中走丝线切割机床的切割机床介绍

发布网友 发布时间：2022-04-27 11:50

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热心网友 时间：2023-09-16 12:53

中走丝电火花线切割机（Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining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，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。中走丝技术在实践中得出，在多次切割中第一次切割任务主要是高速稳定切割，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。第二次切割的任务是精修，保证加工尺寸精度 。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/s，并对跟踪进给速度限止在一定范围内，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）进行修光，而峰值电流随加工表面质量要求而异，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丝限速进给即可。中走丝技术在加工过程中，多次切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，影响了加工质量和加工精度。因此需根据不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。 在日常生活中，我们常常听说中走丝、慢走丝、快走丝，对于业内人来说，可能是非常的简单，但是对于业外人来说，不知道三者之间到底应如何区分？本文简单介绍一下，三者的区别。如要更细了解请查找更多的相关的资料。
首先，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（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机（Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“快走丝”）、低速单向走丝电火花线切割机（Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“慢走丝”）和立式自旋转电火花线切割机（Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire）三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型（俗称龙门型）。
快走丝是指钼丝来回走动，这样比较节约钼丝，但是精度低，一般国产线切割机使用。
中走丝也是电火花线切割机床的一种，工作原理是利用连续移动的钼丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。其走丝速度及工件质量介于快走丝和慢走丝之间所以叫做中走丝，准确的说：中走丝是快走丝的升级产品，所以也可以叫：能多次切割的快走丝，所以它的加工速度接近于慢走丝，而加工的质量也趋于慢走丝。走丝速度在1～12m/s之间，可以根据需要进行调节。
慢走丝线切割DK7632慢走丝是电火花线切割的一种英文简写是（WEDM-LS）是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是慢走丝（也叫低速走丝电火花线切割机床）电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，精度达0.001mm级，表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好。而且采用先进的电源技术，实现了高速加工，最大生产率可达220mm2/min。
1、中走丝线切割的特点
高速走丝与低速走丝（或快走丝和慢走丝）的提法，是用电极丝的走丝速度来区分的。而中走丝，虽然其走丝速度介于二者之间，但它描述的重点，并不是走丝速度，仅仅是参照了以前的名词，形象化地把这种——在高速走丝基础上发展起来的，加工效果向低速走丝靠拢的——新型机床，称为了中走丝；且又与俗称（以前的名词）快走丝、慢走丝相对应。
事实上，在现行有效的“特种加工行业”标准中，已经不以走丝速度来划分线切割机床类型，而是分为了“单向走丝型”和“往复走丝型”两类。例如，GB/T 7925-2005 电火花线切割机（往复走丝型） 参数。
这样，快走丝和中走丝，都属于往复走丝型线切割。而在平常的叙述中，仍不妨以快走丝和中走丝相区别。现在，来看中走丝线切割的特点。
1）可实现多次切割 中走丝与快走丝的显著区别，是可实现多次切割。多次切割的目的，是为了提高表面质量，满足加工工件的需要，从而扩大适应范围。例如，中走丝机床，在三次切割后，表面粗糙度达Ra≤1.2μm.
多次切割对机床的机械精度、重复定位精度、运丝系统的稳定性、脉冲电源的性能、工作液的电导率以及多次切割的工艺数据库等的要求远远高于普通HSWEDM机床的要求。
（2）脉冲电源有所突破 为实现多次切割而又保证加工效率，必须提高在粗加工时的切割速度，这需要脉冲电源的密切配合。
为此，根据电力电子技术的发展，将脉冲电源进行了改进，并取消了限流电阻（限流电阻。这样一来，既提高了脉冲电源性能，又节约了能源。
当前，中走丝脉冲电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，可达60-80mm2/min左右；而且，获得了极低电极丝损耗的效果。因此，有的被号称为智能化高频脉冲电源。
（3）控制系统 中走丝线切割多采用工业PC机构成一体化的编程控制系统，结合工艺数据库，系统能提供最佳加工条件，以达到高速加工、保证质量、简化操作的目的。
例如，用户在输入加工条件（材料、厚度等）、工艺参数（表面粗糙度等）后，系统就可给出合适的电规准（脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压、加工电压、加工电流等），以及伺服进给速度、电极丝运丝速度等进行各次加工，并在加工中作出适当反应。
所以，控制系统需要脉冲电源、机床电气系统的密切配合，也有把这类型机床称为“智能化多速走丝线切割机床”的。
（4）机床电路 为满足各次切割的不同要求，电极丝运丝速度要求可进行调节，采用交流变频调速是常用的方式。
如此一来，可采用电子逻辑电路代替继电器控制电路，同时也方便了与控制系统接口，便于对运丝速度的控制。
采用变频调速后，也减缓了运丝电机的换向冲击，有利于保持电极丝的稳定。
（5）机床机械精度的提高及其他 为保证多次切割的效果，机床必须有较高的重复定位精度，这对床身、导轨等都有一定的要求。
采取的措施包括：设计合适的结构、选用合适的材料、使用直线导轨，以及进给系统采用无间隙齿轮副或电机直拖消间隙等，以此来保持机床的精度和耐用性。
在电极丝的稳定性方面，也同样采取了各种各样的措施。
另外，开发了新的工作液，新的过滤系统，以满足加工和环保要求。
2、快走丝线切割与中走丝线切割
把传统的“快走丝线切割”称为了“普通高速走丝线切割”，以区别于以后出现的新型机床——就目前来说，“中走丝”就是这样的新型机床。
（1）快走丝（普通高速走丝线切割机床）仍会有较大的拥有量
中走丝是近年发展起来的新型机种；之前，快走丝已经历了一个年产销数万台的鼎盛时期，这大量的机床仍将继续使用。并且，由于快走丝技术成熟，价格低廉，以及高效大厚度加工的优势，所以仍将占有相当大的市场份额。
即使计算到使用日久而退出的机床，和采用中走丝技术改造的少量机床，快走丝的绝对数量，仍将是一个可观的数字。考虑到机床较长的使用寿命，所以在相当长的时间内，快走丝数量仍占有绝对优势。
（2）快走丝与中走丝将长期共存
目前，中走丝线切割有较强的推广力度，也有较好的发展势头。它“在加工一些厚度不大的工件方面已有实用的价值，但若加工的工件厚度较大，实现可靠加工就较为困难。
由于中走丝秉承了快走丝性价比高的优点，又有加工质量好的优势，虽然加工效果越好的机床价格越高，但仍然会被一些有需要的用户接受。结合上面的论述，可知快走丝与中走丝将长期共存。
并且，随着中走丝技术的完善，在电气控制方面，部分快走丝将有向中走丝融合的趋势，保持性价比优势的快走丝机床或者大众化机床，将借鉴中走丝的可用技术，从而提高性能。 中走丝线切割机床的工作环境的一些相关注意的事项
1.选择没有粉尘的场所，避免留众多的通道在线切割的旁边；
(1) 线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命；
(2) 线切割放电机器属于计算机控制，计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘；
(3) 线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。因此，机台防尘网要经常清洁。
2.选择能承受机床重量的场所；
3.选择没有振动和冲击传入的场所，线切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。
4.满足线切割机床所要求的空间尺寸；
5.选择温度变化小的场所，避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的地方
(1)高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，一般为室温20C；
(2)由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变化太大则会对机器使用寿命造成严重影响。
6.选择屏蔽屋：因线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境.
7.选择通风条件好，宽敞的厂房，以便操作者和机床能在最好的环境下工作。
线切割的其它注意事项：
1. 钼丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙，间隙的宽度由工作电压 、加工量等加工条件而定。
2. 电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化油、去离子水等，要求较高绝缘性是为了利于产生脉冲性的火花放电，液体介质还有排除间隙内电蚀产物和冷却电极作用。钼丝和工件被加工表面之间保持一定间隙，如果间隙过大，两极间电压不能击穿极间介质，则不能产生电火花放电；如果间隙过小，则容易形成短路连接，也不能产生电火花放电。
3. 必须采用脉冲电源，即火花放电必须是脉冲性、间歇性，上图中ti为脉冲宽度、to为脉冲间隔、tp为脉冲周期。在脉冲间隔 内，使间隙介质消除电离，使下一个脉冲能在两极间击穿放电。 中走丝线切割工作液的作用与注意事项：
电火花线切割稳定切割的前提首先必须保证在切割过程中不断丝。而断丝机率主要随着放电能量和切割厚度的增加而加大，即与电极丝在放电通道内所受到的离子轰击、冷却状态及停留时间密切相关。切割的效率和表面粗糙度也与极间冷却与消电离并恢复绝缘状态有关。当采用含有机械油5%左右的乳化液作为工作介质时，切割完毕后观察切割工件表面有两个现象：首先切割完毕的试件是粘附在基体上的，一般需要用力甚至敲击才可以使其与基体脱离；其次切割完毕的试件表面覆盖着胶粘的甚至是粉末状的蚀除产物，需用煤油才能清洗干净。这主要是伴随着放电通道内10000°C以上的高温，工作介质将分解生成大量的高分子化合物并与金属蚀除产物反应生成胶体状或颗粒状物质。这些物质将粘附在切缝内，并主要在切缝出口部位堆积，严重影响电蚀产物的排除，并使新鲜的工作介质进入切缝十分困难。由于两极间不能保证存在不断更新的工作介质，这样将直接影响正常放电的延续甚至是在混有大量胶体物质的间隙内进行的放电甚至产生电弧放电，从而使工件和电极丝表面得不到及时冷却，绝缘状态不正常，造成正常放电比例降低，切割速度降低，工件表面烧伤，换向条纹严重并使得加工质量恶化，同时损伤电极丝，严重时引起烧丝。因此选用乳化液作为工作介质对于极间通道内冷却状态的改善、消电离并恢复绝缘状态均有较大的影响，并且工件愈高，运丝速度愈慢，电极丝在加工区域停留时间将愈长，断丝的机率自然就会增加。而乳化液在放电通道内分解成胶体或颗粒状物质是一种必然的现象，所以使用乳化液作为工作介质必然大大*切割工艺指标的提高。极间冷却状态的恶化其最直接的结果将导致WEDM-HS必须以十分保守的放电能量换取不断丝的加工情况。
纯净水基工作液的优缺点：
中走丝线切割机床由于纯水基工作液导电率较高，所以在切割过程中具有较强的电解作用，虽然切割出的工件表面十分均匀，但工件表面因为电解作用将导致色泽较暗，这种现象在多次切割时体现的更加明显；
1.纯水基工作液因为没有油性成分，所以一旦挥发后其切割的蚀除产物就粘接在工作台上和导轮周围，清理困难，严重时甚至会将导轮抱死，一旦运丝后电极丝与导轮将产生滑动摩擦导致导轮精度丧失而报废；
2.水基工作液因为具有较强的碱性，长期使用会使得机床油漆面起泡和褪色；
3.水基工作液必须严格控制稀释比例，否则极易锈蚀机床和工件；
4.水基工作液挥发性较强，同时由于组分的问题，一般在切割过程中都会散发出一些异味。
目前市面上有线切割专用乳化液、固体乳化皂、复合工作液等，选择好的工作液对加工的质量起到相当大的做用。 1．机床主体：床身、丝架、走丝机构、X—Y数控工作台
2．工作液系统
3. 高频电源：产生高频矩形脉冲，脉冲信号的幅值、脉冲宽度可以根据不同工作状况调节。
4. 数控和伺服系统 1．广泛应用于加工各种冲模。
2．可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件
3．加工样板和成型刀具。
4．加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模
5．加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料。
6．加工凸轮，特殊的齿轮。
7．适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，缩短生产周期