數(shù)控線切割機(jī)床簡介

數(shù)控線切割

機(jī)床的簡介

一數(shù)控線切割機(jī)床

發(fā)展史

（一）國外發(fā)展史20世紀(jì)中期（1943年）,蘇聯(lián)拉扎連科夫婦研究開關(guān)觸點(diǎn)受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)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。線切割放電機(jī)也于1956年發(fā)明于蘇聯(lián)。當(dāng)時(shí)以投影器觀看輪廓面前后左右手動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)面加工，其實(shí)認(rèn)為加工速度雖慢，卻可加工傳統(tǒng)機(jī)械不易加工的微細(xì)形狀。代表的實(shí)用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當(dāng)時(shí)使用之加工液用礦物質(zhì)性油(燈油)。絕緣性高，極間距離小，加工速度低于現(xiàn)在機(jī)械，實(shí)用性受限。將之NC化，在脫離子水（接近蒸餾水）中加工的機(jī)種首先由瑞士放電加工機(jī)械制造廠在1969年巴黎工作母機(jī)展覽會(huì)中展出，改進(jìn)加工速度，確立無人運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的安全性。但NC紙帶的制成卻很費(fèi)事，若不用大型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，對(duì)使用者是很大的負(fù)擔(dān)。在廉價(jià)的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)裝置（AutomaticProgramedToolsAPT）出現(xiàn)前，普及甚緩。日本制造廠開發(fā)用小型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)的線切割放電加工機(jī)廉價(jià)，加速普及。線切割放電加工的加工形狀為二次元輪廓。自動(dòng)程序裝置廣用簡易形APT（APT語言比正式機(jī)型容易），簡易形APT的出現(xiàn)為線切割放電機(jī)發(fā)展的重要因素。（二）國內(nèi)發(fā)展史

1958年，我國開始著手設(shè)計(jì)制造簡易線切割機(jī)床。1960年，我國第一次全國電加工會(huì)議上，首次展出電火花線切割樣品（篩網(wǎng)及其它電真空器件）。1961年，我國研制成功靠模控制的電火花線切割機(jī)床。1964年，我國研制成功簡易數(shù)控陽極機(jī)械線切割機(jī)床，它是我國快速走絲電火花線切割機(jī)床的雛形1967年，我國研制出光電跟蹤電火花線切割機(jī)床（DM6702型）1969年，我國研制出數(shù)字控制電火花線切割機(jī)床。1982年，①中國科學(xué)院電工研究所研制成電火花線切割機(jī)，微機(jī)處理系統(tǒng)，并且有人機(jī)對(duì)話“BASIC”語言自動(dòng)編程功能②我國機(jī)械工業(yè)部、蘇州電加工機(jī)床研究所研制成功微處理機(jī)控制的DK7716型電火花低速走絲線切割機(jī)床。1983年，①航天工業(yè)部北京控制工程研究所創(chuàng)造最大切割厚度為500mm鋼件和600mm黃銅件的電火花超厚線切割記錄，同時(shí)研制出超厚線切割專用“502-1號(hào)”乳化油。②北京電加工機(jī)床廠生產(chǎn)出DK7725微機(jī)處理機(jī)控制的超厚電火花線切割機(jī)床。最大切割厚度為400mm田，加工重量為120kg。1984年，①航天工業(yè)部北京控制工程研究所在北京電加工機(jī)床廠大力協(xié)助下研制成WC-1805A高光潔度線切割脈沖電源和“航天502-2號(hào)”乳化油。②上海無線電廠的電火花線切割，對(duì)于直線最大切割速度達(dá)。二數(shù)控線切割

機(jī)床加工原理（一）.電火花數(shù)控線切割加工的過程中主要包含下列三部分內(nèi)容(如圖a所示):

1.電極絲與工件之間的脈沖放電。

2.電極絲沿其軸向(垂直或Z方向)作走絲運(yùn)動(dòng)。

3.工件相對(duì)于電極絲在X、Y平面內(nèi)作數(shù)控運(yùn)動(dòng)。脈沖電源+-VXY圖a

1.電極絲與工件之間的脈沖放電電火花線切割時(shí)電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。在正負(fù)極之間加上脈沖電源，當(dāng)來一個(gè)電脈沖時(shí)，在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時(shí)可高達(dá)10000°C以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹，并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸，將熔化和氣化了的金屬材料拋出而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料進(jìn)行電蝕切割加工。通常認(rèn)為電極絲與工件之間的放電間隙在0.O1mm左右，若電脈沖的電壓高，放電間隙會(huì)大一些。為了電火花加工的順利進(jìn)行，必須創(chuàng)造條件保證每來一個(gè)電脈沖時(shí)在電極絲和工件之間產(chǎn)生的是火花放電而不是電弧放電。首先必須使兩個(gè)電脈沖之間有足夠的間隔時(shí)間，使放電間隙中的介質(zhì)消電離，即使放電通道中的帶電粒子復(fù)合為中性粒子，恢復(fù)本次放電通道處間隙中介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以免總在同一處發(fā)生放電而導(dǎo)致電弧放電。一般脈沖間隔應(yīng)為脈沖寬度的4倍以上。為了保證火花放電時(shí)電極絲不被燒斷，必須向放電間隙注人大量工作液，以便電極絲得到充分冷卻。同時(shí)電極絲必須作高速軸向運(yùn)動(dòng)，以避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，電極絲速度約在7~10m/s左右。高速運(yùn)動(dòng)的電極絲，還有利于不斷往放電間隙中帶入新的工作液，同時(shí)也有利于把電蝕產(chǎn)物從間隙中帶出去。電火花線切割加工時(shí)，為了獲得比較好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并保證電極絲不被燒斷，應(yīng)選擇好相應(yīng)的脈沖參數(shù)，并使工件和鉬絲之間的放電必須是火花放電，而不是電弧放電。2.電火花線切割加工的走絲運(yùn)動(dòng)為了避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在加工過程中電極絲沿軸向作走絲運(yùn)動(dòng)。走絲原理如圖b所示。鉬絲整齊地纏繞在儲(chǔ)絲筒上，并形成一個(gè)閉合狀態(tài)，走絲電機(jī)帶動(dòng)儲(chǔ)絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過導(dǎo)絲輪使鉬絲作軸線運(yùn)動(dòng)。圖b走絲機(jī)構(gòu)原理圖3.X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)工件安裝在上下兩層的X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)上圖C，分別由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作數(shù)控運(yùn)動(dòng)。工件相對(duì)于電極絲的運(yùn)動(dòng)軌跡，是由線切割編程所決定的。圖c上層工作臺(tái)的傳動(dòng)示意圖三數(shù)控線切割

機(jī)床的分類1按控制方式可分為靠模仿型控制、光電跟蹤控制、數(shù)字程序控制及微機(jī)控制等；2按電源形式可分為RC電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應(yīng)控制電源等；3按加工特點(diǎn)可分為大、中、小型以及普通直壁切割型與錐度切割型等；4按走絲速度可分為慢走絲方式和快走絲方式兩種。數(shù)控線切割的主要用途

(一)模具加工

適用于加工各種形狀的沖模。調(diào)整不同的間隙補(bǔ)償量，只需一次編程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等。模具配合間隙、加工精度通常都能達(dá)到要求。此外，還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模具。（二）加工電火花成形加工用的電極

一般穿孔加工用的電極以及帶錐度型腔加工用的電極，以及銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，用線切割加工特別經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也適用于加工微細(xì)復(fù)雜形狀的電極。（三）

加工試驗(yàn)品及零件加工在試制新產(chǎn)品時(shí)，用線切割在坯料上直接割出零件，例如試制切割特殊微電機(jī)硅鋼片定、轉(zhuǎn)子鐵心，由于不需另行制造模具，可大大縮短制造周期、降低成本。另外修改設(shè)計(jì)、變更加工程序比較方便，加工薄件時(shí)還可多片疊在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品種多、數(shù)量少的零件，特殊難加工材料的零件、材料試驗(yàn)樣件、各種型孔、特殊齒輪