电火花线切割加工的法则

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4)数控系统具有切割参数专家数据库和智能型数据库,可根据不同材料的不同厚度转换参数进行加工,数据库中的内容可随时升级。具有故障报警功能及显示故障点,便于维修排除故障。

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按国家标准严格控制机床的制造精度,提高机床的定位精度和重复定位精度,并提高走丝系统的稳定性。

一、问题摘要:
随着制造工业的进步,数控加工已逐步主导了传统的机械加工,员工对特种加工的认识与了解需求也越来越大,对于数控技术大家都可以较为容易理解为计算机控制原理,但对于电加工技术的认识就比较少了,有必要与大家共同探讨数控电加工设备,了解未来工业成就的支柱。
传统的机械加工已经有很久的历史,它对于人类的生产技术和物质文明起了极大的作用。但随着人类科技的进步复杂的工艺生产又严重制约了生产力的发展。直到1943年前苏联拉扎林柯夫才摆脱了传统的切削加工方法。利用电能来切削金属。它是通过带负电荷的工具电极和带正电荷的工件之间产生一次火花放电,产生瞬时的高温,使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉,获得“以柔克刚”的效果。二、电加工的分类及其原理根据放电加工原理及能量作用大致可分为:电火花加工、电化学加工、电子束加工、离子束加工、等离子弧加工等。电火花加工又称放电加工,简称EDM,是通过工具电极和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部瞬时产生高温把金属蚀除下来的一种加工方法。电化学加工是通过电解溶液与金属离子溶解加工。电子束加工是焊接过程中的一种溶化、气化加工。离子束加工是蚀刻注入进行原子撞击的一种动能加工。等离子弧加工是喷镀过程通过涂覆热能熔化的一种加工方法。三、数控机床的发展及系统结构数控机床的出现是在1952年美国的帕森斯公司和麻省理工学院伺服机构试验所研制成功,直到1955年数控系统才投入实用性阶段,我国数控机床的研制始于1958年由清华大学研制的三座标数控机床,到了1966年诞生了第一台用于直线
──圆弧插补的晶体管数控系统,即第二代数控系统,也就是现在线切割机床走线控制系统的初型。使用微处理器的CNC数控系统是目前使用最多的一种系统。也是现代计算机网络的必然控制手段。如下图:它的工作座标系是采用右手直角笛卡儿坐标系,在程序编制中,可根据图纸尺寸的标注方法及精度要求可以任意选用绝对座标和相对座标系进行图表程序处理。四、
电火花加工的分类电火花加工在电加工行业中应用最为广泛的一种加工方法,约占该行业的90%。按工具电极和工件相对运动的方式不同,大致可分为电火花成型加工、线切割加工、电火花磨削加工、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字加工等六大类。其中线切割加工占了电火花加工的60%,电火花成型加工占了30%。随着电加工工艺的蓬勃发展,线切割加工就成了先进工艺制作的标志。五、
电火花线切割加工的原理
线切割加工的基本原理是利用移动的细小金属导线作电极,对工件进行脉冲火花放电,通过计算机进给控制系统。配合一定浓度的水基乳化液进行冷却排屑,就可以对工件进行图形加工。如下图:六、电火花线切割加工分类及其控制方式①、按控制方式分为:靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制、微机控制等。②、按走丝速度分为:低速走丝方式和高速走丝方式。现代的电加工设备已经很少靠模仿型控制和光电跟踪控制方式。快走丝线切割主要是台式单板机和柜式工控机两种。台式单板机主要以3B程序控制。个别的还用4B或5B格式。柜式工控机是近代网络化的必然产物。采用的是国际标准化程序ISO代码。以CPU为依据的控制系统方式。慢走丝线切割的控制方式是以柜式工控机为主。极个别的是全智能化操作系统。国产的慢走丝一般是半自动控制方式。而国外进口机大部分都是全自动操作方式。采用去离子水作工作液,只有在特殊精加工时才采用绝缘性能较好的煤油。
快走丝线切割的电极丝广泛采用0.06?0.25mm的钼丝作高速往复运动,它的运动速度为7?10米/秒。可控加工精度在0.005?0.015m左右。慢走丝线切割的电极丝一般采用0.2mm的铜丝作低速单向运动。它的运动速度低于0.2米/秒。可控加工精度在0.002?0.005mm左右。也就是一条头发丝的1/10到1/20。七、
控制介质数控线切割机床的控制系统是根据人的“命令”控制加工的。所以必须先将要进行线切割加工的图形用线切割控制系统所能接受的“语言”编制好命令。这种“命令”也就是加工程序。编程对于线切割加工来说是重中之重的技术核心部分。是产品尺寸达标与否、模具配合的主要控制手段。现在流行采用的程序格式主要有3B格式,ISO格式。EIA格式。我国的数控线切割快走丝机床主要采用统一的五指令3B格式。
在IT时代的今天,信息网络已融合在高科技制造行业当中,传统的手工编程和纸带控制方式已经不能满足现代加工需要。程序的编制都已依赖于电脑来完成。目前的编程软件主要有YH、CAXA、YCUT、HGD、AUTOP、ZCAD。朝着自动编程技术发展的方向,软件的开发不单在于图形的程序编制简单化,有的软件还包含于机电一体化编程控制系统中。依赖扫描技术辅以
4轴联动或5轴联动控制为基础,结合多项的技术参数设置。控制系统就能加工出理想的工件产品。八、电火花线切割加工工艺
在电加工的技术角度来说,最重要的是在于它的工艺技术和技巧,只有工艺合理,才能高效率地加工出质量好的工件,
分析图样是保证工件质量和工件综合技术指标的第一步,其中加工路线和正确装夹方法最为重要。加工操作主要在于电极丝的垂直度,脉冲电源的电参数调整,变频进给速度控制等是表面粗糙度和加工精度的重要标志。
九、结束语从特种加工的角度来说,电加工是由电能转换为热能的一种结果,从数控加工来说又是以数字模式转换为机械模式两者相结合,成就了数控电加工设备在现代加工中的出色地位。(end)

选用适用于多次切割的工作液,进行多次过滤,对介电常数等关键进行控制。

从加工起点至切入点路径要短;

2)控制柜采用全封闭结构,防止灰尘、湿气及油污进入机柜内,机柜内的电器元件保持干净、干燥及恒温,使控制系统不受天气变化,特别是南方地区南风天的影响,保证机床控制系统安全,可靠运行。

只对工件材料进行了图形轮廓加工,图形内外的余料还可以利用。

随着技术的发展和市场的需求,广东中山锐锋数控设备有限公司研发生产的双线头数控电火花机床,已经成熟地投入市场,它具有如下鲜明的特点。

目前高速走丝数控电火花线切割也存在着一些问题,如加工工件的尺寸精度低,工件表面质量不够好,生产效率也不是很高。

高速走丝电火花线切割数控机床按控制系统分类,有单片机或单板机控制系统和微机控制系统。单片机或单板机控制系统的核心部分是单片机或单板机,没有编程的功能,其内存容量相对较小;微机控制系统的核心部分是一台微机,微机又分两种:一种是普通微机,在其中插一块编程控制卡,另一种是有些公司所制造的专用微机。这两种都是既有编程功能又有控制功能。其内存容量相对其较大。根据高速走丝电火花线切割数控机床按机床是否有切割锥度的功能可分为普通数控电火花线切割机床和可切割锥度功能的数控电火花线切割机床。高速走丝电火花线切割数控机床按线架数分类可分为一台机床一个线架和一台机床几个线架,一台机床几个线架的机床,它能同时切割同一个工件的几个部位,能提高生产的效率。

从工艺角度考虑,切入点在棱边外为好;

电火花线切割的加工特点主要如下:

纵观电火花切割机床数十年的发展历程,介绍电火花线切割数控机床分类、特点及进行加工时应注意的问题,并提出了对该类数控机床发展方向的建议。

断丝后重新加工的方法:可以采用原地穿丝,如果原地穿丝比较困难,那么可以将程序反身空走回到加工起始点,也可以手动起始点,穿丝后再切割,对精度没有影响;如果此时是加工到配合件则注意减持钼丝量。

5)数控系统可随时拷贝当前加工状态,并可复制到备用控制系统继续进行加工。具有丝杆螺距误差补偿及光栅闭环补偿功能,提高加工精度。

2.2加工工艺名词术语注释

无论被加工的材料硬度如何,只要是导体或半导体材料都能实现加工。

为了解决高速走丝电火线切割多年来存在的问题,很多生产线切割机床的厂家及一些科技工作者经过多年的实验研究,一致认为“多次切割”和“多线头”是高速走丝电火花切割机床的发展方向。“多次切割”可以明显提高高速走丝电火花线切割机床的切割加工精度和切割速度,减少加工表面粗糙度Ra值,多线头线切割机床可以明显地提高生产效率,降低生产资料的浪费,降低物耗,降低操作工的劳动强度。为了满足高速走丝电火花线切割机床在生产中应用,对多次切割及多线头机床应进行改进创新。可从以下几个方面入手:

无需金属切削刀具,以0.03mm~0.35mm的金属丝为电板工具,工件材料的预留量少,有效节约贵重材料。

间隙补偿量f,间隙补偿量f等于电极丝半径r丝与放电间隙δ电之和,即f=r丝δ电。例如:用φ0.2mm的电极丝加工钢工件,只进行一切切割,则间隙补偿量f=电极丝半径r丝+放电间隙δ电=0.1
0.01=0.11mm。

1943年,前苏联科学家鲍·洛·拉扎连柯院士首先利用电火花腐蚀触点的原理,把火花放电用来导电的金属材料进行电火花加工,将有害的电火花腐蚀变为有用的电火花加工。随着电火花加工技术的发展,用电火花线切割机床加工各种材料及复杂形状,已经成为机械加工领域内的通用加工工艺,其加工工艺的好坏及加工操作人员技能的高低直接影响到所制造工件质量的好坏。本文介绍了电火花线切割数控机床分类、特点及进行加工时应注意的问题,希望对该类数控机床的发展方向提供有价值的建议。

以下就笔者在加工过程中遇到的问题,将加工的经验介绍如下,以期为将来的加工问题做出相应的参考依据。

工件变形夹丝:对于一些热处理变形大的工件或薄件叠加加工时,会出现夹丝现象,这时应在切割过程中穿入与切割缝隙宽度一致的塞尺,以防止夹丝。薄板加工时应用螺杆紧固,压紧工件。

2、设备分类及加工工艺名词术语注释

3、加工过程中应关注的问题

采用新型耐磨性好的导向装置,更有效地控制电板丝的空间位置和抖幅。

切入点应避开有尺寸精度要求的地方;

2.1设备分类

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自动化程度高,操作方便,加工周期短,成本低。

加工工艺在数控电火花加工过程中对质量的好坏起着极其重要的作用,因此,在加工之前以及加工过程中对于各种参数的选定,乳化液的选用以及加工路径的确定等等,都至关重要。在此了解一些在加工过程中常遇到部分名词术语。

线切割加工过程中乳化液的选用须达到具有良好的洗涤能力和排屑能力,能在电极丝高速运转的带动下,渗透到切缝中,起到溶屑和排屑的作用,并且使工件表面光亮,改善表面粗糙度,且具有良好的冷却作用。由于电极丝与工件之间产生火花放电时温度较高,乳化液在电极丝带动下起到冷却作用,能具有防锈功能。加工路径的选择好坏对产品质量的好坏也有着一定的影响,由于加工工件都存在一定的内应力,这会对切割出工件的形状及尺寸带来一定的影响,对于工件的应力变形,一般采用钻孔或切槽等方法,还有用回火热处理来消除内应力,切割时采取钻穿丝孔,并选择最后切割夹持部分这边的合理切割路径,以限制应力释放对切割出工件的形状和尺寸的不良影响。总之,切入点的确定应遵循以下原则:

3.2加工经验分享

在切割凹模时,在切割完成点应设置暂停符,以便取下废料,防止废料掉下时砸断电极丝或卡住下支架。

1、电火花线切割加工的特点

直接采用精加工和半精加工一次加工成形,一般不需要中途转换。

6)机床具备半自动穿丝系统及钼丝自动导入导轮装置,方便员工操作,并配备全自动数控电动集中润滑供油系统,具有油、水分离回收环保系统。

控制和消除往返切割系统,减少电极丝的张力变化,具有适应多次切割的多种走丝速度。

表面粗糙度Rα,是工件表面微观不平度的算术平均值,单位是μm,其是衡量线切割加工表面质量的一个重要指标。

本文对电火花线切割数控机床进行了系统的介绍,总结了加工工艺并对未来发展的展望,为从事电火花线切割数控机床的的同仁们提供帮助和借鉴,为该类装备设计、生产、销售提供了一定的参考价值。

3.1加工时应注意的问题

5、结束语

研制高速走丝多次切割适用的工艺数据库及多次切割的编程控制软件。

3)机床电器采用变频系统,伺服电机驱动并配电子手轮,实现工作台的快速移动,快速移动速度不低于65mm/s。机床在加工前或加工过程中断丝,可随时建立相对坐标点,大大缩短空程时间,提高工作效率。

研制适应多次切割用的脉冲电源,改进变速取样的跟踪系统。

4、实现多次及多线切割是电火花线切割数控机床的发展方向

钼丝直径变换引起断丝:对于长时间切割后,电板丝直径已变细,这时换向处的电极丝由于没有放电损耗变小,容易夹断,所以切割一段时间后,应使用千分尺量一下电极丝直径的变化,并适当将储丝筒的两块换向档块向里移动一些。

断丝后对储丝筒上剩余钼丝的处理:如果储丝筒上的钼丝上得比较多且够粗,那么断丝后,剩余的一部分还可以加以利用,应先找到断头并固定好,把较少的部分钼丝抽掉,然后将储丝筒调整到合适的位置重新穿丝。

虽然加工的对象主要是平面形状,但几乎能够方便加工各种复杂形状的型孔、微孔、窄缝等。

单边放电间隙δ电,是火花放电时电极丝外圆与工件之间的单边距离。若只进行一次切割,通常认为切割钢件时,δ电=0.01mm;切割硬质合金时,δ电=0.005mm;切割紫铜时,δ电=0.002mm。

1)数控系统可直接相互联网,工艺图纸数据通过网络传输直接转换成加工程序,避免二次作图编程的出错机率,便于组成实时远程监控网络及机床控制中心,实现自动智能化集中管理。

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