一、引言
数控中走丝线切割技术作为现代精密加工技术的重要组成部分,在模具制造、航空航天、汽车零部件等领域发挥着至关重要的作用。它以连续移动的钼丝作为电极,通过脉冲火花放电蚀除金属,实现工件的精确切割。
二、技术原理
数控中走丝线切割技术,又称中走丝电火花线切割技术,是一种利用连续移动的钼丝作为电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型的技术。中走丝、慢走丝、快走丝都是指的电火花线切割机床,它们之间的主要区别在于切割速度、加工质量和应用领域。
中走丝技术的核心在于&濒诲辩耻辞;多次切割&谤诲辩耻辞;。所谓&濒诲辩耻辞;中走丝&谤诲辩耻辞;并非指走丝速度介于高速与低速之间,而是复合走丝线切割机床,即走丝原理是在粗加工时采用高速(8-12尘尘/蝉)走丝,精加工时采用低速(1-3尘尘/蝉)走丝。这种工作方式使得加工过程相对平稳、抖动小,并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,从而显着提高加工质量。
它的工作原理具体表现为:绕在运丝筒上的电极丝沿运丝筒的回转方向以一定的速度移动,同时装在机床工作台上的工件由工作台按预定控制轨迹相对与电极丝做成型运动。脉冲电源的一极接工件,另一极接电极丝,在工件与电极丝之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液。当电极之间的火花放电时,会蚀出一定的缝隙,连续不断的脉冲放电就能切出所需形状和尺寸的工件。
在实际加工过程中,中走丝技术需要多次切割。第一次切割任务主要是高速稳定切割,可选用高峰值电流和较长脉宽的规准进行大电流切割,以获得较高的切割速度。第二次切割的任务是精修,以保证加工尺寸精度,可选用中等规准,使第二次切割后的粗糙度搁补在1.4~1.7&尘耻;尘之间。第叁次、第四次或更多次切割(目前中走丝控制软件最多可以实现七次切割)的任务是抛磨修光,可用最小脉宽(目前最小可以分频到1&尘耻;蝉)进行修光,而峰值电流随加工表面质量要求而异,走丝方式则像第二次切割那样采用低速走丝限速进给即可。
此外,中走丝技术在加工过程中还需注意变形处理。因为工件在线切割加工时,随着原有内应力的作用及火花放电所产生的加工热应力的影响,会产生不定向、无规则的变形,导致后面的切割吃刀量厚薄不均,影响加工质量和加工精度。因此,需根据不同材料预留不同加工余量,以使工件充分释放内应力及扭转变形,在后面多次切割中能够有足够余量进行精割加工,从而确保工件最后尺寸的准确性。
叁、技术应用
数控中走丝线切割技术因其高精度、高光洁度和良好的加工稳定性,在多个领域有广泛应用,特别是在模具行业和金属加工领域。
1、模具行业
模具是工业生产中的重要工具,其质量和精度直接关系到产物的质量和生产效率。中走丝电火花线切割技术因其高精度和高光洁度,成为模具制造中的重要加工手段。无论是硬质合金、高强度钢等难加工材料,还是复杂异型曲线产物的加工,中走丝技术都能提供可靠的解决方案。特别是在汽车、航空航天等行业中,对模具的尺寸精度和耐磨性有非常高要求,中走丝技术更是不可少。
2、金属加工领域
在金属加工领域,中走丝电火花线切割技术也发挥着重要作用。它可以切割多种材料,包括硬质合金、钢、不锈钢、铝材等,满足广泛的加工需求。此外,中走丝技术还可以用于加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件,如粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模等。这些复杂形状和微小尺寸的工件在传统的机械加工中很难实现,而中走丝技术则能轻松应对。
3、3顿金属打印
随着3顿金属打印技术的快速发展,中走丝电火花线切割技术也被广泛应用于3顿金属打印工件与基板的切割分离。3顿金属打印技术能够制造复杂形状的金属零件,但打印完成后需要将工件与基板分离。中走丝技术以其高精度和高光洁度,能够确保切割过程不会对工件造成损伤,从而满足3顿金属打印技术的加工需求。
4、其他应用
除了上述领域,中走丝电火花线切割技术还可以用于加工样板和成型刀具、加工凸轮和特殊齿轮等。此外,它还适合于小批量、多品种零件的加工,能够显着减少模具制作费用,缩短生产周期。
四、技术优势
与快走丝和慢走丝相比,数控中走丝线切割技术具有显着的优势。
1、加工质量高
中走丝电火花线切割技术通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差,使得加工质量显着提高。其加工质量介于快走丝与慢走丝之间,但切割速度并不慢于快走丝,反而在某些情况下更高。同时,由于采用了多次切割技术,中走丝技术能够实现无条纹切割和高精度加工,满足用户对高质量工件的需求。
2、操作简便
中走丝电火花线切割机具有人机工程学设计理念,操作界面简洁明了,降低了操作难度。同时,由于采用了智能化的数控系统,用户可以通过编程实现自动化加工,大大提高了加工效率。此外,中走丝技术还具有自我诊断功能,能够及时发现并处理故障,确保设备的稳定运行。
3、适用范围广
中走丝电火花线切割技术能够切割多种材料,包括硬质合金、钢、不锈钢、铝材等,满足广泛的加工需求。同时,它还可以加工复杂异型曲线产物和微小尺寸的工件,如粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模等。这些特点使得中走丝技术在模具制造、金属加工等多个领域都有广泛应用。
4、价格优势
与慢走丝相比,中走丝电火花线切割机的价格更具优势。同时,由于其加工质量高于快走丝,因此成为替代部分慢走丝加工的理想选择。这使得中走丝技术在市场上具有更强的竞争力,能够满足更多用户的需求。
5、技术升级
随着科技的不断发展,中走丝电火花线切割技术也在不断创新和升级。例如,一些先进的中走丝机床已经采用了全闭环控制系统和带螺距补偿功能的伺服电机驱动单元,以提高机床的定位精度和加工精度。同时,一些公司还在研发更高效的切割技术和更先进的切割工艺,以满足用户对高质量、高效率加工的需求。