控制系统的监测控制及伺服机构的精确运动,使这种放电现象持续均匀的进行,从而使被加工物达到要求的尺寸大小及形状精度的产品。 3、电火花加工的物理原理:
为了在 2 个电极之间产生电火花,这 2 个电极之间的电压必须高于间隙击穿电压。击穿电压取决于电极和工件之间的距离和电介液的绝缘能力(水质比电阻),以及间隙的污染状况(腐蚀废物)。
电火花加工微观放电过程: (1) (2)
放电首先在电场最强的点发生,这是个复杂的过程。 自由正离子和电子在场 中积累,很快形成一个被电离通
道。在这个阶段,两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞,形成一个等离子区,并很快升高到 8000 到 12000 度 的高温,在两导体表面瞬间熔化一些材料,同时,由于电极和电介液的汽化, 形成一个气泡,并且它的压力规则上升直到非常高。
(3)
然后电流中断,温度突然 降低,引起气泡内向爆炸,产生的动力把溶化
的物质抛出弹坑,然后被腐蚀的 材料在电介液中重新凝结成小的球体,并被电介液排走。
(4)
四、线切割放电加工形成的基本条件:
1、电极丝与工件之间要有一定的距离才能形成线割放电加工,它是脉冲放电能连续进行的首要条件。
2、必须在一定的液体介质中进行,液体介质能够将电蚀产物从放电间隙中排除出来,并对铜线及工件进行冷却。
3、要有足够的脉冲放电能量,以能击穿液体加工介质的绝缘,使放电部位微观区域金属融化。
4、电极丝与工件之间必须是施以间歇式的脉冲电源,与一秒内数千次地重复施加放电能量及停止放电。
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生在电极上的腐蚀称作损耗,发生在工件上的腐蚀称作去除材料。
2.2 数控电火花线切割机床的分类
电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机(Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“快走丝”)。低速单向走丝电火花线切割机(Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“慢走丝”)和立式自旋转电火花线切割机(Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire)三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型(俗称龙门型)。
根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同,电火花线切割机床又可分为三种: 1、 靠模仿形控制。其在进行线切割加工前,预先制造出与工件形状相同的靠模,加 工时把工件毛坯和靠模同时装夹在机床工作台上,在切割过程中电极丝紧紧地贴着靠模边缘作轨迹移动,从而切割出与靠模形状和精度相同的工件来
2、光电跟踪控制。其在进行线切割加工前,先根据零件图样按一定放大比例描绘出一 张光电跟踪图,加工时将图样置于机床的光电跟踪台上,跟踪台上的光电头始终 追随墨线图形的轨迹运动,再借助于电气。机械的联动,控制机床工作台连同工 件相对电极丝做相似形的运动,从而切割出与图样形状相同的工件来。
3、数字程序控制。采用先进的数字化自动控制技术,驱动机床按照加工前根据工件 几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工,不需要制作*模样板也 无需绘制放大图,比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围, 目前国内外 95%以上的电火花线切割机床都已采用数控化。
目前我国广泛使用的线切割机床主要由快走丝和慢走丝两种,
均已经实现数控化。现就两种类型机床的主要加工特性做比较分析,如下表:
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机型 加工精度 加工效率 表面粗糙度 使用加工液 乳化液 电极 电极使用方式 快走丝 ±0。01mm 高 Ra1。25 –Ra2。5um 钼丝 重复多次使用 慢走丝 ±0。001mm 低 Ra0。3um 纯水或油 铜锌合金 一次性使用 一、“快走丝”电火花线切割机
“快走丝”电火花线切割机( WEDM-HS)的走丝速度为6~12 m/s,采用0。08-0。2mm的钼丝作为电极,电极丝属于双向往复循环运动,可重复多次使用。由于机床结构简单,价格较低,在加工较厚工件时优势明显,也是我国独有的电火花切割加工模式。
目前全国高速往复走丝线切割机床的存量已达20余万台,应用于各类中低档模具制造和特殊零件加工,成为我国数控机床中应用最广泛的机种之一。但由于往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制,故电极丝抖动大,在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用,所以会造成电极丝损耗,加工精度和表面质量不易保证。
其基本结构和加工原理如下图所示:
线切割快走丝机床的基本结构和加工原理图
1--电极丝 2--导轮3--工件 4--储丝筒 5--丝架 6--脉冲发生器
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二、“慢走丝”电火花线切割机
日本沙迪克AQ系列慢走丝线切割机
“慢走丝”线切割机床是国外生产和使用的主要机种。其走丝速度一般为12m/min左右,使用紫铜,黄铜,包芯丝(CCA,CCD)等做为线电极,其直径为∮0。03-∮0。35mm不等。加工时电极丝单向通过加工工件间隙,不重复使用,特殊可避免线电极损耗对加工精度的影响,还可进行多遍加工。加工精度和表面粗糙度都比较好,作平稳。均匀。抖动小。加工质量较好,自动化程度比较高,还能进行自动穿线剪线加工但加工速度较低。但机床价格比快速走丝机床贵几倍,对现场加工环境的要求也更为严格。因此,在国内也只有一些大型模具厂才使用这种机型。
我国在应用慢走丝线切割机起步较晚,但近10多年来通过中外合资引进等各种渠道,使得这方面发展较迅速。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”。目前我国
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使用慢走丝线切割机型号主要有:日本沙迪克(SODICK)。台湾庆鸿(CHMER)等。
2、3 数控电火花线切割加工工艺及加工特性
由于数控电火花线切割加工技术在经过近几十年来的发展与创新,已经属于一个独立的工序。因此在应用到线切割工艺的一些企业,对于线切割这道工序都有固定的工艺规程。因其加工独特性,不同于平常的常规机械加工方法,因此有必要对加工工艺和加工特性进行说明。
一、数控电火花线切割加工工艺分析
一般制定线切割加工工艺规程的安排要符合以下原则:
保证以最低的生产成本和最高的生产效率可靠的加工出符合设计蓝图需求的产品,因此,制定工艺规程应以本公司或部门实际情况为依据,充分利用现有的机台设备,尽可能采用先进技术和经验。
一个合理的产品工艺制程要体现出:
1、 产品质量的可靠性。工艺制程要充分考虑和采取一切确保产品质量的必要措施全面可靠和稳定达到设计图样上所要求的精度,表面粗糙度和其他技术要求。
2、工艺技术的先进性。主要指在工厂现有条件及采用了本厂成熟的工艺制程外,尽可能饿吸收或引进适合工厂情况的国内外同行业先进工艺技术及工艺装备,以提升工艺技术水平。
3、经济性。在一定的条件下要采用人力物资和能源消耗最少的工艺方案,以获得良好的经济效益。
4、保证良好的劳动条件。制定工艺规程必须保证加工人员要有良好而安全的生产条件,尽可能地采用机械化,自动化等措施,以减轻劳动强度。
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