特种加工:电火花线切割加工

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电火花线切割加工是利用轴向移动的金属丝作工具电极﹐工件按所需形状和尺寸作轨迹运动切割导电材料的电火花加工﹐英文简称EDWC。
简史
. G4 K3 X3 @% \3 Z5 y; t1960年﹐苏联首先研制出靠模线切割机床。中国于1961年也研制出类似的机床。早期的线切割机床采用电气靠模控制切割轨迹。当时由于切割速度低﹐制造靠模比较困难﹐仅用于在电子工业中加工其它加工方法难以解决的窄缝等。1966年﹐中国研制成功采用乳化液和快速走丝机构的高速走丝线切割机床﹐并相继采用了数字控制和光电跟踪控制技术。此后﹐随着脉冲电源和数字控制技术的不断发展以及多次切割工艺的应用﹐大大提高了切割速度和加工精度。
加工原理
工件安装在工作台上﹐工作台通常由X 轴和Y 轴电动机驱动。工具电极(电极丝)为直径0.02～0.3毫米的金属丝﹐由走丝系统带动电极丝沿其轴向移动。走丝方式有两种﹕①高速走丝﹐速度为9～10米/秒﹐采用钼丝作电极丝﹐可循环反复使用﹔②低速走丝﹐速度小于10米/分﹐电极丝采用铜丝﹐只使用一次。脉冲电源加在工件与电极丝之间﹐一般工件接正极﹐电极丝接负极。工件与电极丝之间用喷嘴喷入工作液(乳化液﹑去离子水等)。控制系统根据预先输入的工作程序输出相应的信息﹐使工作台作相应的移动﹐工件与电极丝靠近。当两者接近到适当距离时(一般为0.01～0.04毫米)便产生火花放电﹐蚀除金属。金属被蚀除后工件与电极丝之间的距离加大﹐控制系统根据这一距离的大小和预先输入的程序﹐不断地发出进给信号﹐使加工过程持续进行。
特点和应用
, e8 |) y5 Y+ x0 P8 s$ }7 r# T电火花线切割加工除具有电火花加工的基本特点外﹐还有一些其它特点﹕
8 ?4 K' o& ]& o/ [+ z. u! A4 o①不需要制造形状复杂的工具电极﹐就能加工出以直线为母线的任何二维曲面。
: O$ [( m5 f7 S8 A4 U, v②能切割0.05毫米左右的窄缝。
③加工中并不把全部多余材料加工成为废屑﹐提高了能量和材料的利用率。
④在电极丝不循环使用的低速走丝电火花线切割加工中﹐由于电极丝不断更新﹐有利于提高加工精度和减少表面粗糙度。
( q/ @: G  [# `3 X; k⑤电火花线切割能达到的切割效率一般为20～60毫米2/分﹐最高可达300毫米2/分﹔加工精度一般为±0.01～±0.02毫米﹐最高可达±0.004毫米﹔表面粗糙度一般为R2.5～1.25微米﹐最高可达R0.63微米﹔切割厚度一般为40～60毫米﹐最厚可达600毫米。
/ O# t; u: ]8 M电火花线切割加工主要用于模具制造﹐在样板﹑凸轮﹑成形刀具﹑精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。此外﹐在试制电机﹑电器等产品时﹐可直接用线切割加工某些零件﹐省去制造冲压模具的时间﹐缩短试制周期。
文章关键词： 电火花线切割