1、- 1 -,放電加工-線切割,縮寫：Wire-EDM,- 2 -,Wire-EDM,開始于原蘇聯(lián)的新工藝 市場覆蓋率大于60% 水平較高的是瑞士、日本 已經(jīng)涉及精密微細(xì)加工領(lǐng)域,采用線切割模具加工出的IC芯片引腳,一級(jí)方程式賽車零件,- 3 -,加工形狀不再是2D，而擴(kuò)展到3D,Wire-EDM,采用線切割加工出的三維零件,- 4 -,采用簡單的線狀電極替代成型電極 簡化電極的制作 電極絲源源不斷地貫穿工件的加工區(qū) 電極損耗得以均勻分 布，減少或得到補(bǔ)償,一、線切割加工的構(gòu)思及原理,1. 構(gòu)思：,- 5 -,一、線切割加工的構(gòu)思及原理,2. 原理：,線切割加工原理圖,- 6 -,電壓、電流波形

2、類似 加工機(jī)理、生產(chǎn)率、Ra、材料可加工性等類似,二、線切割加工的特點(diǎn),1.與電火花成型加工的共性：,- 7 -,正極性加工 采用水或水基工作液，安全，但有電解 沒有穩(wěn)定的電弧放電狀態(tài) 疏松接觸式放電現(xiàn)象 節(jié)省成型電極、縮短新品試制周期 切縫窄，節(jié)省材料并提高加工效率 損耗分散化，提高精度,一、線切割加工的構(gòu)思及原理,2. 特性：,- 8 -,三、線切割加工的應(yīng)用范圍,模具加工：,IC芯片引腳框架模,- 9 -,電火花成型電極的加工,零件加工,三、線切割加工的應(yīng)用范圍,線切割零件,- 10 -,往復(fù)走絲 快速快走絲電火花線切割（810m/s） 慢速自旋轉(zhuǎn)式慢走絲線切割（312m/s） 單向走絲

3、 慢走絲線切割（0.2m/s）,第一節(jié) 電火花線切割加工概述,四、線切割加工的分類,- 11 -,波形圖,一、快走絲線切割加工的外部表現(xiàn),1. 快走絲線切割放電波形的特點(diǎn)：,線切割加工中的波形圖,線切割加工中的波形圖,- 12 -,與成型加工 波形基本一致 同一脈沖寬度內(nèi)，可以出現(xiàn)多種形式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 擊穿延時(shí)與擊穿后的放電狀態(tài)無關(guān) 沒有檢測到穩(wěn)定拉弧放電 有電解現(xiàn)象,一、快走絲線切割加工的外部表現(xiàn),1. 快走絲線切割放電波形的特點(diǎn)：,- 13 -,一、快走絲線切割加工的外部表現(xiàn),2. 快走絲線切割的微觀蝕除特性：,蝕除坑的微觀照片,- 14 -,現(xiàn)象： 放電坑大多為橢圓形，長軸方向與運(yùn)絲方向一

4、致 殘留物堆積在橢圓長軸的一端，且有被電極絲劃過的痕跡 單次放電會(huì)出現(xiàn)多個(gè)放電坑,一、快走絲線切割加工的外部表現(xiàn),2. 快走絲線切割的微觀蝕除特性：,- 15 -,分析： 電極絲的高速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致放電坑呈橢圓形； 單個(gè)放電期間，放電通道沿工件表面是運(yùn)動(dòng)的； 電極絲的高速運(yùn)動(dòng)； 極間介質(zhì)被電極絲所帶動(dòng)； 多坑表明放電通道可以跳躍轉(zhuǎn)移，不止一次的擊穿和不止一種的擊穿方式； 放電間隙：0.0020.01mm；,一、快走絲線切割加工的外部表現(xiàn),2. 快走絲線切割的微觀蝕除特性：,- 16 -,上海電表長張維良工程師,一、快走絲線切割加工的外部表現(xiàn),2. 快走絲線切割的“疏松接觸”式放電現(xiàn)象：,疏松接觸觀察

5、實(shí)驗(yàn)裝置,- 17 -,床身 工作臺(tái),二、快走絲線切割加工機(jī)床,1. 機(jī)床本體：,- 18 -,絲筒機(jī)構(gòu),二、快走絲線切割加工機(jī)床,1. 機(jī)床本體：,快速走絲線切割機(jī)床繞絲筒原理,- 19 -,運(yùn)絲及張力機(jī)構(gòu),二、快走絲線切割加工機(jī)床,1. 機(jī)床本體：,- 20 -,恒張力機(jī)構(gòu),二、快走絲線切割加工機(jī)床,1. 機(jī)床本體：,- 21 -,藍(lán)寶石V形導(dǎo)向器和圓孔 金剛石導(dǎo)向器減少振動(dòng),二、快走絲線切割加工機(jī)床,1. 機(jī)床本體：,錐度切割,- 22 -,鉬絲 0.080.2mm,正極性加工 電極絲細(xì) 允許脈沖能量小脈沖寬度、脈沖電流小宜采用正極性加工,二、快走絲線切割加工機(jī)床,2. 脈沖電源：,3.

6、 電極絲：,- 23 -,電阻率低于成型加工：103104cm 洗滌性能 冷卻能力 環(huán)保性 乳化液,二、快走絲線切割加工機(jī)床,4. 工作液循環(huán)系統(tǒng)：,- 24 -,絲剛性差電極絲振動(dòng) 電極絲的退讓精度下降,二、快走絲線切割加工機(jī)床,5. 快走絲線切割系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,- 25 -,相對切向運(yùn)動(dòng)利于介質(zhì)更換無拉弧 放電的轉(zhuǎn)移提高光潔度 機(jī)床動(dòng)態(tài)性能不好，高速 部件易損，絲耗影響精度,二、快走絲線切割加工機(jī)床,5. 快走絲線切割系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,- 26 -,龍門式,二、快走絲線切割加工機(jī)床,6. 其他快走絲線切割機(jī)床：,江南電子龍門式線切割機(jī)床,- 27 -,龍門式,二、快走絲線切割加工機(jī)床,7.

7、工件：,- 28 -,加輔助旋轉(zhuǎn)軸所加工的復(fù)雜形狀工件,二、快走絲線切割加工機(jī)床,7. 工件：,螺旋體閉合,螺旋體旋開,- 29 -,加輔助旋轉(zhuǎn)軸所加工的復(fù)雜形狀工件,二、快走絲線切割加工機(jī)床,7. 工件：,彈簧,正弦連軸器,- 30 -,最大切割速度：218mm2/min 最好的表面粗糙度：1um 最高加工精度105um 最大切割厚度：1000mm 最大切割錐度 ：90,三、快走絲線切割加工現(xiàn)狀,- 31 -,斷絲的預(yù)報(bào)與防斷絲對策 恒張力機(jī)構(gòu)的研究 大錐度機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù) 自動(dòng)編程技術(shù),四、快走絲線切割加工的發(fā)展方向,- 32 -,走絲速度慢，振動(dòng)小，精度高，機(jī)床壽命長 絲不重復(fù)使用，單向移

8、動(dòng)，不回收 損耗小，加工精度高 采用銅絲作為電極絲 采用去離子水作為工作液 有時(shí)采用浸液式加工,一、慢走絲線切割加工的特點(diǎn),- 33 -,二、慢走絲線切割加工的運(yùn)絲原理,- 34 -,二、慢走絲線切割加工的運(yùn)絲原理,- 35 -,三、慢走絲線切割加工的自動(dòng)斷絲,CHARMILLES的斷絲原理,- 36 -,三、慢走絲線切割加工的自動(dòng)斷絲,- 37 -,四、慢走絲線切割機(jī)床及加工,CHMER的慢走絲線切割機(jī)床,AGIE的慢走絲線切割機(jī)床,- 38 -,四、慢走絲線切割機(jī)床及加工,線切割加工引腳模,線切割加工狀態(tài)-沖液,- 39 -,四、慢走絲線切割機(jī)床及加工,線切割放電CHARMILLES浸液式

9、,慢走絲線切割機(jī)床SODICK-直線電機(jī),- 40 -,五、慢走絲線切割加工實(shí)例,慢走絲工件SODICK直線電機(jī)-回轉(zhuǎn)體,慢走絲線切割工件,- 41 -,五、慢走絲線切割加工實(shí)例,慢走絲線切割工件（CHMER）,慢走絲線切割工件（CHMER）,- 42 -,五、慢走絲線切割加工實(shí)例,慢走絲線切割工件SODICK直線,慢走絲線切割工件SODICK直線,- 43 -,五、慢走絲線切割加工實(shí)例,雙線切割工件（CHARMILLES）,線切割工件CHARMILLES-大錐度,- 44 -,五、慢走絲線切割加工實(shí)例,線切割工件CHARMILLES-IC引腳沖模,- 45 -,一、總體結(jié)構(gòu),- 46 -,二

10、、運(yùn)絲及自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),- 47 -,周轉(zhuǎn)輪系 n3=n1*Z1*Z3/Z2*Z4,n1,n3,Z1,Z2,Z3,Z4,二、運(yùn)絲及自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),- 48 -,電火花加工和無火花磨削加工的復(fù)合加工，改善加工工件表面粗糙度； 改串行排屑方式為并行，排屑好，無拉弧; 恒張力，從而可進(jìn)行二次和多次加工； 電極絲高速旋轉(zhuǎn)，可加工內(nèi)、外尖角； 改單邊損耗為圓周損耗，降低了損耗速度，延長壽命；,三、性能優(yōu)勢,- 49 -,四、加工,自旋轉(zhuǎn)式線切割加工,- 50 -,電極絲的直徑?jīng)Q定了切縫的大小 絲速與加工速度的關(guān)系,一、電極絲及移動(dòng)速度對工藝指標(biāo)的影響,- 51 -,恒張力機(jī)構(gòu)改善絲的波動(dòng) 慢走絲的張力均勻，振動(dòng)小，加工指標(biāo)好,一、電極絲及移動(dòng)速度對工藝指標(biāo)的影響,- 52 -,太薄，絲抖動(dòng)，精度與粗糙度不好； 薄，易消電離，加工穩(wěn)定； 厚，工作液 難以進(jìn)入，加工不穩(wěn)定，但 絲不易抖動(dòng)，精度與粗糙度好。,二、工件厚度及材料對工藝指標(biāo)的影響,1.工件厚度對工藝指標(biāo)的影響：,- 53 -,銅、鋁、淬火鋼：穩(wěn)定，速度高； 不銹鋼、磁鋼、未淬火高碳鋼：穩(wěn)定性差，速度低，表面質(zhì)量不好； 硬質(zhì)合金：穩(wěn)定，速度低，表面質(zhì)量好,二、工件厚度及材料對工藝指標(biāo)的影響,2.工件材料對工藝指標(biāo)的影響：,- 54 -,太快短路多 速度低 上下端面呈焦黃色 表面粗糙度差 斷絲 太慢開路多或振蕩速度低