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线切割机床

  • 2018-11-17
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  • 杨旭太
  • 江苏省泰州市九龙台商工业园区
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线切割机床

    线切割机床(Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM),属电加工范畴,线切割机也于1960年发明于前苏联,其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累,很快形成一个被电离的导电通道。
线切割机床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。
数控线切割机床由机械、电气和工作液系统三大部分组成。
    机械
    线切割机床机械部分是基础,其精度直接影响到机床的工作精度,也影响到电气性能的充分发挥。机械系统由机床床身、坐标工作台、运丝机构、线架机构、锥度机构、润滑系统等组成。机床床身通常为箱式结构,是提供各部件的安装平台,而且与机床精度密切相关。坐标工作台通常由十字拖板、滚动导轨、丝杆运动副、齿轮传动机构等部分组成。主要是与电极丝之间的相对运动,来完成对工件的加工。运丝机构是由储丝筒、电动机、齿轮副、传动机构、换向装置和绝缘件等部分组成,电动机和储丝筒连轴连接转动,用来带动电极丝按一定线速度移动,并将电极丝整齐地排绕在储丝筒上。线架分单立柱悬臂式和双立柱龙门式。单立柱悬臂式分上下臂,一般下臂是固定的,上臂可升降移动,导轮安装在线架上,用来支撑电机丝。锥度机构可分摇摆式和十字拖板式结构,摇摆式是上下臂通过杠杆转动来完成,一般用在大锥度机。十字拖板型通过移动使电极丝伸缩来完成,一般适用在小锥度机。润滑系统用来缓解机件磨损、提高机械效率、减轻功率损耗。可起到冷却、缓蚀、吸振、减小噪音之作用。
    电气
    电气部分包括机床电路、脉冲电源、驱动电源和控制系统等组成。机床电路主要控制运丝电动机和工作液泵的运行,使电极丝对工件能连续切割。脉冲电源提供电极丝与工件之间的火花放电能量,用以切割工件。驱动电源也叫驱动电路,由脉冲分配器、功率放大电路、电源电路、预放电路和其它控制电路组成。是提供电源给步进电机供电的专用电源,用来实现对步进电机的控制。控制系统主要是控制工作台拖板的运动(轨迹控制)和脉冲电源的放电(加工控制)。
    线切割机
   (卧式自旋转电火花线切割机)。立式回转电火花线切割机的特点与传统的高速走丝和低速走丝电火花线切割加工均有不同,首先是电极丝的运动方式比传统两种的电火花线切割加工多了一个电极丝的回转运动;其次,电极丝走丝速度介于高速走丝和低速走丝直接,速度为1~2m/s。由于加工过程中电极丝增加了旋转运动,所以立式回旋电火花线切割机与其他类型线切割机相比, 的区别在于走丝系统。立式回转电火花线切割机的走丝系统由走丝端和放丝端两套结构完全相同的两端做为走丝结构,实现了电极丝的高速旋转运动和低速走丝的复合运动。两套主轴头之间的区域为有效加工区域。除走丝系统外,机床其他组成部分与高速走丝线切割机相同。


线切割机床

线切割机床

    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 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。



本文摘自泰州市日升机械厂(http://www.jsrsjx.cn)转载需标明出处。

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