双丝EDM线切割技术

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由于线切割技术的成本不断上升,因此,为了提高精密EDM线切割机械的性能和降低其生产成本,双丝切割技术诞生,并作为一种强有力的生产工具而得到应用。

对于很多模具企业而言,由于市场的快速发展一方面要想方设法降低生产成本,另一方面又要千方百计缩短加工时间。当他们在与时间和成本战斗时,另一个伙伴—— 机床制造企业正在努力地帮助他们提高产品质量、产量和产品的经济性。以EDM制造商为例,他们正在采取多种方法,努力降低用户的操作成本。这些主要体现在以下几个方面:

1.提高EDM脉冲电源的效率,降低设备整体能耗。

2.强调降低线切割电极丝的运行速度,开发新型放电加工工艺技术。

3.提高粗加工的加工精度,减少修切次数。

4.提高细丝(φ0.1mm以下)EDM黄铜电极丝的加工速度和加工精度,因为在某些应用领域,它们可以代替粗丝(φ0.2mm以上)加工。

以上方法对于提高加工效率是非常有效的。此外,还可以将EDM线切割机床看作是加工中心,实现粗加工和精加工电极丝的自动互换,这样也可以达到提升效率和降低成本的目的。

满足小半径圆角加工

在对工件进行线切割加工时,应用双丝EDM线切割系统应首先使用粗丝,放电加工内部半径较大的轮廓,然后再自动地改换成较细丝进行小轮廓及精加工,并完成小半径圆角部分的加工(图1)。

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图1  粗丝切割方法不能满足小半径加工的要求

从图2中可以看到,采用双丝切割技术,在节约费用方面的好处是显而易见的。通常,这一零件只能全部采用φ0.1mm的电极丝进行加工,这种加工方法耗费大量时间,并且在普通的EDM机床上转换不同直径的电极丝,耗时且非常麻烦,难以保证加工精度。

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图2 采用双丝线切割技术可节约加工时间

满足多形状加工要求

许多零件的内部轮廓和外部轮廓要求采用EDM机床进行加工。如图3所示的应用领域,该工件内部和外部的多处细小部位具有较小半径的圆角,如果在普通的EDM机床上进行加工,至少可以采用两种方法解决这一工件的加工问题:

图3  采用不同直径的线切割技术可以加工多种零件

1.采用细丝加工完成外部轮廓和内部轮廓。

2. 采用细丝切割内部轮廓,然后用手工更换成粗丝,完成外部轮廓的切割加工。采用这一工艺也许可以达到较快的切割速度,但是会因为更换电极丝而损失时间,而且也会因换丝而增加费用。在大部分EDM机床上,更换电极丝是一个很费时间的过程,而且在实际更换过程中,电极丝的导向位置还需要重新调整。

如果采用双丝EDM机床(图4),则可以使用另外一种不同的加工方法进行加工:首先,如果需要加工的部位足够小,则可先用粗丝对其内部轮廓进行无芯切割。然后,利用双丝加工系统自动将电极丝转换成细丝,对内部轮廓进行精切割加工。最后,再更换成粗丝,完成零件的外部轮廓加工。

 

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图4  FI2050TW精密数控线切割机床

这里特别要注意的是:由于电加工过程中,电极丝的导向位置可能会发生一些变化,因此,在对细小部位进行高精度加工时,如果要使用两种不同直径的电极丝,那么操作人员必须在放电加工前,对每一电极丝的位置进行验证(该过程可自动执行)。此外,在加工较大的零件时,如为了避免工件在放电加工过程中材料变形而引起定位不准确,可以先使用粗丝对工件外部轮廓进行粗加工,然后再开始对内部轮廓进行加工。

充分发挥电极丝性能的优势

随着电极丝材料成本的不断上涨,双丝EDM切割系统的优势将越来越明显。因为,使用双丝EDM系统加工工件,可以先使用高性能镀锌电极丝方便地完成粗加工任务,然后再自动更换成比较经济的黄铜电极丝进行精加工操作。这样,采用两种电极丝相结合的方法,可以充分利用镀锌电极丝加工速度的优势。

采用三种不同方法切割同一个具有高精度和高表面粗糙度要求的60mm工具钢工件,其加工结果如表所示。在这一应用领域中,采用两种不同的电极丝,其所节约的费用是非常明显的。

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