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五金加工中的慢走絲加工技術
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  • 日期 : 2019-09-19

  隨著我國制造業的不斷發展,各行業對于五金加工的精度要求不斷提高,特別是線切割五金加工用戶的需求尤為迫切。目前我國五金加工中線切割技術和設備取得了有目共睹長足的進步。但是我國在慢走絲機床與國外技術相比,還存在一定的距離。

  眾所周知,線切割機床大致分為慢走絲、中走絲和快走絲。其中,快走絲切割速度快,精度低,價格便宜,但無法滿足日提高的加工需求;中走絲的切割速度、加工精度和產品價格均適中;慢走絲加工精度最高,技術含量最高,然而機器價格和使用成本卻比較昂貴。

  由于社會對產品多樣化的需求更加強烈,多品種、中小批量生產的比重明顯增加,快走絲加工采用傳統的普通加工設備已難以適應高效率、高質量、多樣化的五金加工要求。慢走絲加工機床在加工效率、精度、表面質量等方面都具有非常明顯的優越性。雖然慢走絲加工機床的價格較貴,但隨著制造業的高速發展,它將會被越來越多地應用于各加工領域。

  多次切割技術是提高慢走絲加工精度及表面質量的根本手段。一般是通過一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面質量。由于在切割拐角時電極絲的滯后,會造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度,采取了更多的動態拐角處理策略。如:自動改變加工速度、自動調節水壓、控制加工能量等。

  先進的慢走絲加工機床采用的高精度精加工回路,是提高加工工件平直度的有效技術,使厚件加工的精度得到顯著提高;為了進行小圓角、窄縫、窄槽及微細零件的微精加工,頂尖的數控低速走絲電火花線切割機床可以采用0.02~0.03 ㎜的電極絲進行切割。為了保證五金加工高精度,機床的機械精度、脈沖電源精度、伺服控制精度(包括對機械運動、脈沖參數、走絲系統和工作液系統的控制)都已達到極高的水準。采用水溫冷卻裝置,使機床內部溫度與水溫相同,減小了機床的熱變形;采用閉環數字交(直)流伺服控制系統,確保優良的動態性能和高定位精度,加工精度可控制在若干微米以內,精密定位可實現0.1μm當量的控制;采用浸入式加工,降低工件熱變形;電機伺服,閉環電極絲張力控制;采用電壓調制對刀電源實現高精度對刀,對刀精度可達0.002 ㎜,不損傷工件,不論干濕。

  先進的慢走絲加工機床采用平均電壓為零的無防電解脈沖電源,電解的破壞已降到最低程度。此外,由于脈沖電源的改進,普遍采用高峰值,窄脈寬(微秒級),材料大多數為氣相拋出,帶走了大量的熱,不會提高工件表面溫度,大大減少開裂現象;不僅加工效率高,而且使表面質量大大提高。

  由于納秒級大峰值電流脈沖電源技術及檢測、控制、抗干擾技術的發展,大大提高了慢走絲加工機床的加工效率,當前先進的慢走絲加工機床的最高加工效率可達500㎜²/min。

  先進慢走絲加工機床推出的快速自動穿絲技術,自動穿絲時間<15 s提高了加工效率;推出的雙絲自動交換技術,能采用0.20~0.02 ㎜的電極絲自動進行雙絲切換加工,總體可節省30%~50%的加工時間。

  目前最為先進的慢走絲加工機床大都是主要由瑞士、日本制造。這類機床的加工精度能保證在±0.002 ㎜以內,最高加工效率可達400~500㎜²/min,表面粗糙度可達Ra0.05μm,具有完美的加工表面質量,表面幾乎無變質層,能使用Φ0.02 ㎜的電極絲進行微精加工,主機大都具有熱平衡系統,一些機床采用在油中進行切割加工。 

  瑞士和日本公司在中國的制造工廠生產的慢走絲機床屬于中等水平,其配置和性能滿足了國內大多數精密五金線切割加工的要求。一般都采用無電阻防電解電源,具有浸水式加工、錐度切割功能。實用的最高加工效率為150~200 ㎜²/min,最佳表面粗糙度達Ra<0.4μm,切割精度可達±0.005㎜,一般采用Φ0.1㎜及以上的電極絲進行切割,配備的防撞保護系統可避免由編程錯誤或誤操作引起的碰撞受損,配備或者可選配自動穿絲機構。

  國內自主研發生產的機床屬于入門級慢走絲加工機床,其配置和性能滿足國內普通模具與零件的加工要求。一般多使用切一修一,切一修二的工藝,能穩定達到表面光潔度在Ra0.8μm左右,加工精度在±0.008㎜,大多只能使用0.15mm及以上的電極絲進行切割,加工的表面微細組織、拐角與先進的機床有一定的差距。

  總的來說,慢走絲加工機床與快走絲加工機床相比,在加工效率、精度、表面質量等方面都具有非常明顯的優越性。雖然慢走絲加工機床的價格較貴,但隨著制造業的高速發展,它將會被越來越多地應用于各加工領域。

  隨著我國五金加工行業的快速發展,國內也涌現出一些慢走絲機床生產廠家,但都是單槍匹馬,各自為戰,在產品的檔次上也只能生產出慢走絲“入門機”。長鴻精密小編認為,只有國內線切割行業眾多部門和企業匯集眾力,集中攻關、發揮各自優勢、技術共享,才能做到自主研發,才能研制生產出技術先進,性能優良的慢走絲加工設備,從而為我國五金加工行業的發展提供設備保障。

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