專利名稱：：高速走絲電火花線切割大厚度加工電極絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種高速走絲電火花線切割大厚度加工電極絲.
背景技術(shù)：
：電火花加工(ElectroSparkErosion)又稱放電加工(ElectroDischargeMachining)和電蝕加工(ElectroerosionMachining),在日本稱為放電加工，在前蘇聯(lián)稱為電蝕加工。它是利用兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象，對(duì)材料進(jìn)行加工的方法。在學(xué)術(shù)上它屬于電物理加工范疇。電火花加工技術(shù)是特種加工技術(shù)中最重要的部分之一。而電火花線切割技術(shù)是電火花加工技術(shù)重要成員之一。其原理是利用兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，按照一定的軌跡對(duì)材料進(jìn)行加工。傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式通過機(jī)床部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，用比工件材料硬的刀具去切除工件上多余的部分，而得到成品零件。而線切割技術(shù)不同，其是用軟的工具去加工硬的材料，具有"以柔克剛"的效果?，F(xiàn)有加工較大厚度工件的切割方式主要有激光切割、火焰切割、等離子切割、線鋸切割、磨料射流切割、電火花線切割。激光切割和等離子切割只能加工厚度在30mm左右的鋼板；火焰切割和線鋸切割也分別只能加工厚度在300mm左右的鋼板和石^";磨料射流切割一般只能切割30mm以下的不銹鋼，相比之下，電火花線切割在切割超大厚度方面有很大的優(yōu)勢(shì)，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)表明，快走絲線切割機(jī)床最大切割厚度在800mm左右，是其它加工方式難于媲美的。隨著社會(huì)的需要，厚度在200mm以上的模具以及超大厚度直壁異形零件大量出現(xiàn)，如許多大型注塑模的模芯、注塑模分型面，過去都是采用切削方式進(jìn)行加工，不但浪費(fèi)大量的模具鋼和加工工時(shí)，而且凸、凹模之間的配合間隙也很難保證。如采用電火花線切割的方式替代傳統(tǒng)的切削方式加工，就可以從根本上改變這種狀況。但是，目前無論是國產(chǎn)高速走絲線切割機(jī)，還是國外低速走絲線切割機(jī)，一般只能適應(yīng)加工厚度在200mm以下的工件。當(dāng)工件厚度超過200mm時(shí)，加工穩(wěn)定性下降，使得加工難于順利進(jìn)行。這是因?yàn)樵诰€切割加工時(shí)，電蝕產(chǎn)物首先拋入極間的工作液中，然后由工作液帶出切縫，工作液經(jīng)過切縫期間脈沖電源要產(chǎn)生多次放電，前幾次放電產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物必然要影響以后的放電過程。因此，工作液必須具有一定的容納性，即是工作液中電蝕產(chǎn)物的濃度低于一定值時(shí)，工作液能夠保持其介電性，以便容納尚未及時(shí)排出的電蝕產(chǎn)物，使穩(wěn)定性免遭破壞。當(dāng)工作液中電蝕產(chǎn)物的濃度大于一定值以后，過程的穩(wěn)定性就會(huì)遭到破壞，使加工無法進(jìn)行。因此，在研究線切割加工速度時(shí)，不僅要考慮熔融金屬從電極表面拋出，而且還必須考慮電蝕產(chǎn)物從間隙中及時(shí)排除。電蝕產(chǎn)物的排除，除了加速電蝕產(chǎn)物在工作液中的擴(kuò)散外，還需要保持切縫中工作液有一定的流量。隨著工件厚度的增加，進(jìn)入切縫中的工作液迅速減少，造成切縫中電蝕產(chǎn)物難于排除。可見，把電蝕產(chǎn)物從狹小的切縫中排除，增加切縫中工作液的流量，降低切縫工作液中雜質(zhì)的濃度，提高切縫中工作液的排水量，直接關(guān)系到超大厚度工件材料能否穩(wěn)定切割、切割效率能否提高。據(jù)有關(guān)學(xué)者研究分析，用流體力學(xué)方法分析切縫中工作液狀況，得出切縫中工作液狀況與切縫寬度、切縫長度、電極絲的絲速以及工作液的粘度、工作液成分有關(guān)。當(dāng)工件厚度大于200mm，電極絲運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切流動(dòng)是工作液在切縫中流動(dòng)的主要因素。而增加剪切流動(dòng)流量的方法有兩個(gè)一個(gè)是增大電極絲的運(yùn)動(dòng)速度，另一個(gè)是改變切縫的幾何尺寸?，F(xiàn)在快走絲線切割機(jī)床的走絲速度已達(dá)10m/s以上，進(jìn)一步提高走絲速度有一定的困難。這是因?yàn)?1)走絲速度的提高必然會(huì)引起電極絲振動(dòng)增大，這對(duì)提高加工精度是不利的；(2)提高走絲速度必然要增加滾絲筒的尺寸，否則換向的時(shí)間在總時(shí)間中所占比重過大，反而降低加工速度，而增加滾絲筒的尺寸是比較困難的。由此可見，只能采取改變切縫尺寸的辦法，以增大切縫，實(shí)現(xiàn)超大厚度工件的穩(wěn)定高效切割。而通過巧妙地設(shè)計(jì)電極絲的形狀和改變電極絲的尺寸，則可以有效地解決這個(gè)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高速走絲電火花線切割大厚度加工電極絲，目的是①提高切割工件材料的厚度；②提高切割超大厚度工件的穩(wěn)定性；③提高切割超大厚度工件的效率。本實(shí)用新型的高速走絲電火花線切割大厚度加工電極絲。如圖1所示，是在普通鉬絲的外接圓周上開n個(gè)凹槽，凹槽的數(shù)目可以為3、4、5、6個(gè)，n個(gè)凹槽根據(jù)一定的角度C均勻分布在外接圓上，凹槽的形狀A(yù)可以是如圖1所示形狀，亦可以是半圓或者是半橢圓等形狀，內(nèi)切圓直徑d由槽的深度H和外圓直徑D所決定，角度C、外直徑D和內(nèi)直徑d的范圍如表l所示。槽的深度H由電極絲從剛開始使用到自然損耗引起斷絲，半徑所減少的數(shù)值所決定，一般槽的深度H《0.lOmm。本實(shí)用新型的電極絲主要分為兩種類型，一種是直線形，其軸向如圖2所示;另外一種是螺旋形，其軸向?yàn)槁菪螤?，如圖3所示。其主要的共同特征在于通過凹槽加大切縫的放電間隙，使得工作液能自由地進(jìn)入狹小的切縫，順利把放電蝕除產(chǎn)物排除切縫，從而保證超大厚度工件加工的順利進(jìn)行。本實(shí)用新型的有益效果是在切割大厚度工件以至超大厚度工件時(shí)，使用本實(shí)用新型的電極絲，改變了切縫的尺寸，提高了切割的穩(wěn)定性和切割效率。其預(yù)期效果是大大高于目前線切割超大厚度工件的切割水平。目前，切割500mm以上的工件時(shí)，切割速度一般只有520mm7min，而用本實(shí)用新型的電極絲切割超大厚度工件，切割速度將會(huì)達(dá)到現(xiàn)有水平的510倍。切割工件的超大厚度水平將會(huì)進(jìn)一步提高，目前，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料，現(xiàn)有的最大厚度切割記錄水平為800mm左右，使用本實(shí)用新型的電極絲，將把切割工件厚度提高到1000mm以上。圖l是本實(shí)用新型的電極絲徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的直線形電極絲立體示意圖。圖3是本實(shí)用新型的螺旋形電極絲立體示意圖。具體實(shí)施方式根據(jù)說明書附圖以下具體說明表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>說明用粗實(shí)線所包的范圍為本實(shí)用新型的電極絲的橫截面形狀。在外接圓周上開n個(gè)凹槽，凹槽的數(shù)目可以為3、4、5、6個(gè)，n個(gè)凹槽根據(jù)一定的角度C均勻分布在外接圓上，凹槽的形狀A(yù)可以是如圖l所示形狀，亦可以是半圓或者是半橢圓等形狀，內(nèi)切圓直徑d由槽的深度H和外圓直徑D所決定，角度C、外直徑D和內(nèi)直徑d的范圍如表1所示。一般槽的深度H《0.10mm，由電極絲從剛開始使用到自然損耗引起斷絲所決定。電極絲的制作，首先需要制作出相應(yīng)的金剛石拉絲模具，然后通過熱拉冷拉的方式制作而成。此工藝對(duì)拉絲模具的要求較高，制作不規(guī)則的微小拉絲模具是一個(gè)高難度技術(shù)的過程。本實(shí)用新型的電極絲，通過凹槽加大了切縫的放電間隙，使得工作液能自由地進(jìn)入狹小的切縫，順利把放電蝕除產(chǎn)物排除出切縫，從而保證超大厚度工件加工的順利進(jìn)行。在切割大厚度工件和超大厚度工件時(shí)，需注意幾點(diǎn)，第一，電極絲配套使用的導(dǎo)輪，則需要做一定的調(diào)整，使得電極絲在導(dǎo)輪槽里面平穩(wěn)的通過。第二，使用此電極絲時(shí)候，對(duì)過濾裝置要求比較高，工作液的純凈度需要控制在一定范圍之內(nèi)，才不至于堵塞狹小的切縫。第三，要求調(diào)節(jié)比較大的電參數(shù)進(jìn)行切割加工。權(quán)利要求1.一種高速走絲電火花線切割大厚度加工電極絲，其特征在于在普通鉬絲的外接圓周上開若干個(gè)凹槽，凹槽對(duì)稱均勻分布在外接圓周上，凹槽的徑向形狀是由槽內(nèi)夾角及內(nèi)切圓直徑構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電極絲，其特征在于上述槽內(nèi)夾角是IO。60°。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電極絲，其特征在于上述外接圓直徑是^0.150.50mm。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電極絲，其特征在于上述內(nèi)切圓直徑是^0.120.40mm,內(nèi)切圓直徑由槽的深度和外接圓直徑所確定，槽的深度《0.10mm。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電極絲，其特征在于上述外接圓周上開36個(gè)凹6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極絲，其特征在于上述凹槽的徑向形狀可以是半圓或者是半橢圓形狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的電極絲，其特征在于:上述制成的電極絲分為兩種類型;一種是直線形，凹槽軸向?yàn)橹本€形;另外一種是螺旋形，凹槽軸向?yàn)槁菪螤?。專利摘要本?shí)用新型公開了一種高速走絲電火花線切割大厚度加工電極絲，該電極絲在普通鉬絲的外接圓周上開若干個(gè)凹槽，凹槽對(duì)稱均勻分布在外接圓周上，凹槽的形狀是由槽內(nèi)夾角及內(nèi)切圓直徑構(gòu)成；該電極絲能提高切割工件材料的厚度，提高切割超大厚度工件的穩(wěn)定性，提高切割超大厚度工件的效率；使用該電極絲切割超大厚度工件，切割速度將會(huì)達(dá)到現(xiàn)有水平的5～10倍，切割工件的超大厚度水平將會(huì)進(jìn)一步提高，使用該電極絲，切割工件厚度提高到1000mm以上。文檔編號(hào)B23H7/08GK201102114SQ20072005478公開日2008年8月20日申請(qǐng)日期2007年7月27日優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日發(fā)明者萬自堯,劉江文,張永俊,郭鐘寧申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)