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慢走絲線切割
閱讀:779 發布時間:2014-4-25慢走絲線切割是電火花線切割的一種,x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。它主要用于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: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,表面質量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用,工作平穩、均勻、抖動小、加工質量較好。而且采用*的電源技術,實現了高速加工,zui大生產率可達350mm2/min
由于慢走絲線切割機是采取線電極連續供絲的方式,即線電極在運動過程中完成加工,因此即使線電極發生損耗,也能連續地予以補充,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,機得到了廣泛應用。
精度提高
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量的根本手段。它是設計制造技術、數控技術、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量。原來為達到高質量的表面,多次切割的次數需高達7~9次,如今只需3~4 次。
(2)拐角加工技術不斷優化完善
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拐角處理策略。如:改變走絲路徑;改變加工速度(薄板);自動調節水壓;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0.1μm當量的控制,進給無振動,無噪音,提高放電頻率,保持穩定放電,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,閉環電極絲張力控制。⑦高精度對刀:采用電壓調制對刀電源。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,各制造企業都花大力氣進行細絲切割技術的研究。世界主要電加工機的制造企業都可以采用0.02~0.03 mm的電極絲進行切割。
效率提高
加工效率明顯提高
(1)zui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,自動調整加工參數,防止斷絲,達到該狀態的zui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*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。
2 低速走絲電火花線切割機開發生產情況
市場走勢分析
低速走絲電火花線切割機的高速發展,除了與中國經濟的快速增長密不可分之外,還有其特定的因素:
(1)低速走絲電火花線切割機優異的加工性能具有不可替代性,找不到別的加工技術可以與之競爭。
(2)低速走絲電火花線切割機主要應用領域是模具和航天航空制造業。我國模具制造企業有2萬余家,模具制造業的年增長率都在20%左右,是我國GDP增長率的3倍。我國的航天航空制造業的高速發展也是有目共睹,國家的投資力度很大。
(3)在過去相當長的一段時間里,許多企業不把低速走絲電火花線切割加工作為精密模具的zui終加工手段,往往在模具型腔用低速走絲切割后,再用各種磨削的手段進行zui終加工,這主要是由于當時低速走絲電火花線切割技術在加工表面質量、加工精度等方面還不能滿足精密、長壽命模具的制造要求。但近年來,低速走絲電火花線切割加工技術發展迅速,各方面的加工性能指標都得到了明顯的改善和提高,已被越來越廣泛地作為zui終加工手段,“以割代磨”的趨勢越來越明顯。
(4)我國的高速走絲電火花線切割機據估計年產量已超過4萬臺,但由于模具制造精度及表面質量要求的不斷提高,高速走絲線切割機已不能適應精密模具的制造要求,其市場必定會讓出一塊給低速走絲電火花線切割機。