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                  慢絲加工

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                  慢走絲加工

                  發布時間:2020-10-20人氣:6

                  慢走絲,也叫低速走絲,是利用連續移動的細金屬絲(稱為電極絲,一般為銅絲)作電極,對工件進行脈沖火花放電,產生6000度以上高溫,蝕除金屬、切割成工件的一種數控加工機床。慢走絲加工原理是在線電極與工件之間存在的有縫間隙,持續放電去除金屬的現象。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??蛇_到Ra=0.8μm及以上,且慢走絲線切割機的圓度誤差、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,慢走絲線切割機得到了廣泛應用。除了早期的中小型企業,在諸如航空,汽車,醫療等大型企業的加工工廠內也極為常見。

                  慢走絲加工技術主要有以下3個優點

                  大大提高了加工效率

                  當前先進的慢走絲加工機床的較高加工效率可達500㎜2/min。較大厚度工件的加工效率有實際意義的技術提升,如切割300 ㎜厚的工件時,加工效率可達170㎜2/min。對于厚度變化工件的加工,通過自動檢測加工件的厚度,自動調整加工參數,防止斷絲,達到該狀態的較高加工效率。

                  另外,先進慢走絲加工機床推出的快速自動穿絲技術,自動穿絲時間<15 s提高了加工操作的效率;推出的雙絲自動交換技術,能采用0.20~0.02 ㎜的電極絲自動進行雙絲切換加工。采用粗絲進行靠前次切割,一般絲徑為0.25 ㎜,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 ㎜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。

                  表面質量大大提高

                  先進的慢走絲加工機床采用平均電壓為零的無防電解脈沖電源,電解的破壞已降到較低程度。此外,由于脈沖電源的改進,普遍采用高峰值,窄脈寬(微秒級),材料大多數為氣相拋出,帶走了大量的熱,工件表面溫度就上不去,開裂的現象大為減少;不僅加工效率高,而且使表面質量大大提高。采用無電解電源進行電火花線切割加工,可使表面變質層控制在2μm以下。切割的硬質合金沖模刃口的耐磨性和磨削沒有什么不同,甚至優于機械磨削加工,越來越多的零件加工“以割代磨”。

                  工作原理

                  慢走絲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、切割成型的一種加工機床。慢走絲加工時在線電極與工件之間存在的疏松接觸式輕壓放電現象。當柔性電極絲與工件接近到通常認為的放電間隙(例如8~10μm)時,并不發生火花放電,甚至當電極絲已接觸到工件,從顯微鏡中已看不到間隙時,也常??床坏交鸹?,只有當工件將電極絲頂彎并偏移一定距離(幾微米到幾十微米)時才發生正常的火花放電。此時線電極每進給1μm,放電間隙并不減少1μm,而是電極絲增加一點線間張力,工件則增加一點側向壓力,顯然,只有電極絲和工件之間保持一定的輕微接觸壓力后才能形成火花放電。據此認為在電極絲和工件之間存在著某種電化學產生的絕緣薄膜介質。

                  加工特點

                  表面質量

                  (1)納秒級大峰值電流脈沖電源技術

                  電火花加工時金屬的蝕除分熔化和氣化兩種。寬脈寬作用時間長,容易造成熔化加工,使工件表面形貌變差,變質層增厚,內應力加大,易產生裂紋。而脈寬小到一定值時,作用時間極短,形成氣化加工,可以減小變質層厚度,改善表面質量,減小內應力,避免裂紋產生。

                  先進的低速走絲電火花線切割機采用的脈沖電源其脈寬僅幾十ns,峰值電流在1 000 A以上,形成氣化蝕除,不僅加工效率高,而且使表面質量大大提高。

                  (2)防電解(BS)脈沖電源

                  低速走絲電火花線切割加工采用水質工作液。水有一定的導電性,即使經過去離子處理,降低電導率,但還有一定的離子數量。當工件接正極,在電場作用下,OH-離子會在工件上不斷聚集,造成鐵、鋁、銅、鋅、鈦、鎢的氧化和腐蝕,并使硬質合金材料中的結合劑—鈷成離子狀態溶解在水中,形成工件表面的“軟化層”。曾采用提高電阻率的措施(由幾十千歐?厘米提高到幾百千歐?厘米),盡可能降低離子濃度,雖對改善表面質量起了一定的作用,但還是不能有效地徹底解決“軟化層”的問題。

                  防電解電源是解決工件“軟化層”的有效技術手段。防電解電源采用交變脈沖,平均電壓為零,使在工作液中的OH-離子電極絲與工件之間處于振蕩狀態,不趨向工件和電極絲,防止工件材料的氧化。

                  采用防電解電源進行電火花線切割加工,可使表面變質層控制在1μm以下,避免硬質合金材料中鈷的析出溶解,保證硬質合金模具的壽命。


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