一、什么是超高速线切割?
超高速线切割,通常指的是??多次切割技术??下的高速精密线切割,而不是单纯指切割速度非常快。它是一种通过??一次粗加工和多次精修??,在保证高加工精度和表面质量的同时,大幅提高整体加工效率的先进电火花线切割技术。
我们常说的&濒诲辩耻辞;快走丝&谤诲辩耻辞;和&濒诲辩耻辞;慢走丝&谤诲辩耻辞;是两种主要技术路线:
•??快走丝:?? 电极丝高速往复运动,切割速度快,但精度和表面光洁度较低。
•慢走丝:?? 电极丝单向低速运动,精度高,表面质量好,但传统单一切割效率较低。
??&濒诲辩耻辞;超高速&谤诲辩耻辞;概念的核心??,就是将快走丝的&濒诲辩耻辞;高速&谤诲辩耻辞;优势和慢走丝的&濒诲辩耻辞;精修&谤诲辩耻辞;能力相结合。现代慢走丝机床通过强大的电源技术和智能控制系统,首先以高速度进行主切割(粗加工),然后自动切换参数,用同一根丝进行多次精修,从而实现了&濒诲辩耻辞;整体效率高&谤诲辩耻辞;且&濒诲辩耻辞;成品质量好&谤诲辩耻辞;的目标。
二、工作原理
超高速线切割依然基于??电火花加工(EDM)?? 的基本原理:
1.??极间放电:?? 在电极丝(钼丝/铜丝)和工件(导电材料)之间施加高频脉冲电压,并保持一个微小的放电间隙(几微米到几十微米)。
2.电离击穿:?? 在绝缘的工作液(去离子水)中,当极间电场强度达到一定程度时,会瞬间电离击穿,形成放电通道。
3.蚀除材料:?? 瞬间产生的高温使工件表面局部金属迅速熔化、气化,并被工作液冲走。
4.连续进给:?? 机床数控系统持续监测放电状态,并伺服控制工件向电极丝进给,维持稳定的放电过程,从而切割出所需的形状。
??&濒诲辩耻辞;超高速&谤诲辩耻辞;和&濒诲辩耻辞;多次切割&谤诲辩耻辞;的实现??依赖于:
•高性能脉冲电源:?? 能提供极大的峰值电流和高频率,实现高效粗加工;又能提供极窄、极精密的脉冲进行微细精修。
•精密的伺服控制系统:?? 实时调整进给速度,避免断丝和短路,保证在高速下的稳定性。
•智能化的加工参数库:?? 根据材料、厚度、目标精度自动匹配粗加工和多次精修参数。
叁、技术特点与优势
1.??高加工效率:?? 主切割速度极快,是传统慢走丝效率的数倍,大幅缩短交货周期。
2.??高加工精度:?? 通过多次精修,可稳定达到±0.002mm甚至更高的尺寸精度。
3.优异表面质量:?? 多次切割可逐次降低表面粗糙度,最终可达Ra < 0.2μm的镜面效果,极大减少了后续抛光工序。
4.低表面损伤层:?? 精修放电能量极小,对工件表面的热影响层和微裂纹非常浅,提高了零件的疲劳强度和寿命。
5.??自动化程度高:?? 可实现无人化连续加工,自动穿丝、自动换刀(不同粗细的电极丝)、自动测量补偿,降低了人工成本和操作难度。
四、主要应用领域
??1.精密模具制造:?? 冲压模、注塑模、压铸模(核心模芯、镶件、滑块等)。
2?.?航空航天:?? 加工发动机叶片、涡轮盘环孔、各种耐高温合金件。
3??.医疗器械:?? 手术器械、植入物、医疗器械中的精密零件。
??4.汽车工业:?? 燃油喷嘴、微电机转子、齿轮、原型件制作。
5??.精密零件加工:?? 各种异形孔、窄槽、微型齿轮、样板、滤网等。
??6.科研领域:?? 新材料(如碳化硅复合材料)的加工试验。
五、操作使用流程与注意事项
??基本操作流程:??
1.加工前准备:??
•工件装夹:?? 使用精密夹具(如磁力吸盘、精密虎钳)牢固装夹工件,并校正其基准面。
•穿丝与校正:?? 安装并张紧电极丝,使用接触感知或火花法精确校正电极丝的垂直度。
•设定坐标系:?? 为工件分中,设定加工原点(G54等)。
2.编程与参数设置:??
•CAD/CAM编程:?? 使用UG、Mastercam等软件绘制零件图并生成加工路径代码(如G代码)。
•选择参数:?? 在机床系统内选择材料、厚度、目标精度,调用内置的优化工艺参数库。这是发挥超高速性能的关键。
3.加工执行:??
&产耻濒濒;启动加工,机床会自动完成主切割和数次精修。过程中需保证工作液充足、水质电阻率稳定。
4.加工后处理:??
&产耻濒濒;取下工件,进行清洗、测量。
??关键注意事项:??
•材料导电性:?? 只能加工金属等导电材料。
•工作液管理:?? 去离子水的电阻率必须维持在设定范围内(通常通过离子交换树脂桶控制),水质直接影响加工速度、稳定性和表面质量。
&产耻濒濒;??电极丝选择:??
•??粗丝(如Φ0.25mm):?? 用于高速粗加工,抗拉强度高,不易断丝。
•细丝(如Φ0.10mm、Φ0.07mm):?? 用于精加工和小R角切割,精度高。
•表面变质层:?? 虽然很薄,但对有特殊要求的零件(如动密封件),可能需要通过后续处理去除。
•??维护保养:?? 定期维护导轮、轴承、过滤器、离子交换树脂等,是保证机床长期稳定性和精度的基础。