Hs
1、工具电极
电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一,故称为工具电极,有时简称电极。由于电极的材料常常是铜,因此又称为铜公。
2、放电间隙
放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离,它的大小一般在0.01~0.5mm之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。
3、脉冲宽度ti(μs)
脉冲宽度简称脉宽(也常用ON、TON等符号表示),是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间。为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。一般来说,粗加工时可用较大的脉宽,精加工时只能用较小的脉宽。
4、脉冲间隔to(μs)
脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF、TOFF表示),它是两个电压脉冲之间的间隔时间。间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤电极和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时,脉间也应稍大。
5、放电时间(电流脉宽)te(μs)
放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间,即电流脉宽,它比电压脉宽稍小,二者相差一个击穿延时td。ti和te对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响,但实际起作用的是电流脉宽te。
6、击穿延时td(μs)
从间隙两端加上脉冲电压后,一般均要经过一小段延续时间td,工作液介质才能被击穿放电,这一小段时间td称为击穿延时。击穿延时td与平均放电间隙的大小有关,工具欠进给时,平均放电间隙变大,平均击穿延时td就大;反之,工具过进给时,放电间隙变小,td也就小。
7、脉冲周期tP(μs)
一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期,显然tP=ti+to
8、脉冲频率fP(Hz)
脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然,它与脉冲周期tP互为倒数。
9、有效脉冲频率fe(HZ)
有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数,又称工作脉冲频率。
10、脉冲利用率λ
脉冲利用率λ是有效脉冲频率fe与脉冲频率fp之比,又称频率比,亦即单位时间内有效火花脉冲个数与该单位时间内的总脉冲个数之比。
11、脉宽系数τ
脉宽系数是脉冲宽度ti与脉冲周期tp之比。
12、占空比ψ
占空比是脉冲宽度ti与脉冲间隔to之比,ψ=ti/to。粗加工时占空比一般较大,精加工时占空比应较小,否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘,容易引起电弧放电。
13、开路电压或峰值电压(V)
开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td时间内电极间的最高电压。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压=60~80V,高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175~300V。峰值电压高时,放电间隙大,生产率高,但成形复制精度较差。
14、火花维持电压
火花维持电压是每次火花击穿后,在放电间隙上火花放电时的维持电压,一般在25V左右,但它实际是一个高频振荡的电压。
15、加工电压或间隙平均电压U(V)
加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压,它是多个开路电压、火花放电维持电压、短路和脉冲间隔等电压的平均值。
16、加工电流I(A)
加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小,粗加工时大,间隙偏开路时小,间隙合理或偏短路时则大。
17、短路电流Is(A)
短路电流是放电间隙短路时电流表上指示的平均电流。它比正常加工时的平均电流要大20%~40%。
18、峰值电流(A)
峰值电流是间隙火花放电时脉冲电流的最大值(瞬时),在日本、英国、美国常用Ip表示。虽然峰值电流不易测量,但它是影响加工速度、表面质量等的重要参数。在设计制造脉冲电源时,每一功率放大管的峰值电流时预先计算好的,选择峰值电流实际是选择几个功率管进行加工。
19、短路峰值电流(A)
短路峰值电流是间隙短路时脉冲电流的最大值,它比峰值电流要大20%~40%,与短路电流相差一个脉宽系数的倍数。
随着数字控制技术的发展,电火花加工机床已数控化,并采用微型电子计算机进行控制。机床功能更加完善,自动化程度大为提高,实现了电极和工件的自动定位、加工条件的自动转换、电极的自动交换、工作台的自动进给、平动头的多方向伺服控制等。低损耗电源、微精加工电源、适应控制技术和完善的夹具系统的采用,显著提高了加工速度、加工精度和加工稳定性,扩大了应用范围。电火花加工机床不仅向小型、精密和专用方向发展,而且向能加工汽车车身、大型冲压模的超大型方向发展。
电火花机床常用功能: 1:电火花加工机床加工工艺单电极法
用单个电极加工工件,一般用于形状简单、精度要求不高的工件。单电极加工也可用平动头摇动实现工件的粗、中、精加工。
2:电火花加工机床加工工艺多电极法
同一个工件加工用多个电极,一般分为粗、中、细三次依次进行加工,用于精密型加工。
3:电火花加工机床加工工艺分解电极法
根据工件的几何形状,把电极分解成若干个,用主型腔电极加工型腔主要部分,再用副型腔电极加工出尖角、窄缝型腔等部位。
4:电火花加工机床加工规准
粗加工,一般采用较大的电流,较大的on time。
中加工,一般采用中等的电流,中等on time。
精加工,一般采用较小的电流、高频及较小的on time。
随着数字控制技术的发展 ,电火花加工机床已数控化,并采用微型电子计算机进行控制。机床功能更加完善,自动化程度大为提高,实现了电极和工件的自动定位、加工条件的自动转换、电极的自动交换、工作台的自动进给、平动头的多方向伺服控制等。低损耗电源、微精加工电源、适应控制技术和完善的夹具系统的采用,显著提高了加工速度、加工精度和加工稳定性,扩大了应用范围。电火花加工机床不仅向小型 、精密和专用方向发展 ,而且向能加工汽车车身、大型冲压模的超大型方向发展。
线切割机床分:中走丝、慢走丝、快走丝都是指的电火花线切割机床。电火花线切割机来自(Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM).
什么是中走丝线切割,中走丝电火花线切割机(M概久技委edium-speed Wire cut Electrical Discharge Ma孔聚希肉耐蛋形chining简写MS-WEDM),属往复高速走丝电火花线切割机床范畴,是在高速往复走丝电火花线切割机上实现多次切割功能,被俗称为“中走丝线切割”。中走丝技术在这里指出,所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,即走丝原理是在粗加工时采用高速(8-12m/s)走丝,精加工时采用低速(1-3m/s)走丝,这样工作相对平稳、抖动小,并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差指挥冲素只,使加工质量也相对提高,加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说,用户所说的“中走丝”,实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术,并实现了无条纹切割和多次切割。中走丝技术合新输留两局兵在实践中得出,在多次切割中第充准村黄厚伟一次切割任务主要是高关载威领案又耐速稳定切割,可选用高峰值电流,较长脉宽的规准进行大电流切割,以获得较高的切割速度降列各福病升了独化。第二次切割的任务是精修,保证地受旧连盾看士构朝雨加工尺寸精度 。可选用中等规准,使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4~1.7μm之间。 为了达到精修的目的,通常采用低速走丝方式,走丝速度为1~3m电/s,并对跟踪进给速度远普百持限止在一定范围内,以消除往返切割条纹,并获得所需的加工尺寸精度。 第三次、第四次或更多次切割(目前中帮走丝控制软件最多可以实现七次切割)的任务是抛磨修光 ,可用最小脉宽(目前最小可以分频到1μs殖)进行修光,而峰值该输观断电流随加工表面质量要任四内演办宪最亚求而异,实际上精修过程是一种电火花磨削,加工量甚微,不会改变工件的尺寸大小。走丝方式则像第二次切割那样采用低速走洋刑批国有氧夜丝限速进给即可。中走丝技术在加工过程中,多次切论用一混牛理黄属岩割还需注意变形处理,因为工件在线切割加工时,随着原有内应力的作用及火花放电所产生的加工热应力的影响,将产生不定向、无规则的变形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影响了加工质量和圆写拿单得甚加工精度。因此需根据不展写举题友刘张同材料预留不同加工余量,以使工件充分释放内应力及完全扭转变形,在后面多次切割中能够有足够余量进行精割加工,这样可使工件最后尺寸得到保证。
快走丝是电火花线切割的一种,也叫高速走丝电火花线切割机床(WEDM-HS),其电极丝(一般采用钼丝)作高速往复运动,走丝速度为8~10m/s,电极丝可重复使用,加工速度较高,走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿,使加工质量下降,是我国生产和使用的主要机种,是我国独创的电火花线切割加工模式。1960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他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。
低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极,一般以低于0.2m/s的速度作单向运动,在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V的脉冲电压,并保持5~50um间隙,间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质,使电极与被加工物之间发生火花放电,并彼此被消耗、腐蚀,在工件表面上电蚀出无数的小坑,通过NC控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。目前精度可达0.001mm级,表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用,而且采用无电阻防电解电源,一般均带有自动穿丝和恒张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好,但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密,技术含量高,机床价格高,因此使用成本也高。 单向走丝电火花线切割机床早期只有国外公司的独有机种。台湾的低速走丝电火花线切割机起步虽然较晚,但这几年来发展迅速。其关键的一个举措就是由若干家电加工机床制造企业共同出资,在有关部门一定限度的支持下,由台湾工业技术研究院投入大量的人力、物力做关键技术的开发。经过10多年的攻关,在控制系统及电源等关键技术上取得了突破。台湾各企业制造的低速走丝电火花线切割机目前应属中档机的范围,近3年每年达到20%~30%的增长率,估计未来5年,台湾低速走丝电火花线切割机的年产量能达2000台,可占世界市场的25%以上。低速走丝电火花线切割机的技术含量高、市场前景好,可以获得较高的回报,是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。也可以说,谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术,谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。为了抢占中国市场,日本、瑞士、台湾的电加工机床制造企业在中国大陆设厂生产这类机床。我国的科技工作者在科技部专项基金的支持下,投入了较大的研发力量,已完成新一代低速走丝电火花线切割机的研发,取得了重大突破,目前已拥有了具有自主知识产权的产品,并占领了一定的市场份额,其性能指标可达中档机水平。目前还有一些国内企业则希望通过与台湾相关企业的合作,来发展低速走丝电火花线切割加工技术。
与单向低速走丝电火花线切割机床相比,往复高速走丝电火花线切割机床在平均生产率、切割精度及表面粗糙度等关键技术指标上还存在较大差距。针对这些差距,本世纪初,国内有数家高速往复走丝电火花线切割机生产企业实现了在高速走丝机上的多次切割加工(该类机床被俗称为“中走丝” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining)。所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,其走丝原理是在粗加工时采用8-12m/s高速走丝,精加工时采用1-3m/s低速走丝,这样工作相对平稳、抖动小,并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,使加工质量也相对提高,加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说,用户所说的“中走丝”,实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术,并实现了无条纹切割和多次切割。经过几年的发展,国内几乎所有生产高速走丝电火花线切割机床的厂家都在生产及销售中走丝,但最终表明不是所有的往复走丝电火花线切割机都能进行多次切割,或者说不是所有的往复走丝电火花线切割机采用多次切割技术后都能获得好的工艺效果。多次切割是一项综合性的技术,它涉及到机床的数控精度、脉冲电源、工艺数据库、走丝系统、工作液及大量的工艺问题,并不是简单地在高速走丝机上加上一套运丝变频调速系统即可实现的,只有那些制造精度高,并在诸方面创造了多次切割条件的往复走丝电火花线切割机才能进行多次切割和无条纹切割,并获得显著的工艺效果。因此我们的生产企业必须充分注意到这个问题,一定要按系统工程来做,真正把这一技术用好,把这一产品做好。如目前已有一些企业为进一步提高机床本体精度,X、Y坐标工作台采用了直流或交流伺服电机作驱动单元直接驱动滚珠丝杠,同时采用了带螺距补偿功能的全闭环控制,可以利用数控系统对机床的定位精度误差进行补偿和修正。在保证精度的前提下,减小因长期使用而导致的加工精度下降,延长机床的使用寿命。运丝系统方面采用特殊(大多数采用金刚石)电极丝保持器,保持电极丝的相对稳定,减小加工过程中电极丝的张力变化。冷却系统方面改变常用的粗放冷却方式,采取多级过滤并对介电常数等关键参数加以控制,确保精加工的顺利进行。控制软件方面提供开放的加工参数数据库,可以根据材料的质地、厚度、粗糙度等条件选择对应的加工参数。相信经过我们的努力,多次切割技术将会更加完善,往复走丝电火花线切割加工技术也将得到更好的应用和发展。