CNC EDM線切割加工包括快速線加工和慢速線加工,它們廣泛用于模具制造行業(yè)。這兩種技術(shù)在加工效率,切割精度和表面質(zhì)量方面的最新發(fā)展是什么?
顧名思義,快速線材加工就是在切割過程中進行高速走線操作而得名??炀€加工機床是我國獨創(chuàng)的電加工機床。經(jīng)過幾十年的不斷改進和發(fā)展,它已成為制造業(yè)中一種重要的加工方法??蓾M足中低檔模具加工等復雜零件制造要求,在中低端市場具有相當?shù)姆至俊?/div>
快速線加工機的最大優(yōu)點是其良好的性能和價格比。由于其實用性和經(jīng)濟性,它在中國有很大的市場。傳統(tǒng)的快絲加工采用一次性切割工藝,加工效率約為40mm 2 / min,表面粗糙度約為3.0μm,表面有明顯的線條,加工精度約為0.02mm。
為了提高加工質(zhì)量,快線加工機床的生產(chǎn)廠家參照多次切削工藝對機床的相關(guān)部件進行了改進,出現(xiàn)了所謂的“中線機床”。機床數(shù)控精度、脈沖電源、走線系統(tǒng)、工藝數(shù)據(jù)庫等一大批工藝技術(shù)得到了極大的提高。提高加工精度,提高表面質(zhì)量。
目前,線切割機床的技術(shù)指標為:一次切割效率為180mm2 / min,多次切割后的表面粗糙度為Ra≤1.0μm。此時的平均效率為50mm 2 / min,并且處理了表面光澤。無明顯切割條,加工精度0.01mm,電極線損≤0。 01毫米/ 200,000平方毫米這些績效指標似乎比較好,但是應該注意的是,獲得這些指標需要確保良好的聯(lián)系。一旦出現(xiàn)差異,例如工作流體的濃度和焊絲的損失,將影響加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。
精密,復雜,長壽命的沖壓模具制造對精度和表面質(zhì)量的要求不斷提高,快速線材加工技術(shù)已不能適應精密模具的制造要求,這種情況促進了慢速線材加工技術(shù)的快速發(fā)展,其各個方面工藝指標它已達到相當高的水平,是其他加工技術(shù)所無法替代的。
1.慢絲加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
(1)提高加工精度
多重切割技術(shù)是提高慢焊絲加工精度和表面質(zhì)量的基本手段。通常,通過一次切割進行切割,使用二次切割以提高精度,并且進行三次或更多次切割以提高表面質(zhì)量。
由于切角時導線的磁滯,角會塌陷。為了提高切角精度,已經(jīng)采用了更加動態(tài)的切角處理策略。如:自動改變處理速度,自動調(diào)節(jié)水壓,控制處理能量。
先進的慢絲加工機采用的高精度精加工電路是一種提高工件平直度的有效技術(shù),使厚零件加工的精度大大提高;對于小圓角,窄縫,窄槽和精細零件的微精加工,頂級的CNC低速電火花線切割機可以用0.02?0.03毫米的線切割。
為保證高精度加工,機床的機械精度、脈沖電源精度、伺服控制精度(包括機械運動控制、脈沖參數(shù)、走線系統(tǒng)和工作液系統(tǒng))都達到了很高的水平。采用水溫冷卻裝置,使機床內(nèi)部溫度與水溫相同,減少機床熱變形。閉環(huán)數(shù)字交流(直)流量伺服控制系統(tǒng),保證了優(yōu)異的動態(tài)性能和高定位精度。加工精度可以控制在幾微米以內(nèi)。精密定位范圍內(nèi),可實現(xiàn)0.1μm等效控制;可采用浸沒加工,減少工件的熱變形;電機伺服和閉環(huán)線張力控制;并且通過電壓調(diào)制對刀供電可實現(xiàn)高精度對刀,對刀精度可達0.002毫米,無論是濕還是干都不會損壞工件。
(2)表面質(zhì)量在不斷提高
先進的慢線加工機使用平均電壓為零的非電解脈沖電源,從而將電解破壞最小化。另外,由于脈沖電源的改進,通常使用高峰值和窄脈沖寬度(微秒)。大部分材料是氣相拋物,會帶走大量熱量,并且工件的表面溫度不會升高。開裂現(xiàn)象大大減少;不僅加工效率高,而且表面質(zhì)量大大提高。使用化學電源的化學火花切割工藝可以將表面變質(zhì)層控制為小于2μm。切削硬質(zhì)合金模具的耐磨性和磨削沒有什么不同,甚至優(yōu)于機械磨削。越來越多的零件通過切削加工。
(3)提高加工效率
由于納秒級大峰值電流脈沖電源技術(shù)以及檢測,控制和抗干擾技術(shù)的發(fā)展,慢速線加工機床的加工效率也在不斷提高。先進的鋼絲移動機床的當前加工速度可以達到500mm。 2 /分鐘較大厚度的工件的加工效率具有實際的技術(shù)改進。例如,當切削厚度為300mm的工件時,加工效率可以達到170mm 2 / min。對于厚度變化的工件,通過自動檢測工件的厚度來自動調(diào)整加工參數(shù),以防止紗線斷頭并在此狀態(tài)下獲得最高的加工效率。
另外,先進的慢速拉絲加工機引進了先進的自動拉絲技術(shù),自動穿線時間<15s,提高了加工操作效率;引入的雙線自動交換技術(shù)可通過0.20-0.02 mm的線切換處理自動將線加倍。第一次切割用粗線制成,一般線徑為0.25 mm,以提高加工效率,并且可以切割芯線;然后用細絲進行修整,一般用0.10 mm的細絲切割小圓角,提高精度,節(jié)省30%至50%的總切割時間。
(4)自動化,智能和信息的發(fā)展
在加工過程中,為了減少人為干預并確保預期的工藝指標,慢絲加工的自動化,智能化和信息化取得了相應的發(fā)展。
慢速線加工機床的完整工藝專家系統(tǒng)會根據(jù)加工要求提供一組參數(shù)。它不僅包括公共電極線號和相應的工件材料,而且還根據(jù)上噴嘴和下噴嘴是否與工件接觸以及距離有多大,為諸如PCD,PCBN等特殊材料提供加工參數(shù)。是在風切開還是在露天表面進行修整,準確性,表面粗糙度和效率,這些優(yōu)先考慮了加工策略以產(chǎn)生相應的標準;排料專家系統(tǒng)處理切塊,切塊,切塊,斷面變化,中心切塊,近邊切塊,大塊中的隨機因素。在高速切塊等情況下,自適應控制策略和自動控制功能在過程中使用以獲得穩(wěn)定和有效的處理。
自動無孔檢測功能也非常實用。當執(zhí)行自動跳孔過程時,如果忘記打預孔或偏移了孔,則機器將自動移至下一個預孔,這將防止在無人操作期間使機器停止。穿線后發(fā)生短路時,可以自動尋找消除短路的位置,提高了連續(xù)無人操作的可靠性。
機床的CNC系統(tǒng)配有標準化的機械接口,以形成智能制造系統(tǒng)。借助專家系統(tǒng)和自動線交換技術(shù),機器人(3T)或EROWA系統(tǒng)機器人可以輕松實現(xiàn)工件(托盤)的自動交換。自動化所有加工過程。
2.各等級慢絲加工機的技術(shù)水平
(1)頂級慢絲加工機
這種慢速線加工機代表了目前的最高水平,主要在瑞士和日本制造??梢员WC這種機器的加工精度在±0.002mm以內(nèi),最大加工效率可以達到400-500mm2 / min,表面粗糙度可以達到Ra0.05μm,表面質(zhì)量完美,表面幾乎沒有變質(zhì)層。使用Φ0.02mm的線進行微精加工。大多數(shù)主機具有熱平衡系統(tǒng),有些機器使用切削油。這種機床功能齊全,自動化程度高。它可以直接完成模具的精密加工,加工后的模具壽命達到機械研磨的水平。
(2)高檔慢絲加工機
這種機器基本上由瑞士和日本公司生產(chǎn)。它具有自動穿線功能,無阻抗電解電源和整體熱常數(shù)系統(tǒng)。可用Φ0.07mm的電極絲切割,精度為±0.003 mm。效率可達300mm2 / min以上,表面粗糙度可達Ra <0.2μm。它具有檢測工件橫截面變化并實時優(yōu)化放電功率的功能。這些機器也廣泛用于精密沖壓。
(3)中檔慢絲加工機
該機器通常由瑞士和日本的中國公司生產(chǎn)。某些臺灣機器的技術(shù)水平也可以達到此水平。其配置和性能滿足大多數(shù)國內(nèi)精密線切割加工的要求。通常,它采用無電阻抗電解電源,具有水浸處理和錐度切割功能。實際最大加工效率為150-200 mm2 / min,最佳表面粗糙度為Ra <0.4μm,切割精度可達±0.005mm,Φ0.1mm及以上的電極絲通常用于切割。防撞系統(tǒng)避免了由于編程錯誤或處理不當而造成的損壞,并配備了可選的自動穿線機構(gòu)。
(4)入門級慢絲加工機
該機床通常是臺灣機床或國產(chǎn)機床。它的配置和性能滿足了普通家用模具的加工要求。一般情況下,一刀一切,二刀一修的過程可以達到約0.8μm的穩(wěn)定表面粗糙度,加工精度為±0.008mm,大部分只能用0.15mm及以上的電極絲切割,表面微結(jié)構(gòu)被處理。轉(zhuǎn)角與高級機床之間存在一定的距離。
通常,慢線加工機與快速線加工機相比在加工效率,精度,表面質(zhì)量等方面具有明顯的優(yōu)勢。盡管慢速線加工機的價格較為昂貴,但是隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,它將越來越多地應用于各種加工領(lǐng)域。