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精彩詞條低速走絲線切割
補充:0 瀏覽:8511 發(fā)布時間:2012-6-16
低速走絲線切割是利用連續(xù)移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極,對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件,根據(jù)電極絲的運行速度不同,電火花線切割機床通常分為兩類:一類是慢走絲(也叫低速走絲電火花線切割機床)電極絲作低速單向運動,一般走絲速度低于0.2m/s,精度達0.001mm級,表面質(zhì)量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用,工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì)量較好,而且采用先進的電源技術,實現(xiàn)了高速加工,最大生產(chǎn)率可達350mm2/min由于慢走絲線切割機是采取線電極連續(xù)供絲的方式,即線電極在運動過程中完成加工,因此即使線電極發(fā)生損耗,也能連續(xù)地予以補充,故能提高零件加工精度。慢走絲線切割機所加工的工件表面粗糙度通常可達到Ra=0.8μm及以上,且慢走絲線切割機的圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲線切割機好很多,所以在加工高精度零件時,慢走絲線切割機得到了廣泛應用。
1.1 加工表面質(zhì)量日臻完善 (1)納秒級大峰值電流脈沖電源技術 電火花加工時金屬的蝕除分熔化和氣化兩種。寬脈寬作用時間長,容易造成熔化加工,使工件表面形貌變差,變質(zhì)層增厚,內(nèi)應力加大,易產(chǎn)生裂紋。而脈寬小到一定值時,作用時間極短,形成氣化加工,可以減小變質(zhì)層厚度,改善表面質(zhì)量,減小內(nèi)應力,避免裂紋產(chǎn)生。 先進的低速走絲電火花線切割機采用的脈沖電源其脈寬僅幾十ns,峰值電流在1 000 A以上,形成氣化蝕除,不僅加工效率高,而且使表面質(zhì)量大大提高。 (2)防電解(BS)脈沖電源 低速走絲電火花線切割加工采用水質(zhì)工作液。水有一定的導電性,即使經(jīng)過去離子處理,降低電導率,但還有一定的離子數(shù)量。當工件接正極,在電場作用下,OH-離子會在工件上不斷聚集,造成鐵、鋁、銅、鋅、鈦、鎢的氧化和腐蝕,并使硬質(zhì)合金材料中的結(jié)合劑—鈷成離子狀態(tài)溶解在水中,形成工件表面的“軟化層”。曾采用提高電阻率的措施(由幾十千歐?厘米提高到幾百千歐?厘米),盡可能降低離子濃度,雖對改善表面質(zhì)量起了一定的作用,但還是不能有效地徹底解決“軟化層”的問題。 防電解電源是解決工件“軟化層”的有效技術手段。防電解電源采用交變脈沖,平均電壓為零,使在工作液中的OH-離子電極絲與工件之間處于振蕩狀態(tài),不趨向工件和電極絲,防止工件材料的氧化。 采用防電解電源進行電火花線切割加工,可使表面變質(zhì)層控制在1μm以下,避免硬質(zhì)合金材料中鈷的析出溶解,保證硬質(zhì)合金模具的壽命。 測試結(jié)果表明,防電解電源加工硬質(zhì)合金模具壽命已接近機械磨削加工,在接近磨損極限處甚至優(yōu)于機械磨削加工。 1.2 切割精度日益提高 (1)多次切割技術 多次切割技術是提高低速走絲電火花線切割加工精度及表面質(zhì)量的根本手段。它是設計制造技術、數(shù)控技術、智能化技術、脈沖電源技術、精密傳動及控制技術的科學整合。一般是通過一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面質(zhì)量。原來為達到高質(zhì)量的表面,多次切割的次數(shù)需高達7~9次,現(xiàn)在只需3~4 次。 (2)拐角加工技術不斷優(yōu)化完善 由于在切割拐角時電極絲的滯后,會造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度,研究人員采取了更多的動態(tài)拐角處理策略。如:改變走絲路徑;改變加工速度(薄板);自動調(diào)節(jié)水壓;控制加工能量等。 通過采用綜合的拐角控制策略,粗加工時角部形狀誤差減少70%,可一次切割達5靘的配合 精度。 (3)采用提高平直度的技術 高精度精加工回路都是提高平直度的技術,被認為對厚件加工意義重大。 (4)機床結(jié)構更加精密 為了保證高精度的加工,采用了許多技術措施來提高主機精度:①控制溫度。采用水溫冷卻裝置,使機床內(nèi)部溫度與水溫相同,減小了機床的熱變形。②采用直線電機。響應度高,精密定位可實現(xiàn)0.1μm當量的控制,進給無振動,無噪音,提高放電頻率,保持穩(wěn)定放電,兩次切割Ry5 μm。③采用陶瓷、聚合物人造花崗巖制件,其熱慣性比鑄鐵大25倍,降低溫度變化對切割精度的影響。④采用固定工作臺、立柱移動結(jié)構,提高工作臺承重,不受浸水加工和工件重量變化的影響。⑤采用浸入式加工,降低工件熱變形。⑥電機伺服,閉環(huán)電極絲張力控制。⑦高精度對刀:采用電壓調(diào)制對刀電源。對刀精度可達±0.005 mm,不損傷工件,不論干濕。 (5)細絲切割 為了進行小圓角、窄縫、窄槽及微細零件的微精加工,各制造企業(yè)都花大力氣進行細絲切割技術的研究。目前世界主要電加工機的制造企業(yè)都可以采用0.02~0.03 mm的電極絲進行切割。 1.3 加工效率明顯提高 (1)最高加工效率 由于ns級大峰值電流脈沖電源技術及檢測、控制、抗干擾技術的發(fā)展,低速走絲電火花線切割機的加工效率也在不斷提高。蘇州三光機床使用標準電極絲時,加工效率為 350 mm2/min。 (2)較大厚度工件的加工效率 日本三菱電機公司FA-V系列機床在切割300 mm厚的工件時,加工效率可達170 mm2/min。這是很有實際意義的技術提升。 (3)厚度變化工件的加工效率 自動檢測加工件的厚度,自動調(diào)整加工參數(shù),防止斷絲,達到該狀態(tài)的最高加工效率。 (4)雙絲自動交換技術 瑞士阿奇夏米爾公司推出的ROBOFIL 2030S1-TW機床能采用0.20~0.02 mm的電極絲自動進行雙絲切換加工。采用粗絲進行第一次切割,一般絲徑為0.25 mm,以提高加工效率,并可無芯切割;然后采用細絲進行修整,一般采用0.10 mm的細絲,切割出小圓角,并可提高精度。總體可節(jié)省30%~50%的切割時間。 (5)快速自動穿絲技術 日本牧野公司稱自動穿絲時間<15 s;日本沙迪克公司稱穿絲時間為13 s.日本三菱電機公司,當板厚為50 mm 時,穿絲時間為10 s,切絲、穿絲總時間為25 s。 其他補充 |
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