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五金加工中的慢走丝加工技术
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  • 日期 : 2019-09-19

  随着我国制造业的不断发展,各行业对于五金加工的精度要求不断提高,特别是线切割五金加工用户的需求尤为迫切。目前我国五金加工中线切割技术和设备取得了有目共睹长足的进步。但是我国在慢走丝机床与国外技术相比,还存在一定的距离。

  众所周知,线切割机床大致分为慢走丝、中走丝和快走丝。其中,快走丝切割速度快,精度低,价格便宜,但无法满足日提高的加工需求;中走丝的切割速度、加工精度和产品价格均适中;慢走丝加工精度最高,技术含量最高,然而机器价格和使用成本却比较昂贵。

  由于社会对产品多样化的需求更加强烈,多品种、中小批量生产的比重明显增加,快走丝加工采用传统的普通加工设备已难以适应高效率、高质量、多样化的五金加工要求。慢走丝加工机床在加工效率、精度、表面质量等方面都具有非常明显的优越性。虽然慢走丝加工机床的价格较贵,但随着制造业的高速发展,它将会被越来越多地应用于各加工领域。

  多次切割技术是提高慢走丝加工精度及表面质量的根本手段。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。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,采取了更多的动态拐角处理策略。如:自动改变加工速度、自动调节水压、控制加工能量等。

  先进的慢走丝加工机床采用的高精度精加工回路,是提高加工工件平直度的有效技术,使厚件加工的精度得到显著提高;为了进行小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工,顶尖的数控低速走丝电火花线切割机床可以采用0.02~0.03 ㎜的电极丝进行切割。为了保证五金加工高精度,机床的机械精度、脉冲电源精度、伺服控制精度(包括对机械运动、脉冲参数、走丝系统和工作液系统的控制)都已达到极高的水准。采用水温冷却装置,使机床内部温度与水温相同,减小了机床的热变形;采用闭环数字交(直)流伺服控制系统,确保优良的动态性能和高定位精度,加工精度可控制在若干微米以内,精密定位可实现0.1μm当量的控制;采用浸入式加工,降低工件热变形;电机伺服,闭环电极丝张力控制;采用电压调制对刀电源实现高精度对刀,对刀精度可达0.002 ㎜,不损伤工件,不论干湿。

  先进的慢走丝加工机床采用平均电压为零的无防电解脉冲电源,电解的破坏已降到最低程度。此外,由于脉冲电源的改进,普遍采用高峰值,窄脉宽(微秒级),材料大多数为气相抛出,带走了大量的热,不会提高工件表面温度,大大减少开裂现象;不仅加工效率高,而且使表面质量大大提高。

  由于纳秒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,大大提高了慢走丝加工机床的加工效率,当前先进的慢走丝加工机床的最高加工效率可达500㎜²/min。

  先进慢走丝加工机床推出的快速自动穿丝技术,自动穿丝时间<15 s提高了加工效率;推出的双丝自动交换技术,能采用0.20~0.02 ㎜的电极丝自动进行双丝切换加工,总体可节省30%~50%的加工时间。

  目前最为先进的慢走丝加工机床大都是主要由瑞士、日本制造。这类机床的加工精度能保证在±0.002 ㎜以内,最高加工效率可达400~500㎜²/min,表面粗糙度可达Ra0.05μm,具有完美的加工表面质量,表面几乎无变质层,能使用Φ0.02 ㎜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。 

  瑞士和日本公司在中国的制造工厂生产的慢走丝机床属于中等水平,其配置和性能满足了国内大多数精密五金线切割加工的要求。一般都采用无电阻防电解电源,具有浸水式加工、锥度切割功能。实用的最高加工效率为150~200 ㎜²/min,最佳表面粗糙度达Ra<0.4μm,切割精度可达±0.005㎜,一般采用Φ0.1㎜及以上的电极丝进行切割,配备的防撞保护系统可避免由编程错误或误操作引起的碰撞受损,配备或者可选配自动穿丝机构。

  国内自主研发生产的机床属于入门级慢走丝加工机床,其配置和性能满足国内普通模具与零件的加工要求。一般多使用切一修一,切一修二的工艺,能稳定达到表面光洁度在Ra0.8μm左右,加工精度在±0.008㎜,大多只能使用0.15mm及以上的电极丝进行切割,加工的表面微细组织、拐角与先进的机床有一定的差距。

  总的来说,慢走丝加工机床与快走丝加工机床相比,在加工效率、精度、表面质量等方面都具有非常明显的优越性。虽然慢走丝加工机床的价格较贵,但随着制造业的高速发展,它将会被越来越多地应用于各加工领域。

  随着我国五金加工行业的快速发展,国内也涌现出一些慢走丝机床生产厂家,但都是单枪匹马,各自为战,在产品的档次上也只能生产出慢走丝“入门机”。长鸿精密小编认为,只有国内线切割行业众多部门和企业汇集众力,集中攻关、发挥各自优势、技术共享,才能做到自主研发,才能研制生产出技术先进,性能优良的慢走丝加工设备,从而为我国五金加工行业的发展提供设备保障。

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