中走絲電火花線切割講座(一)
中走絲線切割,中走絲電火花線切割機(jī)(Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining簡寫MS-WEDM),屬往復(fù)高速走絲電火花線切割機(jī)床范疇,是在高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)上實(shí)現(xiàn)多次切割功能,被俗稱為“中走絲線切割”。
中走絲也是電火花線切割機(jī)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(jìn)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(zhǔn)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,所以它的加工中走絲切割機(jī)床速度接近于快走絲,而加工的質(zhì)量也趨于慢走絲。走絲速度在1~12m/s之間,可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
具備多次切割功能(和慢走絲線切割工作原理相同),在加工的時(shí)候,控制系統(tǒng)將根據(jù)編制程序自動調(diào)節(jié)加工參數(shù)(高頻的脈寬、脈間、功率管數(shù)量及走絲速度),并且,在加工同時(shí)也可人為更改加工參數(shù),進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。
中走絲在保留快速走絲線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、工藝效果好、使用過程消耗少等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,引用國際上精密模具加工設(shè)備的先進(jìn)理念及慢走絲多次切割技術(shù)(即第一次切割用較大的電規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行高速粗切割,然后用精規(guī)準(zhǔn)和精微規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行第二次、第三次甚至第四、五次切割,將加工表面逐級修光,以獲得較理想的加工表面質(zhì)量和加工精度),該機(jī)比快走絲更人性化,便捷化,適用范圍更廣,不僅電極絲移動速度介于“高速”與“低速”之間,而且加工質(zhì)量高于"高速走絲機(jī)",并逼近低速走絲機(jī)。所以中走絲給模具行業(yè)帶了了一個革命,大大改善了原來快走絲加工質(zhì)量差的弱點(diǎn),同時(shí)很大程度上降低了模具制造的成本!中走絲--快走絲的價(jià)格,慢走絲的品質(zhì)。
中走絲技術(shù)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(fù)合走絲線切割機(jī)床,即走絲原理是在粗加工時(shí)采用高速(8-12m/s)走絲,精加工時(shí)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)量也相對提高,加工質(zhì)量可介于高速走絲機(jī)與低速走絲機(jī)之間。因而可以說,用戶所說的“中走絲”,實(shí)際上是往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)借鑒了一些低速走絲機(jī)的加工工藝技術(shù),并實(shí)現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。中走絲技術(shù)在實(shí)踐中得出,在多次切割中第一次切割任務(wù)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(zhǔn)進(jìn)行大電流切割,以獲得較高的切割速度。第二次切割的任務(wù)是精修,保證加工尺寸精度 ??蛇x用中等規(guī)準(zhǔn),使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4~1.7μm之間。 為了達(dá)到精修的目的,通常采用低速走絲方式,走絲速度為1~3m/s,并對跟蹤進(jìn)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(目前中走絲控制軟件最多可以實(shí)現(xiàn)七次切割)的任務(wù)是拋磨修光 ,可用最小脈寬(目前最小可以到0.2μs)進(jìn)行修光,而峰值電流隨加工表面質(zhì)量要求而異,實(shí)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(jìn)給即可。中走絲技術(shù)在加工過程中,多次切割還需注意變形處理,因?yàn)楣ぜ诰€切割加工時(shí),隨著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應(yīng)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(yù)留不同加工余量,以使工件充分釋放內(nèi)應(yīng)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(jìn)行精割加工,這樣可使工件最后尺寸得到保證。
中國特有(除中國內(nèi)地,沒有任何國家和地區(qū)生產(chǎn)該類機(jī)床的廠家)的高速走絲電火花線切割機(jī)(WEDM-HS),由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、工藝效果好,加上使用過程消耗少,自上世紀(jì)六十年代末被研制成功之后就得到飛速發(fā)展,現(xiàn)已成為制造業(yè)中一種必不可少工藝裝備。至2015年底,全國年產(chǎn)量已超過5萬臺,約占世界電火花線切割機(jī)總產(chǎn)量的70% 。中走絲技術(shù)在這里指出,但由于其加工質(zhì)量問題未得到有效解決,而隨著國外生產(chǎn)的低速走絲電火花線切割機(jī)(WEDM-LS)技術(shù)水平的不斷提高,模具工業(yè)的發(fā)展,曾令中國人感到自豪的中國特有的WEDM-HS,如今卻陷入難于發(fā)展的困境。已難于滿足模具發(fā)展需要。
為了滿足用戶需要,在保留快速走絲線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、工藝效果好、使用過程消耗少等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,引用國際上精密模具加工設(shè)備的先進(jìn)理念及慢走絲多次切割技術(shù)(即第一次切割用較大的電規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行高速粗切割,然后用精規(guī)準(zhǔn)和精微規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行第二次、第三次甚至第四、五次切割,將加工表面逐級修光,以獲得較理想的加工表面質(zhì)量和加工精度),開發(fā)了能實(shí)現(xiàn)多次切割的智能化系統(tǒng)中速走絲電火花線切割機(jī)(WEDM-CS)。該機(jī)比快走絲更人性化,便捷化,適用范圍更廣。被越來越多的廠商所青睞。用戶普遍反映這種線切割機(jī)的加工質(zhì)量比較好。生產(chǎn)的 “中速走絲”,不僅電極絲移動速度介于“高速”與“低速”之間,而且加工質(zhì)量高于“高速走絲機(jī)”,并逼近低速走絲機(jī)。但由于中走絲是近幾年才開始,所以很多對中走絲加工工藝還不熟悉?,F(xiàn)結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐,針對中走絲切割機(jī)床編程與操作加工過程中所出現(xiàn)的問題及遇到的困難,總結(jié)了幾點(diǎn)工藝處理方法和加工操作方案。
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