电火花线切割机床主要由床身、坐标工作台、运(储)丝机构、工作液循环系统、脉冲电源及数字程序控制系统等组成。根据电极丝的运行速度,电火花线切割机床通常分为两大类:一类是高速走丝电火花线切割机床(wEDM—Hs),一般走丝速度为8一lOn∥s,俗称快走丝,是我国生产和使用的主要机种,也是我国独创的电火花线切割加工模式;另一类是低速走丝电火花线切割机床(wEDM—Ls),一般走丝速度低于0.2H∥s,俗称慢走丝,这是国外生产和使用的主要机种。按控制方式可分为:靠模仿形控制、光电跟踪控制、数字程序控制等。按加工尺寸范围可分为:大、中、小型,以及普通型与专用型等。
电火花线切割加工的原理和特点电火花线切割加工时,电极丝接脉冲电源的负极,工件接正极。每个电脉冲使电极丝和工件之间产生一次火花放电,在放电通道的中心温度瞬时可高于10 000℃,使工件金属熔化,甚至有少量汽化。高温也使电极丝和工件之间的工作液部分发生汽化,汽化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速热膨胀,并具有爆炸的特性。通过这种热膨胀和局部微爆炸抛出熔化和汽化的材料,实现对工件材料的电蚀切割加工。通常认为电极丝与工件之间的放电间隙6。在0.0lmm左右,若电脉冲的电压高,放电间隙会稍大一些。
对于电火花线切割加工的一些规则选择简单归结为以下四点。
1.短路峰值电流的选择
当其他工艺条件不变时,短路峰值电流大,加工电流峰值就大,单个脉冲能量也大,所以放电痕大,切割速度高,表面粗糙度差,电极丝损耗变大,加工精度降低。
2.脉冲宽度的选择
在一定工艺条件下,增加脉冲宽度,单个脉冲放电能量也增大,则放电痕增大,切割速度提高,但表面粗糙度变差,电极丝损耗变大。通常,电火花线切割加工用于精加工和半精加工时,单个脉冲放电能量应限制在一定范围内。当短路峰值电流选定后,脉冲宽度要根据具体的加工要求来选定。精加工时脉冲宽度可在20斗s以下选择;中加工时可在20~60斗s内选择。
3.脉冲间隔的选择
一般脉冲问隔在10—250“s范围内,基本上能适应各种加工条件,可进行稳定加工。
在单个脉冲放电能量确定的情况下,脉冲间隔减小,频率提高,单位时间内放电次数增多,平均加工电流增大,故切割速度提高。脉冲间隔在一定的工艺条件下对切割速度影响较大,对表面粗糙度影响较小。实际上,脉冲间隔太小,放电产物来不及排除,放电间隙来不及充分消电离,这将使加工变得不稳定,易烧伤工件或断丝;脉冲间隔太大,会使切割速度明显降低,严重时不能连续进给,加工变得不稳定。
选择脉冲间隔和脉冲宽度与工件厚度有很大关系,工件厚,脉冲问隔要大,以保持加工的稳定性。
4.开路电压的选择
在一定的工艺条件下,随着开路电压峰值的提高,加工电流增大,切割速度提高,表面粗糙度值增大。因电压高使加工间隙变大,所以加工精度略有降低。但问隙大有利于电蚀产物的排除和消电离,可提高加工稳定性和脉冲利用率。
为了获得比较好的表面粗糙度和较高的尺寸精度,应选择好脉冲参数,并使工件和电极丝间的放电是火花放电,而非电弧放电。首要的是使电脉冲之问有足够的问隔时间,以便放电间隙中的介质消电离,使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子,恢复放电问隙中介质的绝缘强度。一般脉冲间隔应大于脉冲 宽度的4倍。为保证电极丝不被烧断,须向放电间隙注入大量工作液充分冷却电极,同 时,应使电极丝运动,以避免放电总在电极丝的局部位置。高速运动的电极丝 有利于不断向放电间隙中带入新的工作液,同时也有利于把电蚀产物从问隙中带出去。
一般情况下,电火花线切割加工脉冲电源的单个脉冲放电能量较小,除受工件加工表面粗糙度要求的限制外,还受电极丝允许承载放电电流的限制。要想获得较好的表面粗糙度,每次脉冲放电的能量不能太大。表面粗糙度要求不高时,单个脉冲放电能量可以取大些,以便得到较高的切割速度。在实际应用中,脉冲宽度约为l~60¨s,而脉冲频率约为10100kHz。脉冲宽度窄,频率高,有利于降低表面粗糙度,提高切割速度。
总结:电火花线切割加工的优势不但可以大大降低了成形工具电极的设计和制造费用,缩短了生产准备时间及模 具加工周期。还可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。损耗小,对加工精度的影响,可以忽略不计,加工精度高。 4)生产率高,材料利用率也高。而且自动化程度高,操作使用方便,易于实现微机控制。)可直接采用精加工或半精加工规准一次成形,一般不需要中途换电规准。还能够避免发生火灾,安全可靠。