數(shù)控電火花線切割加工原理

發(fā)布日期:2011-05-21    蘭生客服中心    瀏覽:3682

電火花數(shù)控線切割加工的過程中主要包含下列三部分內(nèi)容(如圖a所示):


   (1)電極絲與工件之間的脈沖放電。


   (2)電極絲沿其軸向(垂直或Z方向)作走絲運動。


   (3)工件相對于電極絲在X、Y平面內(nèi)作數(shù)控運動。


 


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圖a  電火花線切割加工原理圖


(1)電火花線切割加工時電極絲和工件之間的脈沖放電


電火花線切割時電極絲接脈沖電源的負極,工件接脈沖電源的正極。在正負極之間加上脈沖電源,當來一個電脈沖時,在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電,在放電通道的中心溫度瞬時可高達10000°C以上,高溫使工件金屬熔化,甚至有少量氣化,高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化,這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹,并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸,將熔化和氣化了的金屬材料拋出而實現(xiàn)對工件材料進行電蝕切割加工。通常認為電極絲與工件之間的放電間隙在0.O1mm左右,若電脈沖的電壓高,放電間隙會大一些。


為了電火花加工的順利進行,必須創(chuàng)造條件保證每來一個電脈沖時在電極絲和工件之間產(chǎn)生的是火花放電而不是電弧放電。首先必須使兩個電脈沖之間有足夠的間隔時間,使放電間隙中的介質(zhì)消電離,即使放電通道中的帶電粒子復合為中性粒子,恢復本次放電通道處間隙中介質(zhì)的絕緣強度,以免總在同一處發(fā)生放電而導致電弧放電。一般脈沖間隔應為脈沖寬度的4倍以上。


    為了保證火花放電時電極絲不被燒斷,必須向放電間隙注人大量工作液,以便電極絲得到充分冷卻。同時電極絲必須作高速軸向運動,以避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷,電極絲速度約在7~10m/s左右。高速運動的電極絲,還有利于不斷往放電間隙中帶入新的工作液,同時也有利于把電蝕產(chǎn)物從間隙中帶出去。


    電火花線切割加工時,為了獲得比較好的表面粗糙度和高的尺寸精度,并保證電極絲不被燒斷,應選擇好相應的脈沖參數(shù),并使工件和鉬絲之間的放電必須是火花放電,而不是電弧放電。


(2)電火花線切割加工的走絲運動


為了避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷,影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在加工過程中電極絲沿軸向作走絲運動。走絲原理如圖b所示。鉬絲整齊地纏繞在儲絲筒上,并形成一個閉合狀態(tài),走絲電機帶動儲絲筒轉(zhuǎn)動時,通過導絲輪使鉬絲作軸線運動。


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圖b  走絲機構(gòu)原理圖


(3)X、Y坐標工作臺運動


工件安裝在上下兩層的X、Y坐標工作臺上,分別由步進電動機驅(qū)動作數(shù)控運動。工件相對于電極絲的運動軌跡,是由線切割編程所決定的。


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圖c  上層工作臺的傳動示意圖

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