線切割加工

電火花線切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,簡稱WEDM),有時又稱線切割。其基本工作原理是利用連續移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極,對工件進行脈衝火花放電蝕除金屬、切割成型。

簡史

1960年,蘇聯首先研製出靠模線切割工具機。中國於1961年也研製出類似的工具機。早期的線切割工具機採用電氣靠模控制切割軌跡。當時由於切割速度低,製造靠模比較困難,僅用於在電子工業中加工其他加工方法難以解決的窄縫等。1966年,中國研製成功採用乳化液和快速走絲機構的高速走絲線切割工具機,並相繼採用了數字控制和光電跟蹤控制技術。此後,隨著脈衝電源和數字控制技術的不斷發展以及多次切割工藝的套用,大大提高了切割速度和加工精度。

加工原理

工件安裝在工作檯上,工作檯通常由X軸和Y軸電動機驅動(見圖)。工具電極(電極絲)為直徑0.02~加工原理0.3毫米的金屬絲,由走絲系統帶動電極絲沿其軸向移動。走絲方式有兩種:①高速走絲,速度為9~10米/秒,採用鉬絲作電極絲,可循環反覆使用;②低速走絲,速度小於10米/分,電極絲採用銅絲,只使用一次。脈衝電源加在工件與電極絲之間,一般工件接正極,電極絲接負極。工件與電極絲之間用噴嘴噴入工作液(乳化液、去離子水等)。控制系統根據預先輸入的工作程式輸出相應的信息,使工作檯作相應的移動,工件與電極絲靠近。當兩者接近到適當距離時(一般為0.01~0.04毫米)便產生火花放電,蝕除金屬。金屬被蝕除後工件與電極絲之間的距離加大,控制系統根據這一距離的大小和預先輸入的程式,不斷地發出進給信號,使加工過程持續進行。

特點及套用

電火花線切割加工除具有電火花加工的基本特點外,還有一些其他特點:①不需要製造形狀複雜的工具電極,就能加工出以直線為母線的任何二維曲面。②能切割0.05毫米左右的窄縫。③加工中並不把全部多餘材料加工成為廢屑,提高了能量和材料的利用率。④在電極絲不循環使用的低速走絲電火花線切割加工中,由於電極絲不斷更新,有利於提高加工精度和減少表面粗糙度。⑤電火花線切割能達到的切割效率一般為20~60毫米2/分,最高可達300毫米2/分;加工精度一般為±0.01~±0.02毫米,最高可達±0.004毫米;表面粗糙度一般為Rα2.5~1.25微米,最高可達Rα0.63微米;切割厚度一般為40~60毫米,最厚可達600毫米。
電火花線切割加工主要用於模具製造,在樣板、凸輪、成形刀具、精密細小零件和特殊材料的加工中也得到日益廣泛的套用。此外,在試製電機、電器等產品時,可直接用線切割加工某些零件,省去製造衝壓模具的時間,縮短試製周期。

工作環境

1.滿足線切割工具機所要求的空間尺寸
2.選擇能承受工具機重量的場所
3.選擇沒有振動和衝擊傳入的場所。
線切割放電工具機是高精度加工設備,如果所放置的地方有振動和衝擊,將會對機台造成嚴重的損傷,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.選擇沒有粉塵的場所,避免流眾多的通道旁邊
(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,計算機所使用的磁碟對空氣中灰塵的要求相當嚴格的,當磁碟內有灰塵進入時,磁碟就會被損壞,同時也損壞硬碟
(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,機台防塵網要經常清潔。
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恆定的溫度下進行,一般為室溫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.選擇禁止屋: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,以便操作者和工具機能在最好的環境下工作.

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