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线切割

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线切割 (英语:Wire Electrical Discharge Machining,簡写Wire EDM或WEDM),属于特殊加工技术范畴,是放电加工的一种机床。广泛应用于超硬材料,难加工材料和薄壁零件的加工。

现今主要分为两大系统,以可重复使用的钨丝(或较为廉价的钼丝)作为电极丝的系统(在中国通称快走丝),以及以欧美日为首,采用一次性电极丝的系统,直径0.1MM以下使用钨丝,直径0.1MM以上使用黄铜丝。

历史

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1943年,苏联学者拉扎连科夫妇(Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko )发明电火花机,使用电阻、电容回路,即RC回路。50年代,改进为电阻、电感、电容等回路,即既RLC回路。60年代,改进为晶体管,可控硅脉冲电源。

70年代,改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。80年代,采用工业级CPU控制,能实现G码编辑等功能,极大的提升了切割速度及表面平整度。

技术差异

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在中国大陆,线切割加工分为“快走丝加工”和“慢走丝加工”,快走丝加工是苏联发明的特有加工方法,目前仅在中国使用。在中国之外的区域,线切割加工均指慢走丝加工;在中国通称线切割加工更多的是指快走丝加工。

加工原理

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“快走丝”加工和慢走丝加工原理相近,只是设备结构和使用耗材不同;

快走丝机床以可重复使用的钨丝或钼丝作为电击丝,乳化液作为冷却和放电介质,采用往复运动的方式来加工导电材料,特点是使用成本低廉,缺点是往复运动会在加工面形成换向纹,导致精度较差,且对操作人员要求高。在中国,目前使用中的快走丝机床超过80万台,每年的年产量在4-5万台。快走丝的消耗材料使用成本在2-3元/小时(含电击丝,导轮,轴承,乳化液、导电块等消耗材料和电费);综合使用成本低于8元/小时(包含人工成本、机器折旧按10年计算,资金成本,消耗材料等)。

慢走丝机床采用一次性的黄铜丝或者钨丝(部分区域为降低成本,也使用镀锌线)作为电极丝,纯水作为绝缘介质,单向运丝方式来加工导电材料,同样是采用电火花放电原理。加工精度高,因为无换向纹,所以光洁度好。缺点是使用成本高于快走丝。

参考资料

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  • 《CNC 线切割放电加工》,魏维良编著,全华出版社,1993年1月1日