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        淺談線切割加工技術(shù)及其應(yīng)用

        2014-09-25 03:08:03劉軍喆孟憲國
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年16期
        關(guān)鍵詞:工作液基面電火花

        劉軍喆 孟憲國

        (沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司,遼寧 沈陽 110043)

        淺談線切割加工技術(shù)及其應(yīng)用

        劉軍喆 孟憲國

        (沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司,遼寧 沈陽 110043)

        數(shù)控電火花線切割,簡稱線切割。是利用移動的細金屬導線作為工具電極,在金屬絲與工件間施加脈沖電流,產(chǎn)生放電腐蝕,對工件進行切割加工。繪制正確零件圖,編好程序,將零件找正、裝夾后,就可以加工形狀復雜的零件。隨著工業(yè)制造技術(shù)的飛速發(fā)展,目前在電機、機械加工等行業(yè)新產(chǎn)品的研制開發(fā)過程中,經(jīng)常用線切割方法直接切割出零件,大大縮短了研制周期,并降低了加工成本。在眾多工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,都用到了線切割機床,如飛機制造、汽車模具制造、機械部件的生產(chǎn)等。

        線切割;放電腐蝕;二次加工;裝夾找正

        一 線切割機床的介紹

        20世紀中期, 由蘇聯(lián)人開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法, 線切割放電機也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。在我國五十年代,電火花機床開始進入加工領(lǐng)域。隨著機械加工的需求,我國線切割機床的生產(chǎn)和技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,也對線切割機床提出了更高的精度要求,八十年代后期,國內(nèi)線切割加工技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展及應(yīng)用。

        二 ﹑線切割機床的類型及其加工范圍

        2.1 類型。線切割機床根據(jù)電極絲運行方向和速度分為兩大類,一類是快走絲,一般走絲速度在8~12 m/s;另一類是慢走絲,一般走絲速度低于0.2m/s。慢走絲線切割機床比快走絲線切割機床加工精度高,機床價格也比快走絲線切割機床貴很多。

        2.2 應(yīng)用范圍。線切割技術(shù)應(yīng)用廣泛,一是因其加工效率高﹑精度高,二是其加工范圍廣泛。線切割可加工下列工件:

        1電火花成形用電極

        線切割技術(shù)適合加工一般穿孔加工用﹑帶錐度型腔加工用及微細復雜形狀的電極,同時還有銅鎢﹑銀鎢合金之類的電極材料。

        2模具

        適用于加工各種形狀的沖模﹑蠟?zāi))p注塑模﹑擠壓模﹑粉末冶金模﹑彎曲模等。

        3零件

        線切割加工的零件,要具有良好導電性的金屬零件,適合于加工:

        1)各種形狀孔及鍵槽;2)齒輪內(nèi)外齒形;3)窄長沖模;4)各種平面圖案,尤其適用加工復雜樣條曲線零件。

        利用線切割加工零件的優(yōu)勢:可加工試驗樣件﹑各種型孔﹑特殊齒輪凸輪﹑成型刀具等復雜形狀零件及高硬材料的零件;可進行復雜結(jié)構(gòu)﹑異形槽和標準缺陷的加工;加工薄件時可多片疊在一起加工。線切割加工工件時,有時需要做穿絲孔,用于加工封閉內(nèi)腔。線切割只能加工貫穿工件,不能加工非貫穿工件,如:沉頭孔。線切割加工的工件,須具有良好的導電性,其適合加工鋼件﹑銅件等;加工鋁件時對機床有腐蝕性。

        線切割加工工件時,裝夾找正比較關(guān)鍵。零件尺寸參數(shù)及技術(shù)條件對基面要求較高時,將零件的基面及尺寸參數(shù)一起割出,可避免找正零件時產(chǎn)生的誤差;零件尺寸參數(shù)及技術(shù)條件對基面要求不高時,可將基面用磨削的方式加工后,通過拉直找正基面,再用線切割加工工件,即可滿足加工精度要求。對于小工件的加工,找正后用市場上銷售的“502”膠粘接,可提高裝夾效率5-8倍。試驗證明:線切割加工工件,對工件產(chǎn)生的力非常小,找正后用“502”膠粘接的方式,非常實用。

        三﹑線切割加工機理

        3.1 脈沖電源的要求

        對電火花線切割加工用脈沖總的要求是:

        (1)有高的加工速度,用于提高生產(chǎn)效率; (2)電極損耗低;(3)加工過程質(zhì)量穩(wěn)定 (4)工藝范圍廣 不僅能適應(yīng)粗﹑中﹑精加工的要求,而且要適應(yīng)不同工件金屬材料的加工。

        3.2 機械系統(tǒng)

        機床是線切割加工設(shè)備的主要部分。機床一般由床身﹑工作臺﹑走絲機構(gòu)﹑絲架﹑工作液循環(huán)系統(tǒng)及輔助設(shè)施等幾部分組成。

        1床身

        床身為機床的支撐體,是安裝其它部件的基礎(chǔ),通常采用箱式結(jié)構(gòu)。床身內(nèi)部放置機床電器。

        2工作臺

        工作臺部件用來安放工件。由上下拖板﹑導軌﹑絲桿螺母副及變速機構(gòu)4部分組成,其工作原理是驅(qū)動電動機通過變速機構(gòu)將動力傳遞給絲桿螺母副,絲桿螺母副將傳遞過來的旋轉(zhuǎn)運動變成沿坐標軸的直線運動,從而獲得各種平面圖形的曲線軌跡。

        3走絲機構(gòu)

        走絲機構(gòu)可分為高速走絲機構(gòu)和低速走絲機構(gòu)。

        4工作液循環(huán)

        線切割加工必須在工作液中進行,其方式可將被加工工件浸在工作液中,也可以采用電極絲沖液的方式。對工作液應(yīng)具有以下要求: (1)工作液應(yīng)具有一定的絕緣性。絕緣能力過高,介質(zhì)擊穿所耗能量過大,會降低蝕除量;絕緣能力過低,工作液成了導電體,則不能產(chǎn)生火花放電。(2)有好的冷卻性能。 (3)有較好的洗滌性能,利于排屑。(4)有較好的防銹性能,利于機床維護和工件防銹。(5)工作液對人體應(yīng)無害,工作時,不放出有害氣體。

        四﹑線切割加工可以分為平面加工﹑錐度加工和二次切割加工等。

        1平面加工

        平面加工——是指電極絲在加工過程中始終是嚴格垂直的,電極進行二維平面外形的加工,即X﹑Y方向的移動。

        2錐度加工

        錐度加工——是指在加工過程中,通過對X﹑Y﹑U﹑V軸的控制,實現(xiàn)上下異形的立體加工。3二次切割加工(1)二次切割加工——預先留出精加工余量進行第一次切割加工,然后針對留下的精加工余量,把加工條件改為精加工條件,分段縮小偏置量,再進行切割加工。(2)一般可分為1~5次切割,稱為二次切割加工法。

        二次切割加工有如下四個目的:

        1)消除工件的加工應(yīng)力,為后續(xù)切割加工減小零件變形。2)可去掉第一次切割時在起始接頭處留下的凸起部分。3)改善表面粗糙度。4)提高尺寸精度。

        小結(jié)

        制造技術(shù)是制造業(yè)賴以發(fā)展的支撐。制造業(yè)正面臨著知識﹑信息﹑環(huán)境和資源的嚴重挑戰(zhàn),因此,制造業(yè)必須使用新技術(shù)﹑新材料和新工藝來滿足不斷變化的市場需求。將人類從繁瑣的計算﹑分析等腦力勞動中解放出來,以便有更多的精力從事創(chuàng)造性的勞動。而線切割作為精密加工方式的一種,快慢走絲呈相互擬補,各展所長?,F(xiàn)已成為加工行業(yè)中不可缺少的重要加工方法,成為設(shè)計制造中實現(xiàn)特殊要求所不可缺少的工藝方法。

        [1] 王潤孝.先進制造技術(shù)導論[M].北京科學出版社,2004.

        [2]蔣以忍.金屬工藝學[M].遼寧省出版局出版 .

        TG50

        A

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