简析慢走丝工艺及其在模具加工中的应用 | 东莞吕华企业网站

简析慢走丝工艺及其在模具加工中的应用

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慢走丝是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝,一般为铜丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电,产生6000度以上高温,蚀除金属、切割成工件的一种数控加工机床。慢走丝加工原理是在线电极与工件之间存在的有缝间隙,持续放电去除金属的现象。

由于慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式,即线电极在运动过程中完成加工,因此即使线电极发生损耗,也能连续地予以补充,故能提高零件加工精度。慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通常可达到Ra=0.8μm及以上,且慢走丝线切割机的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝线切割机好很多,所以在加工高精度机械设备、模具零件时,慢走丝线切割机得到了广泛应用。

工作原理

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慢走丝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、切割成型的一种加工机床。慢走丝加工时在线电极与工件之间存在的疏松接触式轻压放电现象。当柔性电极丝与工件接近到通常认为的放电间隙(例如8~10μm)时,并不发生火花放电,甚至当电极丝已接触到工件,从显微镜中已看不到间隙时,也常常看不到火花,只有当工件将电极丝顶弯并偏移一定距离(几微米到几十微米)时才发生正常的火花放电。此时线电极每进给1μm,放电间隙并不减少1μm,而是电极丝增加一点线间张力,工件则增加一点侧向压力,显然,只有电极丝和工件之间保持一定的轻微接触压力后才能形成火花放电。
切割精度

(1)多次切割技术

多次切割技术是提高低速走丝电火花线切割加工精度及表面质量的根本手段。它是设计制造技术、数控技术、智能化技术、脉冲电源技术、精密传动及控制技术的科学整合。一般是通过一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面质量。

(2)拐角加工技术不断优化完善

由于在切割拐角时电极丝的滞后,会造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度,研究人员采取了更多的动态拐角处理策略。如:改变走丝路径、改变加工速度(薄板)、自动调节水压、控制加工能量等…通过采用综合的拐角控制策略,粗加工时角部形状误差减少70%。

(3)采用提高平直度的技术

高精度精加工回路都是提高平直度的技术,被认为对厚件加工意义重大。
加工效率

(1)最高加工效率

由于ns级大峰值电流脉冲电源技术及检测、控制、抗干扰技术的发展,低速走丝电火花线切割机的加工效率也在不断提高。

(2)较大厚度工件的加工效率

日本三菱电机公司FA-V系列机床在切割300 mm厚的工件时,加工效率可达170 mm2/min。这是很有实际意义的技术提升。

(3)厚度变化工件的加工效率

自动检测加工件的厚度,自动调整加工参数,防止断丝,达到该状态的最高加工效率。

(4)双丝自动交换技术

ROBOFIL 2030S1-TW机床能采用0.20~0.02 mm的电极丝自动进行双丝切换加工。采用粗丝进行第一次切割,一般丝径为0.25 mm,以提高加工效率,并可无芯切割;然后采用细丝进行修整,一般采用0.10 mm的细丝,切割出小圆角,并可提高精度。总体可节省30%~50%的切割时间。

(5)快速自动穿丝技术

自动穿丝时间<15 s;日本沙迪克公司称穿丝时间为13 s.日本三菱电机公司,当板厚为50 mm 时,穿丝时间为10 s,切丝、穿丝总时间为25 s。
各国机床性能及价格

(1)顶级低速走丝电火花线切割机

这种低速走丝电火花线切割机代表了目前的最高水平,如瑞士夏米尔公司的千系列机床、日本三菱电机公司的PA系列超高精度机床、日本牧野公司的UPJ-2超精密机床等。这类机床的 最大特点是加工精度很高:在±0.002 mm以内,表面粗糙度Ra<0.2μm,一般都能使用<0.03 mm的电极丝进行微精加工,主机大都具有热平衡系统,一些机床采用在油中进行切割加工。这个档次的中型机床每台售价一般在200万元以上。ribensanlingpaxilie

(2)高档低速走丝电火花线切割机

这档机床除了采用无电阻防电解电源外,一般均带有自动穿丝装置,能采用0.10 mm的电极丝进行切割,精度在±0.003 mm左右。最高加工效率能达500 mm2/min的超高速机也属于这个档次,如夏米尔公司的240CC、440CC机,日本三菱电机公司的FA-V超高速高性能机等。这个档次的中型机床每台售价在100万元以上。

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(3)中档低速走丝电火花线切割机

为了抢占中国市场,日本、瑞士的电加工机床制造企业推出了这档机床,价格一般在50~80万元/台。如瑞士阿奇公司的XENON、夏米尔公司的380,日本沙迪克公司的AQ系列、三菱电机公司的FA系列等。这档机床的配置和性能满足了用户采用低速走丝电火花线切割加工的基本要求。一般都采用无电阻、防电解电源,具有水浸式加工、锥度切割功能。实用的最高加工效率为120~150 mm2/min ,最佳表面粗糙度达Ra<0.5μm,切割精度可达±0.005mm,一般都采用0.15 mm以上的铜丝进行切割。这档机床一般都具备自动穿丝功能,可供用户选配。

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慢走丝工艺在模具加工中的应用

现在社会,慢走丝在精密模具加工中运用极为广泛。一整套模具加工图纸出来后,往往慢走丝加工通常所负责的是模具主板、成型零件、刀口冲头的加工。慢走丝加工正因为符合高精度加工且慢慢由自动化代替原来的手动,很大程度上降低了操作人员的劳动强度,大大提高了工作效率…基于这些优点,慢走丝加工逐渐在模具加工市场中占有主要地位。

2018-06-08T22:14:20+00:00 Tags: |