随着科学技术的发展,机械制造技术有了深刻的变化。由于社会对产品多样化的需求更加强烈,多品种、中小批量生产的比重明显增加。
中走丝线切割机床采用传统的普通加工设备已难以适应高效率、高质量、多样化的加工要求,机床数控技术的应用,大大缩短了机械加工的前期准备时间,并使机械加工的全过程自动化水平不断提高,同时也增强了制造系统适应各种生产条件变化的能力。
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(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(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。
电火花线切割机床按电极丝移动方式不同,可分为高速往复走丝电火花切割机(快走丝机)和低速单向走丝电火花切割机(慢走丝机)。
快走丝机:电极丝随周期性往复运转的储丝桶实现往复运转,其运丝速度一般为8-10m/s,电极丝为直径0.08-0.2mm的钼丝或钨钼丝。工作液为乳化液、复合工作液或水基工作液等。这类机床能达到的加工精度为±0.01,表面粗糙度Ra为2.5-5.0 μm。其可满足一般模具精度的加工要求,但对于精度要求高的精密加工比较困难。
慢走丝机:通过收丝桶控制电极丝的速度,供丝桶控制电极丝的张力,使电极丝完成低速单向的平稳运转。其运丝速度一般为0.01-0.25 m/s,电极丝为直径0.15-0.35 mm的黄铜丝或镀锌铜,在微细加工时采用直径为0.02-0.03的钨丝,工作液为去离子水或煤油等。这类机床能达到的加工精度为±0.005,最高可达±0.001。表面粗糙度Ra为0.63-1.25 μm。其加工精度高,但排屑条件差、电极丝消耗大、运行成本高(约为快走丝的10-100倍),一般用于厚度不大的精密模具和零件加工。