线切割机床是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。它是由电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉的一种电火花加工方法
1.加工原理
(1)线切割是数控电火花线切割加工的简称。
(2)工作原理:利用移动的金属丝作工具电极,并在金属丝和工件间通以脉冲电流,利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的。
(3)由于它利用的是丝电极,因此,只能作轮廓切割加工。
(4)工作原理如图所示。
线切割机床的加工原理图
1--数控装置 ;2--储丝简; 3--导轮 ;4--电极丝 ;5--工件 ;6--喷嘴;
7--绝缘板 ;8--脉冲发生器; 9--液压泵; 10--水箱; 11--控制步进电动机;
(5)当工件与线电极间的间隙足以被脉冲电压击穿时,两者之间即产生火花放电而切割工件。
(6)通过数控装置l发出的指令,控制步进电动机11,驱动X、Y两托板移动,可加工出任意曲线轮廓的工件
2.机床分类
(1)电火花线切割机床
电火花线切割的走丝速度为6~12mm/s,是我国独创的机种。自1970年9月由第三机械工业部所属国营长风机械总厂研制成功"数字程序自动控制线切割机床",为该类机床国内首创。1972年第三机械工业部对工厂生产的CKX数控线切割机床进行技术鉴定,认为已经达到当时国内先进水平。1973年按照第三机械工业部的决定,编号为CKX - 1的数控线切割机床开始投入批量生产。1981年9月成功研制出具有锥度切割功能的DK3220型的坐标数控机,产品的最大特点是具有1.5度锥度切割功能。完成了线切割机床的重大技术改进。随着大锥度切割技术逐步完善,变锥度、上下异形的切割加工也取得了很大的进步。大厚度切割技术的突破,横剖面及纵剖面精度有了较大提高,加工厚度可超过1000mm以上。使往复走丝线切割机床更具有一定的优势。同时满足了国内外客户的需求。这类机床的数量正以较快的速度增长,由原来年产量2~3千台上升到年产量数万台,全国往复走丝线切割机床的存量已达20余万台,应用于各类中低档模具制造和特殊零件加工,成为我国数控机床中应用最广泛的机种之一。但由于往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制,故电极丝抖动大,在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用,所以会造成电极丝损耗,加工精度和表面质量降低。
(2)低速走丝线切割机
电极丝以铜线作为工具电极,一般以低于0.2mm/s的速度作单向运动,在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V的脉冲电压,并保持5~50um间隙,间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质,使电极与被加工物之间发生火花放电,并彼此被消耗、腐蚀,在工件表面上电蚀出无数的小坑,通过NC控制的监测和管控。精度可达0.001mm级,表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用,而且采用无电阻防电解电源,一般均带有自动穿丝和恒张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好,但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密,技术含量高,机床价格高,因此使用成本也高。
3.操作规程
(1)检查电路系统的开关旋钮,开启交流稳压电源,先开电源开关,后开高压开关,5分钟后,方可与负线连接。
(2)控制台在开启电源开关后,应先检查稳压电源的输出数据及氖灯数码管是否正常,输入信息约5分钟,进行试运算,正常后,方可加工。
(3)线切割高频电源开关加工前应放在关断位置,在钼丝运转情况下,方可开启高频电源,并应保持在60~80伏为宜。停车前应先关闭高频电源。
(4)切割加工时,应加冷却液。钼丝接触工件时,应检查高频电源的电压与电液值是否正常,切不可在拉弧情况下加工。
(5)发生故障,应立即关闭高频电源,分析原因,电箱内不准放入其它物品,尤其金属器材。
(6)禁止用手或导体接触电极丝或工件。也不准用湿手接触开关或其它电器部分。
安全指导
4.安全事项
(1)操作者必须熟悉机床的性能与结构,掌握操作程序,严格遵守安全守则和操作维护规程。
(2)非指定人员不得随便动用设备,室内有安全防火措施。
(3)开动机床前应先做好下列工作:
1)检查机床各部是否完好,定期调整水平。按润滑规定加足润滑油和在工作液箱盛满皂化油水液,并保持清洁,检查各管道接头是否牢。
2)检查机床与控制箱的连线是否接好,输入信号是否与拖板移动方向一致,并将高频脉冲电源调好。
3)检查工作台纵横向行程是否灵活,滚珠筒拖板往复移动是否灵活,并将滚丝筒拖板移至行程开关在两档板的中间位置。行程开关挡块要调在需要的范围内,以免开机时滚丝筒拖板冲出造成脱丝,关滚丝筒电机必须在滚丝筒移动到中间位置时,才能关闭电源,切勿将要换向时关闭。以免惯性作用使滚丝筒拖板移动而冲断钼丝,甚至丝杆螺母脱丝。上述检查无误后,方可开机。
4)安装工件,将需切割的工件置于安装台用压板螺丝固定,在切割整个型腔时,工件和安装台不能碰着线架,如切割凹模,则应在安装钼丝穿过工件上的预留孔,经找正后才能切割。
5)切割工件时,先启动滚丝筒,揿走丝按钮,待导轮转动后再启动工作液电机,打开工作液阀。如在切割途中停车或加工完毕停机时,必须先关变频,切断高频电源,再关工作液泵,待导轮上工作液甩掉后,最后关断滚丝筒电机。
6)工作液应保持清洁,管道畅通,为减少工作液中的电蚀物,可在工作台及回水槽和工作液箱内放置泡沫塑料进行过滤,并定期洗清工作液箱、过滤器,更换工作液。
7)经常保持工作台拖板、滚珠丝杆及滚动导轨的清洁,切勿使灰尘等进入,以免影响运动精度。
8)如滚丝筒在换向时有抖丝或振动情况,应立即停止使用,检查有关零件是否松动,并及时调整
9)每周应有1-2次用煤油射入导轮轴承内,以保持清洁和使用寿命。
10)要特别注意对控制台装置的精心维护,保持清洁。
11)操作者不得乱动电气元件及控制台装置,发现问题应立即停机,通知维修人员检修。
12)工作结束或下班时要切断电源,擦拭机床及控制的全部装置,保持整洁,最好用罩将计算机全部盖好,清扫工作场地(要避免灰尘飞扬)特别是机床的导轨滑动面擦干净,并加好油认真做好交接班及运行记录。