電火花加工工藝

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2463

電火花線切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,簡(jiǎn)稱(chēng)WEDM),有時(shí)又稱(chēng)線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲(稱(chēng)為電極絲)作電極,對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件,例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等,成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極,各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等,具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn),已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用,目前國(guó)內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60%以上。 
    根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同,電火花線切割機(jī)床通常分為兩類(lèi):一類(lèi)是高速走絲電火花線切割機(jī)床(WEDM-HS),其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),一般走絲速度為8~10m/s,電極絲可重復(fù)使用,加工速度較高,但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向時(shí)停頓,使加工質(zhì)量下降,是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種,也是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式;另一類(lèi)是低速走絲電火花線切割機(jī)床(WEDM-LS),其電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng),一般走絲速度低于0.2m/s,電極絲放電后不再使用,工作平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好,但加工速度較低,是國(guó)外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。 
    根據(jù)對(duì)電極絲運(yùn)動(dòng)軌跡的控制形式不同,電火花線切割機(jī)床又可分為三種:一種是*模仿形控制,其在進(jìn)行線切割加工前,預(yù)先制造出與工件形狀相同的*模,加工時(shí)把工件毛坯和*模同時(shí)裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上,在切割過(guò)程中電極絲緊緊地貼著*模邊緣作軌跡移動(dòng),從而切割出與*模形狀和精度相同的工件來(lái);另一種是光電跟蹤控制,其在進(jìn)行線切割加工前,先根據(jù)零件圖樣按一定放大比例描繪出一張光電跟蹤圖,加工時(shí)將圖樣置于機(jī)床的光電跟蹤臺(tái)上,跟蹤臺(tái)上的光電頭始終追隨墨線圖形的軌跡運(yùn)動(dòng),再借助于電氣、機(jī)械的聯(lián)動(dòng),控制機(jī)床工作臺(tái)連同工件相對(duì)電極絲做相似形的運(yùn)動(dòng),從而切割出與圖樣形狀相同的工件來(lái);再一種是數(shù)字程序控制,采用先進(jìn)的數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù),驅(qū)動(dòng)機(jī)床按照加工前根據(jù)工件幾何形狀參數(shù)預(yù)先編制好的數(shù)控加工程序自動(dòng)完成加工,不需要制作*模樣板也無(wú)需繪制放大圖,比前面兩種控制形式具有更高的加工精度和廣闊的應(yīng)用范圍,目前國(guó)內(nèi)外95%以上的電火花線切割機(jī)床都已采用數(shù)控化。
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線切割原理介紹
線切割原理介紹及工業(yè)安全
線切割加工機(jī)發(fā)展史
20世紀(jì)中期, 蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí),發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉,從而開(kāi)創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法, 線切割放電機(jī)也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。當(dāng)時(shí)以投影器觀看輪廓面前后左右手動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)面加工,其實(shí)認(rèn)為加工速度雖慢,卻可加工傳統(tǒng)機(jī)械不易加工的微細(xì)形狀。代表的實(shí)用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當(dāng)時(shí)使用之加工液用礦物質(zhì)性油(燈油)。絕緣性高,極間距離小,加工速度低于現(xiàn)在械械,實(shí)用性受限。
將之NC化,在脫離子水(接近蒸餾水)中加工的機(jī)種首先由瑞士放電加工機(jī)械制造廠在1969年巴黎工作母機(jī)展覽會(huì)中展出,改進(jìn)加工速度,確立無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的安全性。但NC紙帶的制成卻很費(fèi)事,若不用大型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì),對(duì)使用者是很大的負(fù)擔(dān)。在廉價(jià)的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)裝置(Automatic Programed Tools APT)出現(xiàn)前,普及甚緩。
日本制造廠開(kāi)發(fā)用小型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)的線切割放電加工機(jī)廉價(jià),加速普及。線切割放電加工的加工形狀為二次元輪廓。自動(dòng)程序裝置廣用簡(jiǎn)易形APT(APT語(yǔ)言比正式機(jī)型容易),簡(jiǎn)易形APT的出現(xiàn)為線切割放電機(jī)發(fā)展的重要因素。
線切割放電加工基本原理
線切割放電加工以銅線作為工具電極,在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓,并保持5~50um間隙,間隙中充滿(mǎn)煤油、純水等絕緣介質(zhì),使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電,并彼此被消耗、腐蝕.在工件表面上電蝕出無(wú)數(shù)的小坑,通過(guò)NC控制的監(jiān)測(cè)和管控,伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行,使這種放電現(xiàn)象均勻一致,從而達(dá)到加工物被加工,使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品.
電火花加工的物理原理如下:
為了在2個(gè)電極之間產(chǎn)生電火花,這2個(gè)電極之間的電壓必須高于間隙(電極-工件之間)擊穿電壓取決于:
1) 電極和工件之間的距離;
2) 電介液的絕緣能力(水質(zhì)比電阻);
3) 間隙的污染狀況(腐蝕廢物)。
放電首先在電場(chǎng)最強(qiáng)的點(diǎn)發(fā)生,這是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程;自由正離子和電子在場(chǎng)
中積累,很快形成一個(gè)被電離的導(dǎo)電通道;在這個(gè)階段,兩板間形成電流。導(dǎo)
致粒子間發(fā)生無(wú)數(shù)次碰撞,形成一個(gè)等離子區(qū),并很快升高到8000到12000度
的高溫,在兩導(dǎo)體表面瞬間熔化一些材料,同時(shí),由于電極和電介液的汽化,
形成一個(gè)氣泡,并且它的壓力規(guī)則上升直到非常高;然后電流中斷,溫度突然
降低,引起氣泡內(nèi)向爆炸,產(chǎn)生的動(dòng)力把溶化的物質(zhì)拋出彈坑,然后被腐蝕的
材料在電介液中重新凝結(jié)成小的球體,并被電介液排走;對(duì)于電極及工件腐蝕
對(duì)不對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題,主要取決于電極熱傳導(dǎo)性,材料的熔點(diǎn),持續(xù)時(shí)間以及放電密
度,發(fā)生在電極上稱(chēng)作損耗,發(fā)生在工件上稱(chēng)作去除材料.
工 業(yè) 安 全
為了確保操作者和機(jī)床在最佳安全條件下,及同一廠內(nèi)人員的健康和具備舒適的工作環(huán)境,使機(jī)器設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間保持原有加工性能及精準(zhǔn)度, 延長(zhǎng)使用壽命,必須遵守線切割放電加工的安全規(guī)則。
一、環(huán)境:
環(huán)境的選擇與線切割放電加工設(shè)備及其操作人員有直接的關(guān)系,環(huán)境選擇的好壞有以下影響:其一、損壞設(shè)備性能及精度,使其機(jī)床壽命縮短;其二、影響工件加工精度,造成品質(zhì)不良;其三、對(duì)操作者的安全及身體健康也有所危害。故而,在環(huán)境場(chǎng)所的選擇請(qǐng)參考以下事項(xiàng):
1.滿(mǎn)足線切割機(jī)床所要求的空間尺寸;
2.選擇能承受機(jī)床重量的場(chǎng)所;
3.選擇沒(méi)有振動(dòng)和沖擊傳入的場(chǎng)所。
線切割放電機(jī)床是高精度加工設(shè)備,如果所放置的地方有振動(dòng)和沖擊,將會(huì)
對(duì)機(jī)臺(tái)造成嚴(yán)重的損傷,從而嚴(yán)重影響其加工精度,縮短其使用壽命,甚至導(dǎo)致機(jī)器報(bào)廢。
4.選擇沒(méi)有粉塵的場(chǎng)所,避免流眾多的通道旁邊;
(1) 線切割放電機(jī)器之本身特性,其空氣中有灰塵存在,將會(huì)使機(jī)器的
絲桿受到嚴(yán)重磨損,從而影響使用壽命;
(2) 線切割放電機(jī)器屬于計(jì)算機(jī)控制,計(jì)算機(jī)所使用的磁盤(pán)對(duì)空氣中灰塵的
要求相當(dāng)嚴(yán)格的,當(dāng)磁盤(pán)內(nèi)有灰塵進(jìn)入時(shí),磁盤(pán)就會(huì)被損壞,同時(shí)也損壞硬盤(pán);
(3) 線切割放電機(jī)本身發(fā)出大量熱,所以電器柜內(nèi)需要經(jīng)常換氣,若空氣中灰塵太多,則會(huì)在換氣過(guò)程中附積到各個(gè)電器組件上,造成電器組件散熱不良,從而導(dǎo)致電路板被燒壞掉。因此,機(jī)臺(tái)防塵網(wǎng)要經(jīng)常清潔。
5.選擇溫度變化小的場(chǎng)所,避免陽(yáng)光通過(guò)窗戶(hù)和頂窗玻璃直射及靠近熱流的
地方
(1)高精密零件加工之產(chǎn)品需要在恒定的溫度下進(jìn)行,一般為室溫20C;
(2)由于線切割放電機(jī)器本身工作時(shí)產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量,如果溫度變化太大,則會(huì)對(duì)機(jī)器使用壽命造成嚴(yán)重影響。
6.選擇屏蔽屋:因線切割放電加工過(guò)程屬于電弧放電過(guò)程,在電弧放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波,從而對(duì)人體健康造成傷害,同時(shí)會(huì)影響到周?chē)沫h(huán)境.
7.選擇通風(fēng)條件好,寬敞的廠房,以便操作者和機(jī)床能在最好的環(huán)境下工作. 
 二、搬運(yùn):
1.搬運(yùn)方式的選擇:線切割放電加工機(jī)設(shè)備搬運(yùn)用叉車(chē)式和滾輪式,特殊情況下時(shí)選用吊式移動(dòng);
2.搬運(yùn)前的鎖定:在搬運(yùn)之前,必須用專(zhuān)用隨機(jī)固定件將床臺(tái)和各軸鎖定。
以防止在搬運(yùn)中造成設(shè)備損壞,從而影響機(jī)臺(tái)精度甚至使設(shè)備報(bào)廢。
三、操作安全:
為不使機(jī)床及人員受到損壞及危害,在操作線切割加工設(shè)備時(shí)需注意以下事項(xiàng)。
1.只有經(jīng)過(guò)此類(lèi)機(jī)器設(shè)備培訓(xùn)的人員才能獲準(zhǔn)使用該機(jī)器設(shè)備。
2.為了避免加工液及電柜過(guò)熱,冷卻系統(tǒng)必須處于連續(xù)工作狀態(tài);
3.為了避免直接接觸到通電的電線,必須關(guān)閉機(jī)臺(tái)防護(hù)門(mén);
4.不允許2人同時(shí)操作同一機(jī)臺(tái),在運(yùn)行畫(huà)面操作時(shí),應(yīng)盡量將熒屏亮度降低,并選擇斜視觀察畫(huà)面,從而減少熒屏輻射給眼睛帶來(lái)的傷害;
5.加工者應(yīng)熟練掌握操作面板各按鍵的具體功能及使用中的狀態(tài),在機(jī)臺(tái)的操作過(guò)程中靈活運(yùn)用,熟知畫(huà)面的轉(zhuǎn)換,特別是幾個(gè)重要的畫(huà)面(如準(zhǔn)備畫(huà)面,觀察畫(huà)面)所具有的功能,避免在加工中因不熟悉操作面板而造成各種異常,另因各按鍵(特別是常用鍵)的高密集使用容易受損,所以在操作面板時(shí),表面應(yīng)附一層塑料紙作保護(hù),以延長(zhǎng)操作面板之使用壽命;
6.同操作面板一樣,加工者也應(yīng)熟知遙控器的具體使用方法,遙控器之按鍵外表應(yīng)有一層塑料紙作保護(hù),另外,遙控器之所以可以脫離操作板遠(yuǎn)距離 操作,是利用一根電線作傳導(dǎo),所以遙控器的保護(hù)還應(yīng)包括對(duì)電線的保護(hù)。在使用過(guò)程中不可大力拉動(dòng)電線,以免遙控器失靈,電線列的部分應(yīng)圈起放置,使用后,一定要放回原處掛好;
7.在機(jī)床或機(jī)頭移動(dòng)時(shí),絕不可將手可手指置于機(jī)頭和工作物之間,經(jīng)防因指令輸錯(cuò)或方向鍵按錯(cuò),造成安全事故;
8.加工平臺(tái)的保護(hù):在加工工件時(shí),應(yīng)注意裝夾方式是否會(huì)傷到加工平臺(tái),在機(jī)臺(tái)使用時(shí)應(yīng)吹干平臺(tái),長(zhǎng)期不使用時(shí)應(yīng)上防銹油加以保護(hù)機(jī)床;
9.在工件的架設(shè)過(guò)程中,應(yīng)注意切割中是否會(huì)撞到上下機(jī)頭,對(duì)于有小孔的加工應(yīng)采用特殊加工工藝,避免因廢料無(wú)法取出而造成卡料,影響機(jī)床精度;
10.工件的裝夾以方便和穩(wěn)固為原則,在架設(shè)工件時(shí)壓緊力以工件不被水沖動(dòng)為原則,以免造成螺釘滑絲而無(wú)法卸除;
11.在日常的工作中,經(jīng)常會(huì)遇到使用一般架模方法而無(wú)法加工之工件,在這時(shí)就必須使用特殊的裝夾治具:
(1)小型工件--壓板無(wú)法架設(shè)時(shí)可慮使用正角器或麥?zhǔn)M(jìn)行加工;
(2)如遇大斜度類(lèi)工件--無(wú)法傾斜加工時(shí),應(yīng)采用正弦臺(tái)或斜度墊塊輔助傾斜的加工方法進(jìn)行加工;
(3)多件加工時(shí)--可考慮采用正角器或麥?zhǔn)M(jìn)行重迭加工
(4)在治具的使用過(guò)程中,應(yīng)保證治具不受到損傷.
(如:為方便架模而在切割中傷到治具等動(dòng)作都是不可行的)
12.加工時(shí)應(yīng)特別注意設(shè)備:電壓表之電壓是否在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi);
13.加工中不能直接用手觸摸工作物及銅線,落料時(shí)應(yīng)注意料頭卡機(jī)頭的現(xiàn)象,料頭較難取出時(shí)要小心設(shè)備和手指不受到傷害;
14.在清洗加工物時(shí),會(huì)用到草酸清洗液,在使用時(shí)應(yīng)采用毛刷洗凈加工物,而不應(yīng)用雙手直接接觸草酸清洗工作物,從而減少草酸對(duì)手的腐蝕,切勿將草酸弄入眼睛,若有弄入應(yīng)立即用清水清洗;
15.線割機(jī)臺(tái)操作人員加工后應(yīng)注意勤洗手,特別在用餐前應(yīng)洗凈雙手,避免雜質(zhì)較多的加工液攝入危害身體;
16.在電源柜內(nèi)部或機(jī)床的電器件上進(jìn)行各種維修和檢測(cè)時(shí),總開(kāi)關(guān)必須設(shè)置于OFF位置,并設(shè)立標(biāo)示牌(維修中勿開(kāi)電源);
17.維修和檢測(cè)時(shí),必須遵守安全指示,任何維修工作之前必須查閱手冊(cè)中相應(yīng)章節(jié);
18.只有當(dāng)控制柜切斷電源后,才能觸摸電子組件;
19.拿組件時(shí)只能抓住把手,不要接觸到印刷電路板的鍍金線;
20.已損壞的組件必須放入保護(hù)裝置中,才能放心的移置;
21.應(yīng)注意設(shè)備易損耗件的及時(shí)更換,以保持精度。
四、安全裝置: }
A、機(jī)器設(shè)備安全裝備之介紹:
1. 蜂鳴器的設(shè)置(可在發(fā)生停止或異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警);
2. 屏幕保護(hù)的設(shè)置(可在畫(huà)面長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí),屏幕自動(dòng)關(guān)閉減少輻射);
3. 緊急制動(dòng)鍵的設(shè)置(可在發(fā)生突發(fā)異常時(shí)緊急制動(dòng));
4. 散熱風(fēng)扇的安裝(主要負(fù)責(zé)主機(jī)箱的通風(fēng)散熱);
B、安全裝備操作使用方法:
1. 蜂嗚器的使用,蜂嗚器的使用只有兩種狀態(tài):當(dāng)功能選擇為“ON”時(shí),蜂嗚器會(huì)對(duì)出現(xiàn)的異常自動(dòng)報(bào)警;當(dāng)功能選擇為“OFF”時(shí),蜂嗚器不起作用。蜂嗚器主要起提示用,當(dāng)機(jī)臺(tái)暫停時(shí),提醒加工者將機(jī)臺(tái)繼續(xù)加工處理;
2. 屏幕保護(hù)的使用:沙迪克機(jī)型屏幕保護(hù)的設(shè)置,可利用參數(shù)的修改進(jìn)行,選擇是否啟用屏幕保護(hù),并可設(shè)置啟用時(shí)間,如無(wú)使用時(shí)將之關(guān)閉即可;
3. 緊急制動(dòng)按鈕的使用:當(dāng)機(jī)臺(tái)出現(xiàn)突發(fā)異常,加工者無(wú)法立刻想出正確的解決方法時(shí),可按此鍵將機(jī)臺(tái)制動(dòng);
4. 散熱風(fēng)扇在主電源打開(kāi)的情況下便會(huì)啟用;
五、急救逃生:
1. 火災(zāi)發(fā)生:火災(zāi)發(fā)生時(shí),應(yīng)及出正確的消防處理,并立即上報(bào)主管,撥打火警“119”電話時(shí) (必須有接到高級(jí)主管命令) ,要講清著火單位名稱(chēng)詳細(xì)地址,著火物質(zhì),火情大小及報(bào)警人的姓名與電話號(hào)碼,并積極參與撲救初期火災(zāi),防止火勢(shì)蔓延,當(dāng)火勢(shì)難以控制時(shí),就要鎮(zhèn)定情緒,設(shè)法逃生。當(dāng)被煙包圍時(shí),要用濕毛巾捂住口鼻,低姿勢(shì)行走匍匐穿出現(xiàn)場(chǎng),當(dāng)逃生通道被煙火封住,可用濕棉被等披在身上彎腰沖過(guò)火場(chǎng)。當(dāng)逃生通道被堵死時(shí),可通過(guò)陽(yáng)臺(tái)排水管等處逃生,或在固定的物體上拴繩子,順繩子逃離火場(chǎng),如果上述措施行不通,則應(yīng)退回室內(nèi),關(guān)閉通往火區(qū)的門(mén)窗,并向窗外澆水延緩火勢(shì)蔓延,同時(shí)向窗外發(fā)出求救信號(hào),總之,在任何情況下,都不要放棄救生的希望;
2. 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電后,應(yīng)迅速展開(kāi)急救工作,動(dòng)作迅速。方法準(zhǔn)確最為關(guān)鍵。無(wú)論在何時(shí)何地發(fā)現(xiàn)危重病人或意外事故,都可撥打“120”電話,請(qǐng)求急救中心進(jìn)行急救。首先應(yīng)迅速切斷電源,若電源開(kāi)關(guān)距離較遠(yuǎn),可用絕緣物體拉開(kāi)觸電者身上的電線,或用帶絕緣柄的工具切斷電源,切勿用金屬材料或潮濕物體作救護(hù)工具,更不可接觸觸電者身體,以防自己觸電。當(dāng)觸電者脫離電源后,應(yīng)根據(jù)其具體情況,迅速對(duì)癥狀救治。對(duì)傷勢(shì)不重,神志清醒者,應(yīng)使其安靜休息一小時(shí),再送往醫(yī)院觀察;對(duì)傷勢(shì)較重,也失去知覺(jué),但心臟跳動(dòng)和呼吸還存在,應(yīng)使其舒適,安靜地平臥,并速請(qǐng)醫(yī)生診治或送往醫(yī)院,對(duì)傷勢(shì)嚴(yán)重,呼吸停止或心臟跳動(dòng)停止,或二者都已停止,應(yīng)立即施行人工呼吸及胸外擠壓,并速送醫(yī)院診治。

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