中走絲、慢走絲、快走絲線切割是怎樣區(qū)分的_第1頁
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1、中走絲、慢走絲、快走絲線切割是怎樣區(qū)分的?在日常生活中,我們常常聽說中走絲、慢走絲、快走絲,對于業(yè)內(nèi)人來說,可能是非常的簡單,但是對于業(yè)外人來說,不知道三者之間到底應如何區(qū)分?本文簡單介紹一下,三者的區(qū)別。如要更細了解請查找更多的相關的資料。首先,中走絲、慢走絲、快走絲都是指的電火花線切割機床。電火花線切割機(Wire cut Electrical Discharge Machining簡稱WEDM),屬電加工范疇,是由前蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時,發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉,從而開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法。電火花線切割機按走絲速

2、度可分為高速往復走絲電火花線切割機(Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗稱“快走絲”)、低速單向走絲電火花線切割機(Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗稱“慢走絲”)和立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire)三類。又可按工作臺形式分成單立柱十字工作臺型和雙立柱型(俗

3、稱龍門型)。快走絲是指鉬絲來回走動,這樣比較節(jié)約鉬絲,但是精度低,一般國產(chǎn)線切割機使用。中走絲也是電火花線切割機床的一種,工作原理是利用連續(xù)移動的鉬絲(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。其走絲速度及工件質(zhì)量介于快走絲和慢走絲之間所以叫做中走絲,準確的說:中走絲是快走絲的升級產(chǎn)品,所以也可以叫:能多次切割的快走絲,所以它的加工速度接近于慢走絲,而加工的質(zhì)量也趨于慢走絲。走絲速度在112m/s之間,可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。慢走絲線切割DK7632慢走絲是電火花線切割的一種英文簡寫是(WEDM-LS)是利用連續(xù)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

4、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(jù)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(zhì)量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用,工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì)量較好。而且采用先進的電源技術,實現(xiàn)了高速加工,最大生產(chǎn)率可達220mm2/min。中走絲,慢走絲,快走絲總稱線切割機床.線切割機床(Wire cut Electrical Discharge Machining簡稱WEDM),它是一種電加工機床,靠鉬絲通過電腐蝕切割金屬(特別是硬材料、行

5、狀復雜零件,同時,利用高能量密度的電火花放電燒蝕原理進行加工的。線切割機床原理(1)數(shù)控線切割機床在加工時,切割刀具(銅絲或鉬絲)和工件之間加有20KHz、150v的直流脈沖電壓。電極絲與工件之間的脈沖放電。當?shù)毒吆凸ぜg的距離足夠近時(約0.01mm),電壓擊穿冷卻切削液介質(zhì),在線切割機的切割刀具和工件靠近的全長上均勻放電,高能量密度電火花放電瞬間溫度可以達到7000或更高,高溫使被切削金屬瞬間汽化,生成金屬氧化物,熔融于切削液中,被移動中的線切割機刀具帶出加工區(qū)域。(2)電極絲沿其軸向(垂直或Z方向)作走絲運動。(3)工件相對于電極絲在X、Y平面內(nèi)作數(shù)控運動線切割機床分類(1)高速走絲電

6、火花線切割機床(WEDM-HS),其電極絲作高速往復運動,一般走絲速度為810m/s,電極絲可重復使用,加工速度較高,但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓,使加工質(zhì)量下降,是我國生產(chǎn)和使用的主要機種。(2)低速走絲電火花線切割機床(WEDM-LS),其電極絲作低速單向運動,一般走絲速度低于0.2m/s,電極絲放電后不再使用,工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì)量較好,但加工速度較低,是國外生產(chǎn)和使用的主要機種。(3)中速走絲電火花線切割機床,又叫推薦精選“中走絲線切割”。是我國獨創(chuàng)的,其原理是對工件作多次反復的切割,開頭用較快絲筒速度、較強高頻來切割,最后一刀則用較慢絲筒速度、較弱高頻電流來修光

7、,從而提高了加工光潔度。高速走絲與低速走絲(或快走絲和慢走絲)的提法,是用電極絲的走絲速度來區(qū)分的。而中走絲,雖然其走絲速度介于二者之間,但它描述的重點,并不是走絲速度,僅僅是參照了以前的名詞,形象化地把這種在高速走絲基礎上發(fā)展起來的,加工效果向低速走絲靠攏的新型機床,稱為了中走絲;且又與俗稱“快走絲”、“慢走絲”相對應。“中走絲”線切割與傳統(tǒng)的“快走絲”線切割相比,既有繼承、又有發(fā)展,下面來看看“中走絲線切割”機床的特點:(1)可實現(xiàn)多次切割 中走絲與快走絲的顯著區(qū)別,是可實現(xiàn)多次切割。多次切割的目的,是為了提高表面質(zhì)量,滿足加工工件的需要,從而擴大適應范圍。例如,中走絲機床,在三次切割后,

8、表面粗糙度達Ra1.2m。多次切割對機床的機械精度、重復定位精度、運絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性、脈沖電源的性能、工作液的電導率以及多次切割的工藝數(shù)據(jù)庫等的要求遠遠高于普通HSWEDM機床的要求。(2)脈沖電源有所突破 為實現(xiàn)多次切割而又保證加工效率,必須提高在粗加工時的切割速度,這需要脈沖電源的密切配合。為此,根據(jù)電力電子技術的發(fā)展,將脈沖電源進行了改進,并取消了限流電阻(限流電阻,參見高速走絲電火花線切割機電氣原理與維修p.79、p.145)。這樣一來,既提高了脈沖電源性能,又節(jié)約了能源。當前,中走絲脈沖電源的最大切割速度接近200mm2/min,多次切割(例如三次)的平均速度,可達60mm2/min-

9、110mm2/min左右;而且,獲得了極低電極絲損耗的效果。(3)控制系統(tǒng) 中走絲線切割多采用工業(yè)PC機構成一體化的編程控制系統(tǒng),結合工藝數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)能提供最佳加工條件,以達到高速加工、保證質(zhì)量、簡化操作的目的。例如,用戶在輸入加工條件(材料、厚度等)、工藝參數(shù)(表面粗糙度等)后,系統(tǒng)就可給出合適的電規(guī)準(脈沖寬度、脈沖間隔、空載電壓、加工電壓、加工電流等),以及伺服進給速度、電極絲運絲速度等進行各次加工,并在加工中作出適當反應。(4)機床電氣 為滿足各次切割的不同要求,電極絲運絲速度要求可進行調(diào)節(jié),采用交流變頻調(diào)速是常用的方式。如此一來,可采用電子邏輯電路代替繼電器控制電路,同時也方便了與控

10、制系統(tǒng)接口,便于對運絲速度的控制。采用變頻調(diào)速后,也減緩了運絲電機的換向沖擊,有利于保持電極絲的穩(wěn)定。(5)機床機械精度的提高及其他 為保證多次切割的效果,機床必須有較高的重復定位精度,這對床身、導軌等都有一定的要求。采取的措施包括:設計合適的結構、選用合適的材料、使用直線導軌,以及進給系統(tǒng)采用無間隙齒輪副或電機直拖消間隙等,以此來保持機床的精度和耐用性。 在電極絲的穩(wěn)定性方面,也同樣采取了各種各樣的措施。 另外,開發(fā)了新的工作液,新的過濾系統(tǒng),以滿足加工和環(huán)保要求。線切割首先,中走絲、慢走絲、快走絲都是指的電火花線切割機床。電火花線切割機(Wire cut Electrical Discha

11、rge Machining簡稱WEDM).什么是中走絲線切割,中走絲電火花線切割機(Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining簡寫MS-WEDM),屬往復高速走絲電火花線切割機床范疇,是在高速往復走絲電火花線切割機上實現(xiàn)多次切割功能,被俗稱為“中走絲線切割”。中走絲技術在這里指出,所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間,而是復合走絲線切割機床,即走絲原理是在粗加工時采用高速(8-12m/s)走絲,精加工時采用低速(1-3m/s)走絲,這樣工作相對平穩(wěn)、抖動小,并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差,使加工質(zhì)量也相對提

12、高,加工質(zhì)量可介于高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說,用戶所說的“中走絲”,實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒了一些低速走絲機的加工工藝技術,并實現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。中走絲技術在實踐中得出,在多次切割中第一次切割任務主要是高速穩(wěn)定切割,可選用高峰值電流,較長脈寬的規(guī)準進行大電流切割,以獲得較高的切割速度。第二次切割的任務是精修,保證加工尺寸精度 ??蛇x用中等規(guī)準,使第二次切割后的粗糙度Ra在1.41.7m之間。 為了達到精修的目的,通常采用低速走絲方式,走絲速度為13m/s,并對跟蹤進給速度限止在一定范圍內(nèi),以消除往返切割條紋,并獲得所需的加工尺寸精度。 第三次、第四次或更多次切割(

13、目前中走絲控制軟件最多可以實現(xiàn)七次切割)的任務是拋磨修光 ,可用最小脈寬(目前最小可以分頻到1s)進行修光,而峰值電流隨加工表面質(zhì)量要求而異,實際上精修過程是一種電火花磨削,加工量甚微,不會改變工件的尺寸大小。走絲方式則像第二次切割那樣采用低速走絲限速進給即可。中走絲技術在加工過程中,多次切割還需注意變形處理,因為工件在線切割加工時,隨著原有內(nèi)應力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應力的影響,將產(chǎn)生不定向、無規(guī)則的變形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影響了加工質(zhì)量和加工精度。因此需根據(jù)不同材料預留不同加工余量,以使工件充分釋放內(nèi)應力及完全扭轉(zhuǎn)變形,在后面多次切割中能夠有足夠余量進行精割加工,這樣可使

14、工件最后尺寸得到保證??熳呓z是電火花線切割的一種,也叫高速走絲電火花線切割機床(WEDM-HS),其電極絲(一般采用鉬絲)作高速往復運動,走絲速度為810m/s,電極絲可重復使用,加工速度較高,走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓,使加工質(zhì)量下降,是我國生產(chǎn)和使用的主要機種,是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。1960年,蘇聯(lián)首先研制出靠模線切割機床。中國于1961年也研制出類似的機床。早期的線切割機床采用電氣靠模控制切割軌跡。當時由于切割速度低,制造靠模比較困難,僅用于在電子工業(yè)中加工其他加工方法難以解決的窄縫等。1966年,中國研制成功采用乳化液和快速走絲機構的高速走絲線切割機床,并相繼采用了

15、數(shù)字控制和光電跟蹤控制技術。此后,隨著脈沖電源和數(shù)字控制技術的不斷發(fā)展以及多次切割工藝的應用,大大提高了切割速度和加工精度。 低速走絲線切割機電極絲以銅線作為工具電極,一般以低于0.2m/s的速度作單向運動,在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60300V的脈沖電壓,并保持550um間隙,間隙中充滿脫離子水(接近蒸餾水)等絕緣介質(zhì),使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電,并彼此被消耗、腐蝕,在工件表面上電蝕出無數(shù)的小坑,通過NC控制的監(jiān)測和管控,伺服機構執(zhí)行,使這種放電現(xiàn)象均勻一致,從而達到加工物被加工,使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品。目前精度可達0.001mm級,表面質(zhì)量也接

16、近磨削水平。電極絲放電后不再使用,而且采用無電阻防電解電源,一般均帶有自動穿絲和恒張力裝置。工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工精度高、表面質(zhì)量好,但不宜加工大厚度工件。由于機床結構精密,技術含量高,機床價格高,因此使用成本也高。 單向走絲電火花線切割機床早期只有國外公司的獨有機種。臺灣的低速走絲電火花線切割機起步雖然較晚,但這幾年來發(fā)展迅速。其關鍵的一個舉措就是由若干家電加工機床制造企業(yè)共同出資,在有關部門一定限度的支持下,由臺灣工業(yè)技術研究院投入大量的人力、物力做關鍵技術的開發(fā)。經(jīng)過10多年的攻關,在控制系統(tǒng)及電源等關鍵技術上取得了突破。臺灣各企業(yè)制造的低速走絲電火花線切割機目前應屬中檔機的范圍,

17、近3年每年達到20%30%的增長率,估計未來5年,臺灣低速走絲電火花線切割機的年產(chǎn)量能達2000臺,可占世界市場的25%以上。低速走絲電火花線切割機的技術含量高、市場前景好,可以獲得較高的回報,是電加工行業(yè)各個廠家的推薦精選“必爭之地”、“戰(zhàn)略高地”。也可以說,誰掌握了低速走絲電火花線切割機的技術,誰就獲得了下一步企業(yè)發(fā)展壯大的機遇。為了搶占中國市場,日本、瑞士、臺灣的電加工機床制造企業(yè)在中國大陸設廠生產(chǎn)這類機床。我國的科技工作者在科技部專項基金的支持下,投入了較大的研發(fā)力量,已完成新一代低速走絲電火花線切割機的研發(fā),取得了重大突破,目前已擁有了具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品,并占領了一定的市場份額,

18、其性能指標可達中檔機水平。目前還有一些國內(nèi)企業(yè)則希望通過與臺灣相關企業(yè)的合作,來發(fā)展低速走絲電火花線切割加工技術。與單向低速走絲電火花線切割機床相比,往復高速走絲電火花線切割機床在平均生產(chǎn)率、切割精度及表面粗糙度等關鍵技術指標上還存在較大差距。針對這些差距,本世紀初,國內(nèi)有數(shù)家高速往復走絲電火花線切割機生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)了在高速走絲機上的多次切割加工(該類機床被俗稱為“中走絲” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining)。所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間,而是復合走絲線切割機床,其走絲原理是在粗加工時采用8-12m/s高速

19、走絲,精加工時采用1-3m/s低速走絲,這樣工作相對平穩(wěn)、抖動小,并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差,使加工質(zhì)量也相對提高,加工質(zhì)量可介于高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說,用戶所說的“中走絲”,實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒了一些低速走絲機的加工工藝技術,并實現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。經(jīng)過幾年的發(fā)展,國內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)高速走絲電火花線切割機床的廠家都在生產(chǎn)及銷售中走絲,但最終表明不是所有的往復走絲電火花線切割機都能進行多次切割,或者說不是所有的往復走絲電火花線切割機采用多次切割技術后都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項綜合性的技術,它涉及到機床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝問題,并不是簡單地在高速走絲機上加上一套運絲變頻調(diào)速系統(tǒng)即可實現(xiàn)的,只有那些制造精度高,并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復走

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