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1 引言
数控电火花线切割不仅用于冲压模、塑料模加工,还可用于特种材料零件和放电电极的加工,成为模具制造中的主力装备。而用于数控电火花线切割加工中的电极丝直径大小直接影响着线切割加工的工艺。是决定加工工件厚度、加工速度快慢、切割出的工件形状是否正确、产品是否符合设计要求、加工是否经济的重要因素。
2 电极丝直径大小的分析
目前,市场上可选用的电极丝有“硬丝”与“软丝”之分。硬丝是自动穿线的最佳选择。硬丝的拉伸强度高,抵抗切割时电流和水喷流造成丝的抖动能力较强。软丝则是适用于大斜度的切割,因其延伸率较好。在大斜度切割中不宜断丝,又能更好的保证斜面的几何精度。并且较软的电极丝在导丝咀中滑动时产生的震动较小,对导丝咀的磨损也较小。硬丝与软丝在直径上一般没有什么区别,直径大小相同。
依据材料分类通常有钼丝、钨丝、黄铜丝、以及镀层电极丝。其中以钼丝和黄铜丝用得最多。钼丝熔点、抗拉强度低,但韧性好,在频繁的急冷急热的变化中,丝质不易变脆而断丝,因此是目前快走丝中使用最为广泛的一种电极丝。铜丝的加工速度高,加工过程稳定,但抗拉强度差,损耗也大,一般在慢走丝线切割加工中使用较多。镀层电极丝是在一种材质的里面或外面再附加一层或多层材质,如在黄铜的外面再加一层锌、钢芯的外面加一层紫铜与一层黄铜等。镀层电极丝有如下的优点:切割速度高,不宜断丝;加工表面质量好,无积铜;形状误差与直线度误差精度提高;导丝咀等走丝部件损耗减小,是线切割中较理想的电极丝,但因其价格较贵一般使用得较少。黄铜丝或镀层丝的直径一般在Φ0.30~Φ0.07mm。而对于一些电子、光学和钟表行业的小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工,要求电极丝的直径在Φ0.10~Φ0.02mm。这种电极丝是采用钨丝或钼丝制作的,价格非常昂贵。现在也有用镀层丝来制作,采用高拉伸强度的钢丝外面加镀黄铜来制造,俗称“钢琴线”。
3 电极丝直径大小对加工工艺的影响
3.1电极丝直径大小对工件厚度的影响
电极丝直径不一样所加工的厚度也不一样,要依据工件的厚度合理选择所用电极丝的直径。小直径的电极丝适合加工比较溥的工件,大直径的电极丝适合加工比较厚的工件。因为只有这样,电极丝在工作过程中才不会造成抖动,冲液效果好,不宜断丝,可进行稳定的加工。如紧密加工时Φ0.25MM的电极丝适宜加工40至200MM的工件,单侧开放加工时适宜加工20至100MM的工件。电极丝大小与工件厚度的选择如表一、表二。
表一:紧密加工时电极丝的直径大小与工件厚度的选择

表二:单侧开放加工时电极丝的直径大小与工件厚度的选择

3.2电极丝直径大小对加工速度的影响
电极丝的直径大小对实际加工速度的影响较大。电极丝的直径小,承受的电流就小,切缝窄,影响冲液效果,不利于排屑,并且电极丝在工作过程中容易造成抖动,不能稳定加工,使得切割速度降低,造成工件表面粗糙度差。反之,电极丝直径增加可以提高切割速度。但当电极丝直径超过一定程度时,造成切缝过大,切割过程中蚀除量也大,反而又会影响实际加工速度的提高。例如是一很溥的工件(如5㎜),用直径过大的电极丝(Φ0.30㎜)加工,其加工速度下降会非常明显。所以,应根据加工条件和工件的不同要求,选择合适直径的电极丝。以Sodick AQ550Ls机床为例,在厚度为40MM,紧密加工,一次粗加工的情况下,常用电极丝直径大小与加工速度比较如表三:
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