電火花線切割的特點
電火花線切割機按走絲速度可分為高速往復走絲電火花線切割機、低速單向走絲電火花線切割機和立式自旋轉電火花線切割機三類。又可按工作臺形式分成單立柱十字工作臺型和雙立柱型(俗稱龍門型)。實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒了一些低速走絲機的加工工藝技術,并實現了無條紋切割和多次切割,電火花線切割的特點如下 :
(1)利用電蝕加工原理,電極絲與工件不直接接觸,兩者之間的作用很小,故而電極絲、夾具不需要太高的強度。
(2)利用四軸或五軸聯動,可加工錐度、上下面異形體或回轉體等零件。
(3)直接利用線狀的電極絲作電極,不需要制作專用電極,可節約電極的設計、制造費用。
(4)可以加工用傳統切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復雜的工件。對不同的工件只需編制不同的控制程序,對不同形狀的工件都很容易實現自動加工,很適合小批量形狀復雜零件、單件和試制品的加工,且加工周期短。
(5)直接利用電、熱能進行加工,可以方便地對影響加工精度的加工參數(脈沖寬度、間隔、伺服速度等)進行調整,有利于加工精度的提高,便于實現加工過程的自動化控制。
(6)工作液一般采用水基乳化液或純水,成本低,不會發生火災。
(7)傳統的車、銑、鉆加工中,刀具硬度必須比工件大,而電火花線切割機床的電極絲材料不必比工件材料硬,可節省輔助時間和刀具費用。
(8)采用移動的長電極絲進行加工,使單位長度電極絲的損耗較少,從而對加工精度的影響比較小,特別在慢走絲線切割加工中,電極絲一次性使用,電極絲損耗對加工精度的影響更小。電火花線切割加工有許多突出的特點,因而在國內外發展都很快,在塑料模具加工中已獲得了廣泛的應用。
(9)由于電極絲比較細,可以方便地加工微細異形孔、窄縫和復雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄,實際金屬去除量很少,材料的利用率很高。對加工、節約貴重金屬有重要意義。
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中走絲線切割在加工時,在工件陽極附近形成一層很薄的氧化膜,可在工件陽極與電解液之間起到隔離作用。該氧化膜具有較高的電阻和較小的電導率,可阻止工件陽極表面進一步溶解,對工件陽極具有一定保護作用。在電解液的快速沖刷作用下,工件陽極表面凹陷處的氧化膜因不易擴散而較厚;工件陽極表面凸出處(如毛刺、微觀凸出部位等)的氧化膜因容易擴散而較薄。由于氧化膜的分布不均勻,使毛刺等凸出部位始終與新鮮的電解液接觸,因此毛刺部位的金屬溶解速度遠大于陽極表面的其它部位,從而使毛刺被迅速溶解、去除。一般中走絲線切割在陽極溶解過程中,根據電化學加工基本規律(法拉第電解定律)可推導出金屬陽極(工件)沿進給方向的深度蝕除速度va(mm/min)為va=hwi式中:h——電流效率 w——被電解物質的體積電化學當量(mm3/A·h)i——電流密度(A/cm2)當電解液的成分、濃度、加工溫度等參數確定后,陽極某點的蝕除速度主要取決于通過該點的電流密度。 根據電場理論可知,在零件表面毛刺等凸出部位電荷較集中,在表面凹陷處電荷則較少。由于電力線分布不均勻,凸出部位的電力線分布密集,電流密度高,金屬去除較多;凹陷部位的電力線分布相對稀疏,電流密度較低,金屬去除較少。由于毛刺處通過的電流密度遠大于工件陽極表面的其它部位,因此毛刺被迅速溶解。
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