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电火花线切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,简称WEDM),有时又称线切割。其基本工作原理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,例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等,成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极,各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等,具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点,已在生产中获得广泛的应用,目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。
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(WEDM-HS),其电极丝作高速往复运动,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,是我国生产和使用的主要机种,也是我国独创的电火花线切割加工模式;
另一类是低速走丝电火花线切割机床(WEDM-LS),其电极丝作低速单向运动,一般走丝速度低于0.2m/s,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,但加工速度较低,是国外生产和使用的主要机种。
根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同,电火花线切割机床又可分为三种:
第一种是*模仿形控制,其在进行线切割加工前,预先制造出与工件形状相同的*模,加工时把工件毛坯和*模同时装夹在机床工作台上,在切割过程中电极丝紧紧地贴着*模边缘作轨迹移动,从而切割出与*模形状和精度相同的工件来;
第二种是光电跟踪控制,其在进行线切割加工前,先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图,加工时将图样置于机床的光电跟踪台上,跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动,再借助于电气、机械的联动,控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动,从而切割出与图样形状相同的工件来;
第三种是数字程序控制,采用先进的数字化自动控制技术,驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工,不需要制作*模样板也无需绘制放大图,比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围,目前国内外 95%以上的电火花线切割机床都已采用数控化。
利用电火花加工原理加工导电材料的特种加工机床。又称电蚀加工机床。电火花加工机床主要用于加工各种高硬度的材料(如硬质合金和淬火钢等)和复杂形状的模具、零件,以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具(如钻头和丝锥)等。
电火花加工机床通常分为电火花成型机床、电火花线切割机床和电火花磨削机床,以及各种专门用途的电火花加工机床,如加工小孔、螺纹环规和异形孔纺丝板等的电火花加工机床。
电火花成型机床是电火花加工机床的主要品种,根据机床结构分为龙门式、滑枕式、悬臂式、框形立柱式和台式电火花成型机床,此外还可根据加工精度分为普通、精密和高精度电火花成型机床。电火花成型机床一般由本体、脉冲电源、自动控制系统、工作液循环过滤系统和夹具附件等部分组成。机床本体包括床身 、立柱、主轴头和工作台等部分,其作用主要是支承、固定工件和工具电极,并通过传动机构实现工具电极相对于工件的进给运动。脉冲电源的作用是提供电火花加工的能量,有弛张式、闸流管式、电子管式、可控硅式和晶体管式脉冲电源,以晶体管式脉冲电源使用最广。自动控制系统由自动调节器和自适应控制装置组成。自动调节器及其执行机构用于电火花加工过程中维持一定的火花放电间隙,保证加工过程正常、稳定地进行。自适应控制装置主要对间隙状态变化的各种参数进行单参数或多参数的自适应调节,以实现最佳的加工状态。工作液循环过滤系统是实现电火花加工必不可少的组成部分,一般采用煤油、变压器油等作为工作液 。工作液循环过滤系统由储液箱 、过滤器、泵和控制阀等部件组成。过滤方法有介质过滤、离心过滤和静电过滤等。夹具附件包括电极的专用夹具、油杯、轨迹加工装置(平动头)、电极旋转头和电极分度头等。
随着数字控制技术的发展 ,电火花加工机床已数控化,并采用微型电子计算机进行控制。机床功能更加完善,自动化程度大为提高,实现了电极和工件的自动定位、加工条件的自动转换、电极的自动交换、工作台的自动进给、平动头的多方向伺服控制等。低损耗电源、微精加工电源、适应控制技术和完善的夹具系统的采用,显著提高了加工速度、加工精度和加工稳定性,扩大了应用范围。电火花加工机床不仅向小型 、精密和专用方向发展 ,而且向能加工汽车车身、大型冲压模的超大型方向发展。
补充知识:数控电火花加工模具
随着纳米技术的进步,产品不断向微型化方向发展,特征尺寸为微米级的微机电系统越来越受到人来自们的高度重视。 微机电针够步划督而余系统(MEMS,Micro-Electro-MachanicalSystems)包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,MEMS已相继应用于精密机械、光电通讯、影像传输、生化医疗和信息储存等领域,如微齿轮、插头式光纤连接器、医学用微量泵、导光板、微透镜、内窥镜零件、微流控芯片、细胞培养用微型到香重容器,以及旋转传感器中的衍射光栅等都需要微型模具。国际MEMS市场近年来获得迅速发展,中国的MEMS市场增速也将加快,据有关资料预师测,至2011年我国MEMS的增速有望调防图达到29.2%。 所谓微型模具,如果从尺寸和制造精度上加以限定,则微型模具具有以下特征:成形制件尺寸微小,一般来说体积为1mm3左右;成形的微观尺寸从几微米到几百微米,模具表面粗糙度Ra≤0.1μm,模具的制造精度≤1.0μm。 微型模具不一定指体积微小序的模具,在大体积项风的模具上有微结构特征的部分,这一部分也可称作微型模具,这种模具结构的微小型及规究显战围速拿腔部分,可在一个小体积的模块上加工,然后把小苗引丰青应拿款院模块作为一个模块嵌入大模具中,这不仅便于微小模具的微细加工,而且可以进行镶块更换,以提高整体模具的寿命。 微型模具的制造难点在于微小型腔或微小凹续既科防烈水凸结构的加工,一般机械加工方法不能加工尺寸太小的零件,也就是说很难加工微结构尺寸的微型模具,而且尺寸精度和表面粗糙度都达不到微型模具的要求,特别是机械加工的应力对微型模具加工影响较大。虽然目前已开发了微细车削机床、微细铣削机床和微细磨削机床,但都有其局限性,很难适合微型模具的微型腔加工。而适合微型模具加工的主要是特种加工技术,包括光制作技术、微细电火花加工技术等。近年来发展的新型光制作技术——LIGA技术,是深度X射核再厚更粉春吗线刻蚀、电铸成型和塑料铸模等技术的结合,是一种高任买识火对手精度微结构的零件加工技术,但LIG坏易试频价A只能加工柱状的微结构,行准帝微硫马航陈略轴年作为微型模具的加工手段也有一定的局限性。 微细电火花加工在微细加工领域被广泛采用,已成为补械云棉持布文微型模具加工方面一个陈缩零错期冲轻法重要的发展方向。微细电火花加工微型模具具有一系列优点: 低应力。这一点对微型模具及微细路参帮南将轴酒友我结构件加工特别重要,由于微细电火花加工是用微脉冲能量加工,所以比一般电火花加工的应力更小,更适合于微型模具加工。 能加工高硬材料。这一点具有特殊的优势,可能是其他加工方法无法比拟的,它对提高微型模具的寿命具有重要意义。 能加工复杂微型腔模具。加工复杂微型腔取决于电极形状,不像LIGA只能加工柱状微结构件,微细车削只适合加工回转类微零件,微细磨削只适合加工沟槽类微结构件等。 无毛刺。微型模具的微型腔不允许有毛刺,有了毛刺要去毛刺也十分困难。 微细电火花加工目前已有相当高的技术水平,微能量脉冲电源、微进给系统、伺服控制系统、数控系统等都在电火花微孔加工中得到开发应用。微细电火花加工的表面粗糙度Ra可达0.05μm,在微型腔或微型结构件的加工中,其加工精度可以达到≤1μm,可以满足微型模具的加工要求。 但微细电火花加工的一个关键问题是微型电极的制作。到目前为止,日本东京大学增泽隆久教授开发的线电极电火花磨削法(WEDG)迄今还是制作微细电极的有效方法,它是建立在电火花反拷贝加工基础上发展起来的一种微型电极制作方法。WEDG的主要特点: ①线电极与工件(微型电极)为点接触,故工件的加工形状仅与成形运动有关,因此圆柱体工件只需单轴数控,利用2轴或3轴数控可以加工多种复杂形状。 ②由于线电极是回转的(移动的)加工量又很小,故线电极损耗极小,有利于提高加工精度;而加工精度主要取决于成形运动精度。 ③放电部位为点区域,放电过程中对工件的振动或造成弯曲的影响极小,适合微型电极(工件)加工,并能达到很高的精度。 ④因放电是点接触相对反拷贝而言效率较低。以加工微细圆柱工件为例,应用WEDG方法可以加工70μm的铜、20μm及13μm的钨,甚至可以进行更小直径的加工。更多关键词搜索:模具