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邀您一起討論關于慢走絲加工技術的發(fā)展現(xiàn)狀
發(fā)布時間：2020-08-04
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邀您一起討論關于慢走絲加工技術的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著精密、復雜、長壽命沖壓模具制造精度及表面質(zhì)量要求的不斷提高，快走絲加工技術已不能適應精密模具的制造要求，這種現(xiàn)狀促進了慢走絲加工技術的迅速發(fā)展，其各方面工藝指標已達到了相當高的水平，是其它加工技術不可替代的。
1. 慢走絲技術發(fā)展現(xiàn)狀
（1）加工精度提高
多次切割技術是提高慢走絲加工精度及表面質(zhì)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(zhì)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(tài)拐角處理策略。如：自動改變加工速度、自動調(diào)節(jié)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提高；為了進行小圓角、窄縫、窄槽及微細零件的微精加工，數(shù)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。
為了保證高精度的加工，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(shù)、走絲系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)的控制）都已達到極高的水準。采用水溫冷卻裝置，使機床內(nèi)部溫度與水溫相同，減小了機床的熱變形；采用閉環(huán)數(shù)字交(直)流伺服控制系統(tǒng)，確保優(yōu)良的動態(tài)性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以內(nèi)，精密定位可實現(xiàn)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(huán)電極絲張力控制；采用電壓調(diào)制對刀電源實現(xiàn)高精度對刀，對刀精度可達0.002 ㎜，不損傷工件，不論干濕。
（2）表面質(zhì)量日臻完善
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，電解的破壞已降到較低程度。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(shù)為氣相拋出，帶走了大量的熱，工件表面溫度就上不去，開裂的現(xiàn)象大為減少；不僅加工效率高，而且使表面質(zhì)量大提高。采用無電解電源進行電火花線切割加工，可使表面變質(zhì)層控制在2μm以下。切割的硬質(zhì)合金沖模刃口的耐磨性和磨削沒有什么不同，甚至優(yōu)于機械磨削加工，越來越多的零件加工“以割代磨”。
（3）加工效率提升
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(fā)展，慢走絲加工機床的加工效率也在不斷提高，當前先進的慢走絲加工機床的加工效率可達500㎜2/min。較大厚度工件的加工效率有實際意義的技術提升，如切割300 ㎜厚的工件時，加工效率可達170㎜2/min。對于厚度變化工件的加工，通過自動檢測加工件的厚度，自動調(diào)整加工參數(shù)，防止斷絲，達到該狀態(tài)的加工效率。
另外，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提高了加工操作的效率；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。采用粗絲進行一次切割，一般絲徑為0.25 ㎜，以提高加工效率，并可無芯切割；然后采用細絲進行修整，一般采用0.10 ㎜的細絲，切割出小圓角，并可提高精度，總體可節(jié)省30%～50%的切割時間。
（4）自動化、智能化及信息化的發(fā)展
加工過程中，為了減少人的干預，保證達到預期的工藝指標，慢走絲加工的自動化、智能化及信息化取得了相應的發(fā)展。
慢走絲加工機床完備的工藝專家系統(tǒng)按加工要求給出成套參數(shù)。不僅包括常用電極絲牌號和相應的工件材料，還提供了如PCD、PCBN等特殊材料的加工參數(shù)，可依據(jù)上下噴嘴是否與工件接觸，距離多大，是在切風中精修，還是敞開面精修，精度、表面粗糙度和效率哪一項優(yōu)先的加工策略來生成各自的規(guī)準；放電專家系統(tǒng)應付切割中的隨機因素，在切入、切出、截面變化、中心切割、接近邊緣切割、大截面高速切割等情況下，在加工過程中運用自適應控制策略及自動化控制功能，得到不斷絲穩(wěn)定高效加工。
自動無孔探測功能也很實用，自動跳步加工時，如果預孔被忘記打出或孔位偏移，機床就會自動移到下一個預孔上，這樣可防止在無人操作加工時停機，在穿好絲之后發(fā)生短路時，可自動搜尋消除短路的位置，提高了連續(xù)無人操作運轉的可靠性。
隨著精密、復雜、長壽命沖壓模具制造精度及表面質(zhì)量要求的不斷提高，快走絲加工技術已不能適應精密模具的制造要求，這種現(xiàn)狀促進了慢走絲加工技術的迅速發(fā)展，其各方面工藝指標已達到了相當高的水平，是其它加工技術不可替代的。
1. 慢走絲技術發(fā)展現(xiàn)狀
（1）加工精度提高
多次切割技術是提高慢走絲加工精度及表面質(zhì)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(zhì)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(tài)拐角處理策略。如：自動改變加工速度、自動調(diào)節(jié)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提高；為了進行小圓角、窄縫、窄槽及微細零件的微精加工，數(shù)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。
為了保證高精度的加工，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(shù)、走絲系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)的控制）都已達到極高的水準。采用水溫冷卻裝置，使機床內(nèi)部溫度與水溫相同，減小了機床的熱變形；采用閉環(huán)數(shù)字交(直)流伺服控制系統(tǒng)，確保優(yōu)良的動態(tài)性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以內(nèi)，精密定位可實現(xiàn)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(huán)電極絲張力控制；采用電壓調(diào)制對刀電源實現(xiàn)高精度對刀，對刀精度可達0.002 ㎜，不損傷工件，不論干濕。
（2）表面質(zhì)量日臻完善
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，電解的破壞已降到較低程度。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(shù)為氣相拋出，帶走了大量的熱，工件表面溫度就上不去，開裂的現(xiàn)象大為減少；不僅加工效率高，而且使表面質(zhì)量大提高。采用無電解電源進行電火花線切割加工，可使表面變質(zhì)層控制在2μm以下。切割的硬質(zhì)合金沖模刃口的耐磨性和磨削沒有什么不同，甚至優(yōu)于機械磨削加工，越來越多的零件加工“以割代磨”。
（3）加工效率提升
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(fā)展，慢走絲加工機床的加工效率也在不斷提高，當前先進的慢走絲加工機床的加工效率可達500㎜2/min。較大厚度工件的加工效率有實際意義的技術提升，如切割300 ㎜厚的工件時，加工效率可達170㎜2/min。對于厚度變化工件的加工，通過自動檢測加工件的厚度，自動調(diào)整加工參數(shù)，防止斷絲，達到該狀態(tài)的加工效率。
另外，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提高了加工操作的效率；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。采用粗絲進行一次切割，一般絲徑為0.25 ㎜，以提高加工效率，并可無芯切割；然后采用細絲進行修整，一般采用0.10 ㎜的細絲，切割出小圓角，并可提高精度，總體可節(jié)省30%～50%的切割時間。
（4）自動化、智能化及信息化的發(fā)展
加工過程中，為了減少人的干預，保證達到預期的工藝指標，慢走絲加工的自動化、智能化及信息化取得了相應的發(fā)展。
慢走絲加工機床完備的工藝專家系統(tǒng)按加工要求給出成套參數(shù)。不僅包括常用電極絲牌號和相應的工件材料，還提供了如PCD、PCBN等特殊材料的加工參數(shù)，可依據(jù)上下噴嘴是否與工件接觸，距離多大，是在切風中精修，還是敞開面精修，精度、表面粗糙度和效率哪一項優(yōu)先的加工策略來生成各自的規(guī)準；放電專家系統(tǒng)應付切割中的隨機因素，在切入、切出、截面變化、中心切割、接近邊緣切割、大截面高速切割等情況下，在加工過程中運用自適應控制策略及自動化控制功能，得到不斷絲穩(wěn)定高效加工。
自動無孔探測功能也很實用，自動跳步加工時，如果預孔被忘記打出或孔位偏移，機床就會自動移到下一個預孔上，這樣可防止在無人操作加工時停機，在穿好絲之后發(fā)生短路時，可自動搜尋消除短路的位置，提高了連續(xù)無人操作運轉的可靠性。
機床的CNC系統(tǒng)配以標準化機械接口，組成智能化的制造系統(tǒng)，通過3R系統(tǒng)或EROWA系統(tǒng)的機械手，可方便地實現(xiàn)工件（托盤）的自動交換，配以專家系統(tǒng)及電極絲自動交換技術，可以自動完成全部加工過程。
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