超大型高速电火花线切割机，高速电火花线切割机床的电极丝的运行速度一般为
原创，时间：2023-03-15 19:30:17
关于超大型高速电火花线切割机的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
高速电火花线切割机床的电极丝的运行速度一般为
硬质合金的硬度比较高，常规的加工就是磨加工，用的是金刚石砂轮，想要抛光的话也就是用细点的砂轮，常见的象手表一类的就是这么干的，再有就是电火花加工。一般情况下我们给人生产的硬质合金都是尽量做到余量最少，便于加工节约成本
线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属电极丝作负电极，以工件作正电极对工件进行脉冲火花放电，局部瞬时温度可达万度，蚀除金属、切割成型,工件必需是导体,硬质合金也在导体范围内,所以也可以加工.
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：一类是高速走丝电火花线切割机床，其电极丝（钼丝）作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，就是我们常说的线切割；另一类是低速走丝电火花线切割机床，其电极丝（铜丝）作低速单向运动，一般走丝速度低于0.说得很对啊
抛光方法：
1. 机械抛光 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。
2. 化学抛光 化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。
3. 电解抛光 电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。电化学抛光过程分为两步： (1) 宏观整平 溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra>1μm。 (2) 微光平整 阳极极化，表面光亮度提高，Ra<1μm。
4. 超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。
5. 流体抛光 流体抛光是依*高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。
6. 磁研磨抛光 磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。
喷砂
超大型高速电火花线切割机
《三体》电视剧的第29集，都看过了没有啊？
这一集堪称神作，近乎完美展现了原著第一部里的高潮情节——古筝行动。
《三体》电视剧海报 | 腾讯视频
这是全球军方的一场联合行动，利用剧中人物汪淼研发的纳米材料“飞刃”，在巴拿马运河最窄处拉起数十条纳米细线，如同古筝上的琴弦。
当地球叛军ETO的大本营——“审判日”号巨轮驶过时，强度极高的细线将巨轮切割成了40多张薄片，一举消灭了船上的ETO成员，同时截获了三体人的重要信息。
被“古筝”切成数十张薄片的“审判日”号巨轮 | 《三体》电视剧
电视剧《三体》复现了这一情节，巨轮像豆腐一样被悄无声息地切开后又像一叠扑克牌那样向前摊开的场面，令人拍案叫绝。
尽管《三体》是一个科幻故事，但对于如此令人印象深刻的古筝行动，不少读者难免会有一丝好奇：现实世界中真的有细丝能切割巨大的轮船吗？
古筝行动，现实中可行吗？
在我们的日常生活中，细线切开物体的例子比比皆是。
一根铁丝能轻松切开豆腐，切蛋器的钢丝能将鸡蛋切片，还有风筝线割伤人的身体甚至汽车车身的新闻……
似乎细线状的物体，就是为切割而生的。
切蛋器的原理和古筝行动类似
细线能切割物体，一个重要原因是能够在物体表面产生巨大的压强。
压强是物体在单位面积上受到的压力，在压力相同的情况下，细线和物体的接触面积很小，巨大的压强使物体变形甚至割裂。
压强的单位是帕斯卡，简称为帕（Pa）。
钉子可以钉进木板，保龄球瓶却不行，就是因为压强不同｜可汗学院
而对于被细线切割的物体，要评判它容不容易被细线切断，一个重要的指标就是硬度（hardness）。
按照材料力学的定义，硬度是材料在一定条件下抵抗硬物压入其表面的能力，压入表面的形式包括变形、划痕、切削等等。
以豆腐、蛋糕为例，用手一捏就会变形，硬度很低，找一根铁丝就很容易切开；而钢铁的硬度很高，用细线切开绝非易事。
衡量材料硬度的标准有很多种，比如说大家熟悉的莫氏硬度（Mohs scale），是根据矿物相互刻划的划痕来定义的。不过，莫氏硬度并不能反映材料的绝对硬度，不利于定量分析。
一种较多采用的硬度标准是布氏硬度（Brinell scale），测量方法用硬质合金球压头在材料上施加力使其产生永久压痕变形，实验施加的力除以压痕的表面积就是布氏硬度的值。
测量布氏硬度的示意图 | Wiki
同样是力除以面积，布氏硬度的单位和压强正好相同，都是Pa。
钢铁的布氏硬度一般在200 MPa左右，1 MPa等于100万 Pa。这个压强有多大呢？大概相当于800头大象同时站在你的一只脚上。施加如此大的压强才能造成形变，可见钢铁的硬度有多高。
钢铁的布氏硬度很高，以MPa为量级 | Dreamstime
虽然细线与材料接触面积小，但是要突破钢铁的布氏硬度进而实现切割，对力学性能的要求还是过于严苛。
在小说的设定中，切割巨轮的细线粗细大约相当于头发丝的十分之一，直径大概是10微米左右。对巨轮的拦截长度不妨计为20米。简单估算后可知，要达到200 MPa的压强，每根细线在垂直方向上所受的力高达40000牛顿。
垂直方向上受力40000牛顿，相当于细线上踩了一头大象 | 图虫创意
不仅需要几十米的长度，还要在侧面受到极大的压力，切割过程中还有磨损与发热，这是直径只有10微米的线状材料难以承受的。
在未来很长一段时间内，人类可能都无法找到合适的材料，制备出如此强大的细线。
机械工程中的“线切割”
虽然古筝行动在现实中暂时还很难实现，但是在实际的工程技术中，用线状工具切割材料的场景并不少见。
线锯（wire saw）就是一种专门用金属线或缆绳切割大块固体材料的工具。典型的金刚石切割线，结构是利用烧结、电镀或钎焊等方式将金刚石磨粒固定在高强度钢线上，与待切割物体进行高速磨削运动，从而达到切割的目的。从宝石、水晶到花岗岩、钢筋混凝土，金刚石切割线几乎可以切割任何硬度小于金刚石的材料。
线锯切割花岗岩 | optimaindia.com
机械制造业中还有一种叫做“线切割”的加工技术，全名是电火花线切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Machining）。加工方法是用一根移动的金属线充当电极，在电极与工件之间施加脉冲电压进而产生火花放电，放电产生的瞬时高温将工件表面熔化或汽化，通过控制电压即可将工件切割成预想的尺寸和形状。
线切割技术用电火花熔化材料 | sl-machining
虽然表面上同样是用线状物体切割材料，线锯和线切割的原理和古筝计划中细丝切割轮船完全不同。
线锯切割主要依靠材料之间的高速摩擦，而线切割与其说是“切”，不如说是“烧”，是用火花放电的高温来对材料进行加工，金属丝甚至没有和材料发生接触。
与之对比，古筝行动中的细线单纯用硬压的方式切割轮船，只能说是小说的剧情需要。
无坚不摧的“水刀”
让我们刨根问底一下，如果我就想通过极高的压强直接暴力击穿和切割钢铁，在现有技术条件下能否实现呢？
能！大名鼎鼎的“水刀”就是。
水刀即高压水射流切割技术（Water Jet Cutting），水流经过增压后从口径极小的喷嘴中喷出，形成射速可达1000米/秒（约3倍音速）的“水箭”，凭借超高的压强切割接触的物体。
水刀切割手表 | Interesting Engineering
上文提到钢铁的布氏硬度大约是200MPa，而水刀的压强最高能超过400MPa，已经远远超过大多数材料能够承受的极限。
不仅如此，水刀的水流中还会混入磨料颗粒，从而获得锯条的特性，进一步增加切割能力，几乎可以切割任何硬质材料。
水刀切割8英寸（约20厘米）厚不锈钢块 | SchGo Engineered Products, Inc.
然而，即使是削铁如泥的水刀，和古筝行动中细线的切割能力相比，还是差得很远。
水刀的水流在喷出喷嘴后会发散，还会受到空气阻力的影响，因此能量随距离快速衰减，切割厚度最多达到10-20厘米的量级，对于切割巨轮那么庞大的物体完全无能为力。
更不用说水刀工作起来声势浩大，像古筝行动那样悄无声息割船于无形，也是不可能做到的。
割船不是目的，太空电梯冲呀！
恐怕真的要像《三体》的科幻设定那样，等人类发明出力学性能超强的材料，即“飞刃”，才有可能完成古筝行动这样的“邪招”——既不动声色杀全船人于无形，又最大限度确保不知道存在哪里的三体人信息不被破坏。
这样的场景，暂时还只能是科幻 | 《三体》电视剧
如果人类真的能够发明出力学性能如此强大的材料，那么它将拥有极其广大的应用场景，绝不只是切割一艘巨轮这么简单，更会为人类文明带来跨越式的发展。
在《三体》的故事线里，正是因为汪淼解决了“飞刃”的量产问题，这种无比坚韧的纳米材料才在续作里应用于太空电梯的制造，使得200年后的人类得以大规模进入太空，组建起了由2000艘星际战舰构成的庞大太空舰队，信心满满地正面迎战三体文明发来的先遣探测器。
《流浪地球2》里的太空电梯，用的也是汪淼的“飞刃”吧…… | 《流浪地球2》预告片
只可惜，如此令人艳羡的太空技术飞跃，三体文明看在眼中，其实并不在乎…… （不能再多说了，要不就剧透到第二部了。）
好在，现实世界里人类并没有面临三体危机，也不需要用古筝行动去切割巨轮，但像太空电梯那样能够大规模低成本迈进太空带来的好处却是实实在在的。
现实世界的“汪淼”们加油！
毕竟，我们的征途是星辰大海。
参考文献
[1]刘鸣放, 刘胜新, 陈永,等. 金属材料力学性能手册[M]. 机械工业出版社, 2011.
[2]张波, 刘文涛, 胡晓冬, 等. 线锯切割技术的应用与发展[J]. 超硬材料工程, 2008 (1): 45-48.
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Wire_saw
[4]https://www.techniwaterjet.com/cutting-steel-with-water/
[5]陈光明. 数控超高压水射流切割技术的特点及其应用[J]. 机床与液压, 2007, 35(8): 64-68.
[6]https://www.youtube.com/watch?v=N6CCIyRjMvo
[7]https://www.youtube.com/watch?v=FXk76rWYdEs
作者：中子星
编辑：Steed
封面图来源：电视剧《三体》剧照
高速电火花线切割速度
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