往复走丝电火花线切割绞合电极丝装置研制及切割工艺试验

发布时间：2020-04-01 20:57

【摘要】：针对往复走丝电火花线切割在大能量和大厚度切割过程中由于极间工作液供给不足以及蚀除产物难以及时排出导致加工效率难以得到提升的问题,本文提出了一种新型电极丝——绞合电极丝。本文研制的绞合电极丝制作装置是基于单根电极丝来绞制双绞合电极丝,将绞合电极丝应用于电火花线切割大能量和大厚度加工中,解决了常规电极丝的带液和排屑困难等问题,对于提高往复走丝电火花线切割在大能量和大厚度条件下的切割效率具有重要的应用价值。所做的具体工作如下:(1)提出了绞合电极丝装置采取的方案,并将整个装置模块化,解决了单根电极丝的退扭、恒张力控制以及匀速收丝等关键问题;解决了绞合电极丝不同丝径不同绞距绞合电极丝的规整紧凑收丝等问题。(2)对绞合电极丝装置的绞丝模块、收排丝模块、机架的各个零部件进行了具体设计;介绍了控制系统中用到的变频器、光电开关等器件,并给出整个了控制系统的工作原理;设计了新的同步带轮与同步带以增大机床排丝距从而避免丝径较粗的绞合电极丝出现叠丝现象。(3)对绞合电极丝的切割工艺试验规律进行了研究,在不同放电能量条件下,绞合电极丝与圆截面电极丝做了对比试验,研究发现,与圆截面电极丝相比,绞合电极丝的带液和排屑能力更好,使极间得到充分冷却和消电离,所以绞合丝的切割效率更高,切割得到的工件表面质量更好,而且随着能量的增大,绞合电极丝的优势体现得越明显。对包络直径相同但绞距不同的电极丝做了工艺对比试验,研究发现绞合电极丝绞距越小,切割效率就越高,因为相同长度的绞合电极丝的螺旋形凹槽的体积与绞距成反比,长度一定的绞合电极丝,其螺旋形凹槽的体积越大,则带液和排屑能力越强,加工性能也就越好。(4)研究了绞合电极丝与圆截面电极丝对不同厚度工件的加工对比试验,研究发现,随着工件厚度的增加,绞合电极丝的带液和排屑能力逐渐体现出来,因此绞合电极丝的切割速度逐渐超过圆截面电极丝。
【图文】：

原理图,线切割加工,原理

图 1.1 线切割加工原理工的特点主要有以下几点：工材料。由于是依靠放电产生的瞬间高温来进行金属材料导电性能和热学特性（如熔点、热导率等），使得金属材因此这种加工方法可以很容易地加工超硬材料，可以加工料[8]，只要材料能导电即可。杂型面和微细零件。在加工过程中，电极丝和工件并没有不存在切削力，那么这种加工方法就适用于微细加工。对术来控制电极丝的运动轨迹进行放电加工来实现材料的去，大大提升加工效率，减少了材料的浪费[9]。动化加工。由于电火花放电加工是利用脉冲放电产生的瞬相关电参数很容易通过数字控制、智能化控制等来实现，实现自动化控制。的热影响范围小。因为电火花线切割通过高频脉冲电源产时间非常短，所以脉冲放电时在极间所产生的热量持续时

截面图,截面图,电极丝,黄铜丝

新型电极丝截面如图 1.2 所示。图 1.2 新型电极丝截面图1.2.2 电极丝分类如图 1.3 所示,电极丝主要可以分为无镀层电极丝、镀层电极丝以及复合电极丝这三大类。图 1.3 电极丝分类无镀层电极丝中常用的有黄铜丝和钼丝。黄铜丝常按 65%的紫铜和 35%的锌进行制造，锌由于熔点较低（锌为 420℃，紫铜为 1080℃），能够改善冲洗性，理论上锌的比例越高越好，，不过在黄铜丝的制造过程中，当锌的比例超过 40%后，电极丝将由单相 α 结晶结构变成了 α 和 β
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG484

【参考文献】