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电火花线切割加工的原理、特点及应用范围

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-14为电火花线切割加工及装置的示意图。图2-15线切割加工模具图2-16线切割加工零件

电火花线切割加工的原理、特点及应用范围

1.数控电火花线切割加工原理

电火花线切割加工是在电火花加工基础上于20世纪50年代末最早在苏联发展起来的一种新的工艺形式,是用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割,故称为电火花线切割,简称线切割。线切割已获得广泛的应用,目前国内外的线切割机床已占电加工机床的60%以上。

图2-14为电火花线切割加工及装置的示意图。利用细钼丝或铜丝4作工具电极进行切割,储丝筒7使钼丝作正反向交替移动,加工能源由脉冲电源3供给。在电极丝和工件之间浇注工作液介质,工作台水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序,根据火花间隙状态作伺服进给移动,从而合成各种曲线轨迹,把工件切割成形。

图2-14 电火花线切割原理

1—绝缘底板;2—工件;3—脉冲电源;4—钼丝;5—导向轮;6—支架;7—储丝筒

根据电极丝的运行速度,电火花线切割机床通常分为两大类:一类是快走丝电火花线切割机床(WEDM—HS)。这类机床的电极丝作高速往复运动,一般走丝速度为8~10 m/s。这是我国生产和使用的主要机种,也是我国独有的电火花线切割加工模式;另一类是慢走丝电火花线切割机床(WEDM—LS)。这类机床的电极丝作低速单向运动,一般走丝速度低于0.2 m/s,这是国外生产和使用的主要机种。

此外,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。

2.线切割加工的特点

与电火花成形加工相比,电火花线切割加工有如下特点。

1)由于工具电极是直径较小的细丝,省掉了成形工具电极的制作,靠数控技术实现复杂的切割轨迹,缩短了生产准备时间,加工周期短。

2)脉冲电源的加工电流较小,脉冲宽度较窄,属中、精加工范畴,所以只采用正极性加工,工件与脉冲电源的正极相接。

3)采用水或水基工作液,不会引燃起火,容易实现安全无人运转。

4)线切割电极丝比较细,切缝很窄,可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。且只对工件材料进行“套料”加工,实际金属去除量很少,材料的利用率很高。(www.xing528.com)

5)因工具电极是运动的长金属丝,故可加工很小的窄缝或人工缺陷。当切割的周长不大时,单位长度的电极丝损耗很小,对加工精度的影响也很小。而慢走丝线切割由于电极丝只是一次性使用,所以电极丝的损耗对加工精度无影响。但是,电极丝自身的尺寸精度对快、慢走丝线切割机床的加工精度均有直接的影响。

3.线切割加工的应用范围

线切割加工为新产品试制、精密零件及模具制造开辟了一条新的工艺途径,主要应用于以下几个方面。

(1)加工模具

适用于各种形状的冲模,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,模具配合间隙、加工精度通常都能达到要求。此外,还可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等通常带锥度的模具。如图2-15所示为利用线切割加工模具上的方孔。

(2)加工电火花成形加工用的电极

一般穿孔加工的电极以及带锥度型腔加工的电极。对于铜钨、银钨合金之类的材料,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。

(3)加工零件

在试制新产品时,用线切割在板料上直接割出零件,例如切割特殊微电机硅钢片定转子铁心。由于不需另行制造模具,可大大缩短制造周期、降低成本,如图2-16所示。另外修改设计、变更加工程序比较方便,加工薄件时还可多片叠在一起加工。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、凸轮、样板、成形刀具。同时还可进行微细加工,异形槽和标准缺陷的加工等。

图2-15 线切割加工模具

图2-16 线切割加工零件

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