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高速往复走丝电火花线切割技术的高厚度切割

2015年01月27日 11:55中国机床商务网点击:5175

  【中国机床商务网 科技动态】高速往复走丝电火花切割机(HighSpeedWire-cutElectricalDischargeMachine,HSWEDM)自20世纪70年代步入市场后,以其很高的性价比为广大的模具加工市场所接受,目前每年的年产销量已经达到5万台左右,已经成为机械加工领域不可替代的加工手段,并且其应用领域在不断拓展,技术水平也在不断提升。具有中国自主知识产权的HSWEDM目前也正在逐步为世界各国所接受。
  
  HSWEDM由于自身往复走丝的特点,使得其切割精度不可能与低速单向走丝电火花线切割机(LowSpeedWire-cutElectricalDischargeMachine,LSWEDM)进行最终的抗衡,因此其良好的性价比的一个重要体现在于能进行高效、长期稳定的切割加工,尤其体现在高厚度切割方面。
  
  下面我们来简单的说说HSWEDM的高厚度切割。
  
  HSWEDM有别于LSWEDM的一个显著差异就在于能进行稳定的高厚度(厚度>500mm)切割。对于LSWEDM而言,极间冷却是依靠去离子水高压喷入放电间隙,因此,当切割厚度超过200mm后,由于去离子水进入切缝难度增加,因此切割效率显著降低,断丝几率就会大大提高。而HSWEDM由于极间的工作介质主要依靠电极丝带入,因此,采用洗涤性良好的复合工作液后,冷却、洗涤及消电离等问题已不再成为高厚度切割的阻碍。目前商品化的HSWEDM最高切割厚度已超过1200mm,并且已有1500mm以上切割厚度的定制产品问市。
  
  当然,能进行500mm以上高厚度切割并不是只解决了极间冷却后就一定能稳定进行的。由于电极丝在切缝中的长度增加,电极丝经过导轮后有一个抛离效应,而抛离后偏离上下导轮理论切线的距离δ及跳动量均与上下线臂的跨距有关。
  
  因此,第一,切缝必须有足够的间隙容纳电极丝的跳动,所以要求脉冲电源有足够的爆炸力以获得较大的放电间隙。
  
  第二,电极丝抛离后偏离上下导轮理论切线的距离与跨距及电极丝的张力(T)有关,所以必须控制好电极丝的张力及其稳定性。
  
  第三,由于工作液在极间作用长度的增加且工作液具有一定的导电性,必然会在极间产生较高的漏电流,并且由于极间介质的不均匀导致漏电流不稳定,从而会影响极间取样电压的稳定性,因此低电导率工作介质的选择及取样方式及取样点的改进也是需要面对的问题。
  
  第四,由于电极丝在极间停留的时间增加,极间排屑距离的拉长等因素易导致极间不正常放电的几率提高,电极丝断丝几率增加,因此加工中最好能对非正常放电状态及时进行判断,一旦有异常放电应及时切断放电脉冲。在解决了上述问题后,高厚度切割的稳定性将会大大提高。
  
  第五,南航刘志东课题组的最新研究证明高速往复走丝属于非对称切割,由此造成正反向切割的不一致性,从而导致了单边松丝问题,此现象在高厚度切割中体现得尤为明显。单边松丝将使得高厚度切割持续不了太长时间,为解决此问题,通过调整正反向电极丝的走丝速度,达到基本平衡电极丝阻力的目的,从而减小或消除单边松丝问题,使得高厚度切割可以持久稳定进行,配合电导率较低的精品工作液,可以达到良好的加工指标。
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