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第二节 电火花线切割加工

● 按加工特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型 与锥度切割型等
● 按走丝速度可分为慢走丝方式(低于0.2m/s)和快走 丝方式( 8~10m/s)两种
2、线切割加工的特点
(1)与电火花成形加工相似的特点
● 放电电压、电流波形相似;单个脉冲也有多种放电 状态 ● 加工机理、生产率、表面粗糙度相似; ● 材料的可加工性相似;
(3) 加工零件
在试制新产品时,用线切割在坯料上直接割出零件,由于不需另 行制造模具,可大大缩短制造周期、降低成本。另外修改设计、 变更加工程序比较方便。在零件制造方面,可用于加工品种多、 数量少的零件,特殊难加工材料的零件、材料试验样件、各种型 孔、特殊齿轮凸轮、样板、成型刀具。同时还可进行微细加工,
特点:小脉冲宽度(2~60μs),低平均电流(1~5A),正极性加工。 原因:受加工表面粗糙度及电极丝允许通过电流制约, 单个 脉冲能量不能大,平均电流一般比较小。 电源的种类: ➢ 晶体管矩形波脉冲电源; ➢ 高频分组脉冲电源; ➢ 并联电容型脉冲电源; ➢ 低损耗电源。
3、工作液循环系统
对工作液的基本要求:
电火花数控线切割加工的过程中主要包含下列三部 分内容:
● 电极丝与工件之间的脉冲放电。 ● 电极丝沿其轴向(垂直或Z方向)作走丝运动。 ● 工件相对于电极丝在X、Y平面内作数控运动。
电火花线切割加工的分类:
● 按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数 字程序控制及微机控制等
● 按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电 源及自适应控制电源等
➢具有一定的绝缘性能; ➢ 具有较好的洗涤性能; ➢ 具有良好的冷却性能; ➢ 对环境无污染,对人体无危 害,使用及配置方便等。 常用工作液种类:
(2)—圆柱滚轮 可使线电极从线轴平行地输出,且使张力维持稳定 ;
(3)—导向孔模块 可使电极丝在张紧轮上正确地进行导向 (5)—张紧轮 在电极丝上施加必要的张力 (6)—压紧轮 防止电极丝张力变动的辅助轮 (7)—毛毡 去除附着在电极丝上的渣滓 (8)—断丝检测器 检查电极丝送进是否正常,若不正常送 进,则发
3、电火花线切割加工的应用范围
线切割加工为新产品试制、精密零件加工及模具制造开辟了一条 新的工艺途径,主要适用于以下几个方面。
(1) 加工模具
适用于加工各种形状的冲模。调整不同的间隙补偿量,只需一次 编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等。
(2) 加工电火花成形加工用的电极
一般穿孔加工用的电极以及带锥度型腔加工用的电极,以及铜钨 银钨合金之类的电极材料,用线切割加工特别经济,同时也适用 于加工微细复杂形状的电极。
第二章 电火花线切割加工
Wire Cut EDM
电火花线切割加工是一种直接利用电能和热能进行加 工的工艺方法,此法用一根移动着的导线(电极丝)作为工 具电极对工件进行切割,故称线切割加工。线切割加工中 工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的。所以,又 称为数控线切割加工或简称线切割加工(Wire Cut EDM, WEDM)
异形槽和人工标准缺陷的窄缝加工等。
二、电火花线切割加工设备
电火花线切割加工设备:
机床本体 脉冲电源 控制系统 供液系统 机床附件
机床本体
包括床身、坐标工作台、走丝机构(高速往复式;低速单向 式)、丝架、锥度切割装置(偏移式丝架、双坐标联动装置)、 工作液箱、附件和夹具。 1、床身 2、工作台 用于安装并带动工件在水平面内作X、Y两个方向的 移动。工作台分上下两层,分别与x、Y向丝杠相连,由两个步进 电机分别驱动。步进电机每接收到计算机发出的一个脉冲信号, 其输出铀就旋转一步距角.再通过一对变速齿轮带动丝杠转 动.从而使工作台在相应的方向上移动0.001mm。一般都采用 “十”字滑板、滚珠导轨,传动丝杠和螺母之间必须消除间隙, 以保证滑板的运动精度和灵敏度。
3、运丝机构
电动机通过联轴节带动储丝筒交替作正、反向转动, 铜丝整齐地排列在储丝筒上,并经过丝架导轮作往复高速 移动。储丝筒轴向往复运动的换向及行程长短由无触点接 近开关及其撞杆控制。慢走丝线切割机床的电极丝在加工 中是单方向运动(即电极丝是一次性使用)的。在走丝过程 中,电极丝由储丝筒出丝,由电极丝输送轮收丝。慢走丝 系统一般由以下几部分组成:储丝筒、导丝机构、导向器 、张紧轮、压紧轮、圆柱滚轮、断丝检测器、电极丝输送 轮、其他辅助件(如毛毡、毛刷)等。
(2) 与电火花成形加工不同之处
● 脉冲宽度、平均电流不能太大,属中、精正极性电火花 加工;
● 采用水基工作液,易实现无人运转,但由于工作液电阻 率较小,存在电解效应;
● 一般不存在稳定电弧放电; ● 电极丝与工件之间存在“疏松接触式”轻压放电现象 ● 省去了成形工具电极; ● 有利于微细加工,如微细异形孔、窄缝等; ● 电极丝损耗对加工精度影响非常小。
出报警信号,提醒发生电极丝断丝等故障 (9)—毛刷 防止电极丝断丝时从轮子上脱出 4、锥度切割装置(偏移式丝架、双坐标联动装置) 5、丝架:丝架的主要功用是在电极丝按给定线速度运动时,对电
极丝起支撑作用,并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的 几何角度。
电极丝安装(快丝)
ห้องสมุดไป่ตู้极丝安装(慢丝)
2、脉冲电源
电火花线切割加工主要适用于切割淬火钢、硬质合金 等金属材料,特别适用于一般金属切削机床难以加工的细 缝槽或形状复杂的零件,在模具行业的应用尤为广泛。电 火花线切割机床占电加工机床的60%以上。
一、电火花线切割加工原理、特点及应用范围
1、线切割加工的原理
被切割的工件作为工件电极,电极丝作为工具电极。电极丝接 脉冲电源的负极,工件接脉冲电源的正极。当来一个电脉冲时,在 电极丝和工件之间可能产生一次火花放电,在放电通道的中心温度 瞬时可高达5000℃以上,高温使工件局部金属熔化,甚至有少量气 化,高温也使电极丝和工件之间的工件液部分产生气化,这些气化 后的工作液和金属蒸气迅速热膨胀,并具有爆炸的特性。靠这种热 膨胀和局部微爆炸,抛出熔化和气化了的金属材料而实现对工件材 料进行电蚀切割加工。
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