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中走絲線切割機床的切割機床介紹

中走絲電火花線切割機(Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining簡寫MS-WEDM),屬往復高速走絲電火花線切割機床範疇,是在高速往復走絲電火花線切割機上實現多次切割功能,被俗稱為“中走絲線切割”。中走絲技術在這裏指出,所謂“中走絲”並非指走絲速度介於高速與低速之間,而是復合走絲線切割機床,即走絲原理是在粗加工時采用高速(8-12m/s)走絲,精加工時采用低速(1-3m/s)走絲,這樣工作相對平穩、抖動小,並通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差,使加工質量也相對提高,加工質量可介於高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說,用戶所說的“中走絲”,實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒了壹些低速走絲機的加工工藝技術,並實現了無條紋切割和多次切割。中走絲技術在實踐中得出,在多次切割中第壹次切割任務主要是高速穩定切割,可選用高峰值電流,較長脈寬的規準進行大電流切割,以獲得較高的切割速度。第二次切割的任務是精修,保證加工尺寸精度 。可選用中等規準,使第二次切割後的粗糙度Ra在1.4~1.7μm之間。 為了達到精修的目的,通常采用低速走絲方式,走絲速度為1~3m/s,並對跟蹤進給速度限止在壹定範圍內,以消除往返切割條紋,並獲得所需的加工尺寸精度。 第三次、第四次或更多次切割(目前中走絲控制軟件最多可以實現七次切割)的任務是拋磨修光 ,可用最小脈寬(目前最小可以分頻到1μs)進行修光,而峰值電流隨加工表面質量要求而異,實際上精修過程是壹種電火花磨削,加工量甚微,不會改變工件的尺寸大小。走絲方式則像第二次切割那樣采用低速走絲限速進給即可。中走絲技術在加工過程中,多次切割還需註意變形處理,因為工件在線切割加工時,隨著原有內應力的作用及火花放電所產生的加工熱應力的影響,將產生不定向、無規則的變形,使後面的切割吃刀量厚薄不均,影響了加工質量和加工精度。因此需根據不同材料預留不同加工余量,以使工件充分釋放內應力及完全扭轉變形,在後面多次切割中能夠有足夠余量進行精割加工,這樣可使工件最後尺寸得到保證。 在日常生活中,我們常常聽說中走絲、慢走絲、快走絲,對於業內人來說,可能是非常的簡單,但是對於業外人來說,不知道三者之間到底應如何區分?本文簡單介紹壹下,三者的區別。如要更細了解請查找更多的相關的資料。

首先,中走絲、慢走絲、快走絲都是指的電火花線切割機床。電火花線切割機(Wire cut Electrical Discharge Machining簡稱WEDM),屬電加工範疇,是由前蘇聯拉紮林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現象和原因時,發現電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉,從而開創和發明了電火花加工方法。電火花線切割機按走絲速度可分為高速往復走絲電火花線切割機(Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗稱“快走絲”)、低速單向走絲電火花線切割機(Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗稱“慢走絲”)和立式自旋轉電火花線切割機(Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire)三類。又可按工作臺形式分成單立柱十字工作臺型和雙立柱型(俗稱龍門型)。

快走絲是指鉬絲來回走動,這樣比較節約鉬絲,但是精度低,壹般國產線切割機使用。

中走絲也是電火花線切割機床的壹種,工作原理是利用連續移動的鉬絲(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。其走絲速度及工件質量介於快走絲和慢走絲之間所以叫做中走絲,準確的說:中走絲是快走絲的升級產品,所以也可以叫:能多次切割的快走絲,所以它的加工速度接近於慢走絲,而加工的質量也趨於慢走絲。走絲速度在1~12m/s之間,可以根據需要進行調節。

慢走絲線切割DK7632慢走絲是電火花線切割的壹種英文簡寫是(WEDM-LS)是利用連續移動的細金屬絲(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。它主要用於加工各種形狀復雜和精密細小的工件,根據電極絲的運行速度不同,電火花線切割機床通常分為兩類:壹類是慢走絲(也叫低速走絲電火花線切割機床)電極絲作低速單向運動,壹般走絲速度低於0.2m/s,精度達0.001mm級,表面質量也接近磨削水平。電極絲放電後不再使用,工作平穩、均勻、抖動小、加工質量較好。而且采用先進的電源技術,實現了高速加工,最大生產率可達220mm2/min。

1、中走絲線切割的特點

高速走絲與低速走絲(或快走絲和慢走絲)的提法,是用電極絲的走絲速度來區分的。而中走絲,雖然其走絲速度介於二者之間,但它描述的重點,並不是走絲速度,僅僅是參照了以前的名詞,形象化地把這種——在高速走絲基礎上發展起來的,加工效果向低速走絲靠攏的——新型機床,稱為了中走絲;且又與俗稱(以前的名詞)快走絲、慢走絲相對應。

事實上,在現行有效的“特種加工行業”標準中,已經不以走絲速度來劃分線切割機床類型,而是分為了“單向走絲型”和“往復走絲型”兩類。例如,GB/T 7925-2005 電火花線切割機(往復走絲型) 參數。

這樣,快走絲和中走絲,都屬於往復走絲型線切割。而在平常的敘述中,仍不妨以快走絲和中走絲相區別。現在,來看中走絲線切割的特點。

1)可實現多次切割 中走絲與快走絲的顯著區別,是可實現多次切割。多次切割的目的,是為了提高表面質量,滿足加工工件的需要,從而擴大適應範圍。例如,中走絲機床,在三次切割後,表面粗糙度達Ra≤1.2μm.

多次切割對機床的機械精度、重復定位精度、運絲系統的穩定性、脈沖電源的性能、工作液的電導率以及多次切割的工藝數據庫等的要求遠遠高於普通HSWEDM機床的要求。

(2)脈沖電源有所突破 為實現多次切割而又保證加工效率,必須提高在粗加工時的切割速度,這需要脈沖電源的密切配合。

為此,根據電力電子技術的發展,將脈沖電源進行了改進,並取消了限流電阻(限流電阻。這樣壹來,既提高了脈沖電源性能,又節約了能源。

當前,中走絲脈沖電源的最大切割速度接近200mm2/min,多次切割(例如三次)的平均速度,可達60-80mm2/min左右;而且,獲得了極低電極絲損耗的效果。因此,有的被號稱為智能化高頻脈沖電源。

(3)控制系統 中走絲線切割多采用工業PC機構成壹體化的編程控制系統,結合工藝數據庫,系統能提供最佳加工條件,以達到高速加工、保證質量、簡化操作的目的。

例如,用戶在輸入加工條件(材料、厚度等)、工藝參數(表面粗糙度等)後,系統就可給出合適的電規準(脈沖寬度、脈沖間隔、空載電壓、加工電壓、加工電流等),以及伺服進給速度、電極絲運絲速度等進行各次加工,並在加工中作出適當反應。

所以,控制系統需要脈沖電源、機床電氣系統的密切配合,也有把這類型機床稱為“智能化多速走絲線切割機床”的。

(4)機床電路 為滿足各次切割的不同要求,電極絲運絲速度要求可進行調節,采用交流變頻調速是常用的方式。

如此壹來,可采用電子邏輯電路代替繼電器控制電路,同時也方便了與控制系統接口,便於對運絲速度的控制。

采用變頻調速後,也減緩了運絲電機的換向沖擊,有利於保持電極絲的穩定。

(5)機床機械精度的提高及其他 為保證多次切割的效果,機床必須有較高的重復定位精度,這對床身、導軌等都有壹定的要求。

采取的措施包括:設計合適的結構、選用合適的材料、使用直線導軌,以及進給系統采用無間隙齒輪副或電機直拖消間隙等,以此來保持機床的精度和耐用性。

在電極絲的穩定性方面,也同樣采取了各種各樣的措施。

另外,開發了新的工作液,新的過濾系統,以滿足加工和環保要求。

2、快走絲線切割與中走絲線切割

把傳統的“快走絲線切割”稱為了“普通高速走絲線切割”,以區別於以後出現的新型機床——就目前來說,“中走絲”就是這樣的新型機床。

(1)快走絲(普通高速走絲線切割機床)仍會有較大的擁有量

中走絲是近年發展起來的新型機種;之前,快走絲已經歷了壹個年產銷數萬臺的鼎盛時期,這大量的機床仍將繼續使用。並且,由於快走絲技術成熟,價格低廉,以及高效大厚度加工的優勢,所以仍將占有相當大的市場份額。

即使計算到使用日久而退出的機床,和采用中走絲技術改造的少量機床,快走絲的絕對數量,仍將是壹個可觀的數字。考慮到機床較長的使用壽命,所以在相當長的時間內,快走絲數量仍占有絕對優勢。

(2)快走絲與中走絲將長期***存

目前,中走絲線切割有較強的推廣力度,也有較好的發展勢頭。它“在加工壹些厚度不大的工件方面已有實用的價值,但若加工的工件厚度較大,實現可靠加工就較為困難。

由於中走絲秉承了快走絲性價比高的優點,又有加工質量好的優勢,雖然加工效果越好的機床價格越高,但仍然會被壹些有需要的用戶接受。結合上面的論述,可知快走絲與中走絲將長期***存。

並且,隨著中走絲技術的完善,在電氣控制方面,部分快走絲將有向中走絲融合的趨勢,保持性價比優勢的快走絲機床或者大眾化機床,將借鑒中走絲的可用技術,從而提高性能。 中走絲線切割機床的工作環境的壹些相關註意的事項

1.選擇沒有粉塵的場所,避免留眾多的通道在線切割的旁邊;

(1) 線切割放電機器之本身特性,其空氣中有灰塵存在,將會使機器的絲桿受到嚴重磨損,從而影響使用壽命;

(2) 線切割放電機器屬於計算機控制,計算機所使用的磁盤對空氣中灰塵的要求相當嚴格的,當磁盤內有灰塵進入時,磁盤就會被損壞,同時也損壞硬盤;

(3) 線切割放電機本身發出大量熱,所以電器櫃內需要經常換氣,若空氣中灰塵太多,則會在換氣過程中附積到各個電器組件上,造成電器組件散熱不良,從而導致電路板被燒壞掉。因此,機臺防塵網要經常清潔。

2.選擇能承受機床重量的場所;

3.選擇沒有振動和沖擊傳入的場所,線切割放電機床是高精度加工設備,如果所放置的地方有振動和沖擊,將會對機臺造成嚴重的損傷,從而嚴重影響其加工精度,縮短其使用壽命,甚至導致機器報廢。

4.滿足線切割機床所要求的空間尺寸;

5.選擇溫度變化小的場所,避免陽光通過窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方

(1)高精密零件加工之產品需要在恒定的溫度下進行,壹般為室溫20C;

(2)由於線切割放電機器本身工作時產生相當大的熱量,如果溫度變化太大則會對機器使用壽命造成嚴重影響。

6.選擇屏蔽屋:因線切割放電加工過程屬於電弧放電過程,在電弧放電過程中會產生強烈的電磁波,從而對人體健康造成傷害,同時會影響到周圍的環境.

7.選擇通風條件好,寬敞的廠房,以便操作者和機床能在最好的環境下工作。

線切割的其它註意事項:

1. 鉬絲與工件的被加工表面之間必須保持壹定間隙,間隙的寬度由工作電壓 、加工量等加工條件而定。

2. 電火花線切割機床加工時,必須在有壹定絕緣性能的液體介質中進行,如煤油、皂化油、去離子水等,要求較高絕緣性是為了利於產生脈沖性的火花放電,液體介質還有排除間隙內電蝕產物和冷卻電極作用。鉬絲和工件被加工表面之間保持壹定間隙,如果間隙過大,兩極間電壓不能擊穿極間介質,則不能產生電火花放電;如果間隙過小,則容易形成短路連接,也不能產生電火花放電。

3. 必須采用脈沖電源,即火花放電必須是脈沖性、間歇性,上圖中ti為脈沖寬度、to為脈沖間隔、tp為脈沖周期。在脈沖間隔 內,使間隙介質消除電離,使下壹個脈沖能在兩極間擊穿放電。 中走絲線切割工作液的作用與註意事項:

電火花線切割穩定切割的前提首先必須保證在切割過程中不斷絲。而斷絲機率主要隨著放電能量和切割厚度的增加而加大,即與電極絲在放電通道內所受到的離子轟擊、冷卻狀態及停留時間密切相關。切割的效率和表面粗糙度也與極間冷卻與消電離並恢復絕緣狀態有關。當采用含有機械油5%左右的乳化液作為工作介質時,切割完畢後觀察切割工件表面有兩個現象:首先切割完畢的試件是粘附在基體上的,壹般需要用力甚至敲擊才可以使其與基體脫離;其次切割完畢的試件表面覆蓋著膠粘的甚至是粉末狀的蝕除產物,需用煤油才能清洗幹凈。這主要是伴隨著放電通道內10000°C以上的高溫,工作介質將分解生成大量的高分子化合物並與金屬蝕除產物反應生成膠體狀或顆粒狀物質。這些物質將粘附在切縫內,並主要在切縫出口部位堆積,嚴重影響電蝕產物的排除,並使新鮮的工作介質進入切縫十分困難。由於兩極間不能保證存在不斷更新的工作介質,這樣將直接影響正常放電的延續甚至是在混有大量膠體物質的間隙內進行的放電甚至產生電弧放電,從而使工件和電極絲表面得不到及時冷卻,絕緣狀態不正常,造成正常放電比例降低,切割速度降低,工件表面燒傷,換向條紋嚴重並使得加工質量惡化,同時損傷電極絲,嚴重時引起燒絲。因此選用乳化液作為工作介質對於極間通道內冷卻狀態的改善、消電離並恢復絕緣狀態均有較大的影響,並且工件愈高,運絲速度愈慢,電極絲在加工區域停留時間將愈長,斷絲的機率自然就會增加。而乳化液在放電通道內分解成膠體或顆粒狀物質是壹種必然的現象,所以使用乳化液作為工作介質必然大大限制切割工藝指標的提高。極間冷卻狀態的惡化其最直接的結果將導致WEDM-HS必須以十分保守的放電能量換取不斷絲的加工情況。

純凈水基工作液的優缺點:

中走絲線切割機床由於純水基工作液導電率較高,所以在切割過程中具有較強的電解作用,雖然切割出的工件表面十分均勻,但工件表面因為電解作用將導致色澤較暗,這種現象在多次切割時體現的更加明顯;

1.純水基工作液因為沒有油性成分,所以壹旦揮發後其切割的蝕除產物就粘接在工作臺上和導輪周圍,清理困難,嚴重時甚至會將導輪抱死,壹旦運絲後電極絲與導輪將產生滑動摩擦導致導輪精度喪失而報廢;

2.水基工作液因為具有較強的堿性,長期使用會使得機床油漆面起泡和褪色;

3.水基工作液必須嚴格控制稀釋比例,否則極易銹蝕機床和工件;

4.水基工作液揮發性較強,同時由於組分的問題,壹般在切割過程中都會散發出壹些異味。

目前市面上有線切割專用乳化液、固體乳化皂、復合工作液等,選擇好的工作液對加工的質量起到相當大的做用。 1.機床主體:床身、絲架、走絲機構、X—Y數控工作臺

2.工作液系統

3. 高頻電源:產生高頻矩形脈沖,脈沖信號的幅值、脈沖寬度可以根據不同工作狀況調節。

4. 數控和伺服系統 1.廣泛應用於加工各種沖模。

2.可以加工微細異形孔、窄縫和復雜形狀的工件

3.加工樣板和成型刀具。

4.加工粉末冶金模、鑲拼型腔模、拉絲模、波紋板成型模

5.加工硬質材料、切割薄片,切割貴重金屬材料。

6.加工凸輪,特殊的齒輪。

7.適合於小批量、多品種零件的加工,減少模具制作費用,縮短生產周期