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文档简介

1、2005-5-28-2005-5-28- 开始于原苏联的新工艺开始于原苏联的新工艺 市场覆盖率大于市场覆盖率大于60% 水平较高的是瑞士、日本水平较高的是瑞士、日本 已经涉及精密微细加工领域已经涉及精密微细加工领域采用线切割模具加工出的采用线切割模具加工出的IC芯片引脚芯片引脚一级方程式赛车零件一级方程式赛车零件2005-5-28-加工形状不再是加工形状不再是2D,而扩展到而扩展到3D采用线切割加工出的三维零件采用线切割加工出的三维零件2005-5-28- 采用简单的采用简单的电极替代成型电极电极替代成型电极 简化电极的制作简化电极的制作 电极丝源源不断地贯穿工件的加工区电极丝源源不断地贯穿工

2、件的加工区电极损耗得以均匀分电极损耗得以均匀分 布,减少或得到补偿布,减少或得到补偿1. 构思:构思:2005-5-28-2. 原理:原理:脉冲脉冲电源电源+-VXY线切割加工原理图线切割加工原理图2005-5-28- 电压、电流波形类似电压、电流波形类似 加工机理、生产率、加工机理、生产率、Ra、材料可加工性等类似材料可加工性等类似1.与电火花成型加工的共性:与电火花成型加工的共性:2005-5-28- 正极性加工正极性加工 采用水或水基工作液,安全,但有电解采用水或水基工作液,安全,但有电解 没有稳定的电弧放电状态没有稳定的电弧放电状态 疏松接触式放电现象疏松接触式放电现象 节省成型电极、

3、缩短新品试制周期节省成型电极、缩短新品试制周期 切缝窄,节省材料并提高加工效率切缝窄,节省材料并提高加工效率 损耗分散化,提高精度损耗分散化,提高精度2. 特性:特性:2005-5-28-模具加工:模具加工:IC芯片引脚框架模芯片引脚框架模2005-5-28-电火花成型电极的加工电火花成型电极的加工 零件加工零件加工线切割零件线切割零件2005-5-28- 往复走丝往复走丝快速快速快走丝电火花线切割(快走丝电火花线切割(810m/s)慢速慢速自旋转式慢走丝线切割(自旋转式慢走丝线切割(312m/s) 单向走丝单向走丝慢走丝线切割(慢走丝线切割(0.2m/s)2005-5-28- 波形图波形图1

4、. 快走丝线切割放电波形的特点:快走丝线切割放电波形的特点:线切割加工中的波形图线切割加工中的波形图线切割加工中的波形图线切割加工中的波形图2005-5-28- 与成型加工与成型加工 波形基本一致波形基本一致 同一脉冲宽度内,可以出现多种形式的状态转换同一脉冲宽度内,可以出现多种形式的状态转换 击穿延时与击穿后的放电状态无关击穿延时与击穿后的放电状态无关 没有检测到稳定拉弧放电没有检测到稳定拉弧放电 有电解现象有电解现象1. 快走丝线切割放电波形的特点:快走丝线切割放电波形的特点:2005-5-28-2. 快走丝线切割的微观蚀除特性:快走丝线切割的微观蚀除特性:蚀除坑的微观照片蚀除坑的微观照片

5、2005-5-28-: 放电坑大多为椭圆形,长轴方向与运丝方向一致放电坑大多为椭圆形,长轴方向与运丝方向一致 残留物堆积在椭圆长轴的一端,且有被电极丝划残留物堆积在椭圆长轴的一端,且有被电极丝划过的痕迹过的痕迹 单次放电会出现多个放电坑单次放电会出现多个放电坑2. 快走丝线切割的微观蚀除特性:快走丝线切割的微观蚀除特性:2005-5-28- 电极丝的电极丝的导致放电坑呈椭圆形;导致放电坑呈椭圆形; 单个放电期间,放电通道沿工件表面是单个放电期间,放电通道沿工件表面是的;的;电极丝的高速运动;电极丝的高速运动;极间介质被电极丝所带动;极间介质被电极丝所带动; 多坑表明放电通道可以多坑表明放电通道

6、可以,不止一次的击,不止一次的击穿和不止一种的击穿方式;穿和不止一种的击穿方式; 放电间隙:放电间隙:0.0020.01mm;2. 快走丝线切割的微观蚀除特性:快走丝线切割的微观蚀除特性:2005-5-28-上海电表长张维上海电表长张维良工程师良工程师2. 快走丝线切割的快走丝线切割的“疏松接触疏松接触”式放电现象式放电现象:疏松接触观察实验装置疏松接触观察实验装置2005-5-28- 床身床身 工作台工作台1. 机床本体:机床本体:快速走丝线切割机床总体示意图快速走丝线切割机床总体示意图2005-5-28- 丝筒机构丝筒机构1. 机床本体:机床本体:快速走丝线切割机床绕丝筒原理快速走丝线切割

7、机床绕丝筒原理2005-5-28- 运丝及张力机构运丝及张力机构1. 机床本体:机床本体:快速走丝线切割机床运丝及普通张力机构快速走丝线切割机床运丝及普通张力机构2005-5-28- 恒张力机构恒张力机构1. 机床本体:机床本体:北京北京AGIE-CHARMILLES的恒张力机构的恒张力机构2005-5-28-蓝宝石蓝宝石V形导向器和圆孔形导向器和圆孔 金刚石导向器金刚石导向器1. 机床本体:机床本体:锥度切割锥度切割XYOOOOa)b)c)偏移式丝架实现锥度加工的方法偏移式丝架实现锥度加工的方法2005-5-28- 钼丝钼丝 0.080.2mm 正极性加工正极性加工 电极丝细电极丝细 允许脉

8、冲能量小允许脉冲能量小脉冲宽度、脉冲宽度、脉冲电流小脉冲电流小宜采用正极性加工宜采用正极性加工2. 脉冲电源:脉冲电源:3. 电极丝:电极丝:2005-5-28- 电阻率低于成型加工:电阻率低于成型加工:103104cmcm 洗涤性能洗涤性能 冷却能力冷却能力 环保性环保性4. 工作液循环系统:工作液循环系统:2005-5-28- 丝丝刚性刚性差差电极丝电极丝振动振动电极丝的退让电极丝的退让精度精度下降下降5. 快走丝线切割系统结构特点:快走丝线切割系统结构特点:电极丝的退让示意图电极丝的退让示意图2005-5-28- 相对切向运动相对切向运动利于利于介质更换介质更换无无拉弧拉弧 放电放电的转

9、移的转移提高提高光洁度光洁度 机床机床动态性能不好,高速动态性能不好,高速部件易损,丝耗影响精度部件易损,丝耗影响精度5. 快走丝线切割系统结构特点:快走丝线切割系统结构特点:2005-5-28- 龙门式龙门式6. 其他快走丝线切割机床:其他快走丝线切割机床:龙门式线切割机床原理图龙门式线切割机床原理图江南电子龙门式线切割机床江南电子龙门式线切割机床2005-5-28- 龙门式龙门式7. 工件:工件:2005-5-28- 加辅助旋转轴所加工的复杂形状工件加辅助旋转轴所加工的复杂形状工件7. 工件:工件:螺旋体闭合螺旋体闭合螺旋体旋开螺旋体旋开2005-5-28- 加辅助旋转轴所加工的复杂形状工

10、件加辅助旋转轴所加工的复杂形状工件7. 工件:工件:弹簧弹簧正弦连轴器正弦连轴器2005-5-28- 最大切割速度:最大切割速度:218mm2/min 最好的表面粗糙度:最好的表面粗糙度:1um 最高加工精度最高加工精度105um 最大切割厚度:最大切割厚度:1000mm 最大切割锥度最大切割锥度 :902005-5-28- 断丝的预报与防断丝对策断丝的预报与防断丝对策 恒张力机构的研究恒张力机构的研究 大锥度机床的关键技术大锥度机床的关键技术 自动编程技术自动编程技术2005-5-28-走丝速度慢,振动小,精度高,机床寿命长走丝速度慢,振动小,精度高,机床寿命长丝不重复使用,单向移动,不回收

11、丝不重复使用,单向移动,不回收损耗小,加工精度高损耗小,加工精度高采用铜丝作为电极丝采用铜丝作为电极丝采用去离子水作为工作液采用去离子水作为工作液有时采用浸液式加工有时采用浸液式加工2005-5-28-低速走丝运丝机构示意图低速走丝运丝机构示意图2005-5-28-CMHER低速走丝机的运丝装置低速走丝机的运丝装置2005-5-28-CHARMILLES的断丝原理的断丝原理2005-5-28-2005-5-28-CHMER的慢走丝线切割机床的慢走丝线切割机床AGIE的慢走丝线切割机床的慢走丝线切割机床2005-5-28-线切割加工引脚模线切割加工引脚模线切割加工状态线切割加工状态-冲液冲液20

12、05-5-28-线切割放电线切割放电CHARMILLES浸液式浸液式慢走丝线切割机床慢走丝线切割机床SODICK-直线电机直线电机2005-5-28-慢走丝工件慢走丝工件SODICK直线电机直线电机-回转体回转体慢走丝线切割工件慢走丝线切割工件2005-5-28-慢走丝线切割工件(慢走丝线切割工件(CHMER)慢走丝线切割工件(慢走丝线切割工件(CHMER)2005-5-28-慢走丝线切割工件慢走丝线切割工件SODICK直线直线慢走丝线切割工件慢走丝线切割工件SODICK直线直线2005-5-28-双线切割工件(双线切割工件(CHARMILLES)线切割工件线切割工件CHARMILLES-大锥

13、度大锥度2005-5-28-线切割工件线切割工件CHARMILLES-IC引脚冲模引脚冲模2005-5-28-自旋转式电火花线切割机床的总体结构自旋转式电火花线切割机床的总体结构2005-5-28-自旋转式电火花线切割机床电极丝运丝及旋转机理自旋转式电火花线切割机床电极丝运丝及旋转机理 2005-5-28-周转轮系周转轮系n3=n1*Z1*Z3/Z2*Z4n1n3Z1Z2Z3Z42005-5-28-电火花加工和无火花磨削加工的复合加工,改善电火花加工和无火花磨削加工的复合加工,改善加工工件表面粗糙度;加工工件表面粗糙度;改串行排屑方式为并行,排屑好,无拉弧改串行排屑方式为并行,排屑好,无拉弧;

14、 ;恒张力,从而可进行二次和多次加工;恒张力,从而可进行二次和多次加工;电极丝高速旋转,可加工内、外尖角;电极丝高速旋转,可加工内、外尖角;改单边损耗为圆周损耗,降低了损耗速度,延长改单边损耗为圆周损耗,降低了损耗速度,延长寿命;寿命;2005-5-28-自旋转式线切割加工自旋转式线切割加工2005-5-28-电极丝的直径决定了切缝的大小电极丝的直径决定了切缝的大小丝速与加工速度的关系丝速与加工速度的关系加工速度加工速度走丝速度走丝速度2005-5-28-恒张力机构改善丝的波动恒张力机构改善丝的波动慢走丝的张力均匀,振动小,加工指标好慢走丝的张力均匀,振动小,加工指标好2005-5-28-太薄

15、,丝抖动,精度与粗糙度不好;太薄,丝抖动,精度与粗糙度不好;薄,易消电离,加工稳定;薄,易消电离,加工稳定;厚,工作液厚,工作液 难以进入,加工不稳定,但难以进入,加工不稳定,但 丝不丝不易抖动,精度与粗糙度好。易抖动,精度与粗糙度好。1.工件厚度对工艺指标的影响:工件厚度对工艺指标的影响:2005-5-28-铜、铝、淬火钢:稳定,速度高;铜、铝、淬火钢:稳定,速度高;不锈钢、磁钢、未淬火高碳钢:稳定性差,速度不锈钢、磁钢、未淬火高碳钢:稳定性差,速度低,表面质量不好;低,表面质量不好;硬质合金:稳定,速度低,表面质量好硬质合金:稳定,速度低,表面质量好2.工件材料对工艺指标的影响:工件材料对工艺指标的影响:2005-5-28-太快太快短路短路多多速

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