回报,是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。也可以说,谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术,谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。为了抢占中国市场,日本、瑞士、台湾的电加工机床制造企业在中国大陆设厂生产这类机床。我国的科技工作者在科技部专项基金的支持下,投入了较大的研发力量,已完成新一代低速走丝电火花线切割机的研发,取得了重大突破,目前已拥有了具有自主知识产权的产品,并占领了一定的市场份额,其性能指标可达中档机水平。目前还有一些国内企业则希望通过与台湾相关企业的合作,来发展低速走丝电火花线切割加工技术。
与单向低速走丝电火花线切割机床相比,往复高速走丝电火花线切割机床在平均生产率、切割精度及表面粗糙度等关键技术指标上还存在较大差距。针对这些差距,本世纪初,国内有数家高速往复走丝电火花线切割机生产企业实现了在高速走丝机上的多次切割加工(该类机床被俗称为“中走丝” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining)。所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,其走丝原理是在粗加工时采用8-12m/s高速走丝,精加工时采用1-3m/s低速走丝,这样工作相对平稳、抖动小,并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,使加工质量也相对提高,加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说,用户所说的“中走丝”,实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术,并实现了无条纹切割和多次切割。经过几年的发展,国内几乎所有生产高速走丝电火花线切割机床的厂家都在生产及销售中走丝,但最终表明不是所有的往复走丝电火花线切割机都能进行多次切割,或者说不是所有的往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后都能获得好的工艺效果。多次切割是一项综合性的技术,它涉及到机床的数控精度、脉冲电源、工艺数据库、走丝系统、工作液及大量的工艺问题,并不是简单地在高速走丝机上加上一套运丝变频调速系统即可实现的,只有那些制造精度高,并在诸方面创造了多次切割条件的往复走丝电火花线切割机才能进行多次切割和无条纹切割,并获得显著的工艺效果。因此我们的生产企业必须充分注意到这个问题,一定要按系统工程来做,真正把这一技术用好,把这一产品做好。如目前已有一些企业为进一步提高机床本体精度,X、Y坐标工作台采用了直流或交流伺服电机作驱动单元直接驱动滚珠丝杠,同时采用了带螺距补偿功能的全闭环控制,可以利用数控系统对机床的定位精度误差进行补偿和修正。在保证精度的前提下,减小因长期使用而导致的加工精度下降,延长机床的使用寿命。运丝系统方面采用特殊(大多数采用金刚石)电极丝保持器,保持电极丝的相对稳定,减小加工过程中电极丝的张力变化。冷却系统方面改变常用的粗放冷却方式,采取多级过滤并对介电常数等关键参数加以控制,确保精加工的顺利进行。控制软件方面提供开放的加工参数数据库,可以根据材料的质地、厚度、粗糙度等条件选择对应的加工参数。相信经过我们的努力,多次切割技术将会更加完善,往复走丝电火花线切割加工技术也将得到更好的应用和发展。
往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后,虽加工质量有明显提高,但它仍然属于高速走丝电火花线切割机的范畴,切割精度和光洁度仍与低速走丝机存在较大差距,且精度和光洁度的保持性也需要进一步提高。“中走丝机”具有结构简单、造价低以及使用消耗少等特点,因此也有其生存的空间,目前执行的标准仍然是高速走丝机的相关标准,因此生产企业在对用户的宣传上要注意,一定要实事求是。
快走丝与慢走丝,是以电极丝走丝速度来区分的。
● 快走丝的丝速通常在10m/s左右,目前通四海模具五金配件切割速度一般约60平方毫米/分,最高速度有达到200多平方毫米/分的;慢走丝的走丝速度一般低于0.25m/s,它的切割速度比快走丝要高、精度要好。
● 切割工件的速度,与工艺要求有关,也与机床性能、被加工材料性质及形状等有关;若不计表面粗糙度,设平均加工速度为80平方毫米/分,则切断一个直径为50的圆棒,用快走丝约需25min。
● 快走丝机床与慢走丝机床,虽同属于电火花线切割机床,但由于走丝方式的不同,以及历史原因造成的主攻方向的不一样,使得二者有很大的区别、适应于不同的加工领域。
● 虽然慢走丝有双丝系统机床,快走丝也有可调整丝速的机床,但仍属于各自的范畴,在结构形式上两者不能在同一台机床上实现。
● 快走丝一般采用钼丝或钨丝作电极,可以反复使用直到断丝为止。而慢走丝一般采用铜丝作电极,线电极只是单向通过,不重复使用。慢走丝加工精度±1.5um,通常丝速在300平方MM/min,粗糙度Ra0.1~0.2um,直径0.03~0.1MM的细丝可一次性完成冷冲压模的凸凹模及 0.04MM的窄槽和R0.02圆角的加工,锥度已能超过30度以上的精密加工水平。加工费很贵。
● 目前快走丝线切割的加工费为0.4~0.5分/平方毫米,而慢走丝线切割的加工费是快走丝线切割的加工费的10倍,即4~5分/平方毫米。
快走丝一般使用钼丝做电极, 其电极丝作高速往复运动,一般走丝速度为8~10m/s,电极丝可重复使用,加工速度较高,但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿,使加工质量下降,所以加工精度不高。相对加工价格较低。
慢走丝一般使用铜丝做电极,其电极丝作低速单向运动,一般走丝速度低于0.2m/s,电极丝放电后不再使用,工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好,但加工速度较低。相对加工价格较高。
切态气正逐存棉计他铝不但废导电块,很快就形成深沟,而且这个深沟极容易把丝夹断,夹设班规在沟里钼丝拽都拽不出来。其原满载际另因是切铝时,会产生大量氧化铝或表面粘有氧化铝的颗粒,他们表面极硬具并有磨粒性质,以此做研磨剂许承油少使钼丝与导电块接执律剂接般触部位很快就会磨出深沟,这是靠导电块进电的快走丝线切割机共有的弊端。
采用密度更大的材质沿脚肥候民钢南做导电块,在导电块与导轮间加橡胶刮板,使用更洁净的冷却液,勤更换导电块的工作位置,使用小规么视将查容投层始社觉脉宽大间隔以减少丝的反粘,有一定效果但都不太显著,根本解决办法是改轴进电。而轴进电又会产生九介各结构和丝程电阻大的新矛盾。
好在切铝的机率总比切钢少,采用导电块的机床结构制造和操作都简单方便仍是可取的。被大多数机床生产厂所采用。