市场上数控线切割机床分为高走丝和低走丝机床,两种机床在市场上竞争激烈,所占份额基本平分秋色。随着工业的发展和技术进步,低走丝数控机床发展迅速,这是值得研究的动向,所以要很好研究两种技术方案的优缺点,从而开发出适应市场需求的产品,是十分必要的。
何谓高速走丝?数控高速走丝线切割机床(WEDM-HS ),俗称快走丝,学术上叫做高速走丝线切割机床。使用的电极钼丝直径为0.03一0.25 mm,走丝速度为8~12m/s,目前国产线切割机床多数是此类机床。数控高速走丝线切割机床结构简单,拥有良好的性价比。我国的高速走丝电火花线切割机床从60-70年代起步,经过几十年的发展,年产量已达数万台,存量已达20余万台,由于具有实用性、经济性,所以高走丝在国内拥有较大的市场份额,已占有线切割机床的半壁江山。
但这类机床也存在一些技术缺陷,如运丝速度快,电极丝容易抖动,导轮损耗较快,电极丝放电损耗大,使加工质量下降。目前,数控高速走丝线切割加工精度能够达到0.01-0.04mm,表面粗糙度值1.6-3.2Ra/μm.能满足一些普遍模具加工和一般精度要求的零件加工需要。随着技术进步,对加工精度要求越来越高,所以,高走丝机床要继续发挥性价比高的优势,提高其加工质量和性能势在必行。
何谓低速走丝?数控低速走丝切割机床(WEDM-LS),俗称低走丝,学术上叫做低速走丝线切割机床。它自动化程度高,稳定性好。低速走丝电火花线切割机由于电极丝移动平稳,加工精度和表面粗糙度都比较高,适于精密模具和高精度零件加工的需要。
该类机床采用铜电极丝直径为0.003一0.30mm,电极丝低速单向运动,一般走丝速度为0.001一0.25m/s,电极损耗对加工精度的影响小。电极丝放电后不再重复使用,电极丝抖动小、加工精度可控制很高的精度。
该机床采用了一些先进技术,如闭环数字伺服控制系统、数字自适应控制电源、自动穿丝、自动卸除废料、短路自动回退、电极丝恒张力控制等。目前,低速走丝数控电火花线切割机床进口量很大,市场基本被国外垄断,所以,努力研发高精度数控线切割机床,是当务之急。
由于高、低速走丝线切割加工采用不同的技术方案,无论是机床的结构、运丝系统、加工条件等都有很大的差异性。认真研究这些差异性,取长补短是十分必要的。
高、低速走丝线切割机床主要差异性如下:
高、低速走丝线切割机床性能比较表
序 | 项目 | 单位 | 高走丝 | 低走丝 |
走丝速度 | m/s | 8-10 | 0.001-0.25 | |
加工精度 | mm | 0.01-0.04 | 0.004-0.01 | |
粗糙度 | Ra/μm | 1.6-3.2 | 0.1-1.6 | |
电极丝直径 | mm | 0.03-0.25 | 0.003-0.3, | |
电 源 | V/A | 开路电压80-100V,工作电流1-5A | 开路电压300V左右,工作电流1-32A | |
切割速度 | mm²/min | 20-160 | 20-240 | |
定位精度 | mm | 0.02 | 0.004 | |
运行状态 | 往复运行,反复使用 | 单向运行,一次性使用 | ||
电极丝材料 | 钼丝,钼钨丝 | 黄铜丝、铜、以铜为主的合金或镀覆材料、钼丝 | ||
换丝方式 | 手工 | 手工或自动 | ||
电极丝震动 | 较大 | 较小 | ||
运丝系统结构 | 简单 | 复杂 | ||
放电间隙 | mm | 0.01-0.03 | 0.01-0.12 | |
工作液 | 乳化液、水基工作液 | 去离子水、煤油 | ||
工作液电阻率 | kwcm | 0.5-50 | 10-100 | |
导丝机构 | 一般材料导轮,寿命较短 | 蓝宝石或钻石导向器,寿命较长 | ||
机床价格 | 较便宜 | 较贵 | ||
极丝损耗 | 均部于参与工作的电极丝全长 | 不计 | ||
控制方式 | 开环 | 闭环伺服 |