不同走丝速度的两类线切割机床

时间：2024-10-17 百科知识版权反馈

【摘要】：慢走丝数控线切割机床的走丝速度较低，一般为0.05～0.25mm/s。由于慢走丝加工的电极丝不重复使用，避免了由于电极丝的损耗所带来的影响，所以，低速走丝加工比高速走丝的加工精度要稍好。目前的低速线切割加工的加工精度在±0.001mm范围内，表面粗糙度可达到Ra0.3μm。而高速走丝线切割机床结构比较简单，价格较低速走丝机床便宜。

5.2.3　不同走丝速度的两类线切割机床

根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为两大类：一类是快走丝线切割机床（或称为高速走丝电火花线切割机床WEDM—HS），这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m／s，这是我国生产和使用的线切割机床，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是慢走丝电火花线切割机床（WEDM—LS），这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m／s，这是国外生产和使用的线切割机床。

1．快走丝线切割机床的走丝原理

快走丝线切割机床一般采用0.1～0.2mm的钼丝做电极丝，走丝速度比较快，而且是双向往返循环地运行。如图5-12所示为高速走丝机床的储丝筒结构示意图，整根电极丝整齐地缠绕在储丝桶筒上，其一端通过导丝系统的上、下导轮、工件穿丝孔和调整张紧机构与储丝筒的左端面相固定连接，而电极丝的右端则与储丝筒的右端面相连接，整个储丝筒由双向电动机带动。当电机带动储丝筒向一个方向转动时，电极丝会在走丝滑板的带动下，按照电极丝的直径大小为导程做均匀的绕丝运动。当储丝筒走到头时，安装在走丝滑板上的撞块会压下行程开关，使电机进行换向，储丝筒进行反转缠绕，完成反向走丝。

图5-12　快走丝机床的双向走丝和排丝机构

2．走丝机构的结构组成

走丝机构的作用是使电极丝按照预定的走丝速度实现走丝运动，并将电极丝以一定的间距整齐地缠绕在储丝筒上。

快走丝机床的走丝机构结构组成如图5-7所示，走丝机构由储丝筒1、走丝滑板2、导丝架3和排丝传动机构四大部分所组成。

（1）储丝筒组件　储丝筒组件的结构如图5-13所示，由储丝筒1、储丝电机2、联轴器3、排丝滑板7和排丝传动系统6五部分所组成。

图5-13　储丝筒组件

1—储丝筒　2—储丝电机　3—联轴器　4—丝杆　5—支架　6—排丝传动系统　7—排丝滑板　8—底座　9—螺母

储丝机构的运动来源是储丝电机2，电机的运动通过联轴器3传给储丝筒1，使储丝筒做高速的储丝运丝旋转。为了使电极丝能够整齐、均匀地逐层缠绕在储丝筒上，要求储丝筒相对于丝架导轮每转要移动一个电极丝直径，这一排丝运动是通过排丝传动机构来完成的，该机构由丝杠4和螺母9以及三对传动齿轮所组成。当储丝筒高速转动时，该运动经过齿轮和丝杠螺母的传动带动排丝滑板7进行轴向移动。传动比由传动齿轮的齿数决定，所以，当要更换电极丝时，要注意根据电极丝的直径来调整齿轮传动比。

在实际工作过程中，储丝筒是需要频繁地制动和换向反转的。按照一筒电极丝长约400m计算，若走丝速度最快为10m/s，大约40秒储丝筒就要换一次向，为了减少换向时间，要求每次的换向动作要尽量快。所以，要求储丝筒的转动惯量要尽量小，为此，储丝筒的直径及轴向尺寸不能太大，储丝筒壁尽量薄而均匀。储丝筒的径向跳动不大于0.01mm，并且应该进行动平衡调整，以确保储丝筒快速、准确地换向缠丝。

（2）导丝架组件　导丝架及导轮组件的作用是对电极丝进行适度的张紧和准确的引导，使电极丝的工作段始终与工作台平面保持所要求的几何角度，同时，还要保证电极丝的导电作用和冷却作用。

导丝架机构按其移动调整功能的高低可划分为固定式、升降式、偏摆式三种类型，而按其丝架结构形式的不同可分为悬臂式和龙门式两种。如图5-14所示为一种数控线切割机床上可进行切割锥度调整的典型悬臂式导丝支架结构。

图5-14　偏摆式悬臂可调导丝支架

3．慢走丝数控线切割机床的走丝机构

慢走丝数控线切割机床的走丝速度较低，一般为0.05～0.25mm/s。低速走丝机床可使用纯铜、黄铜、钨、钼和各种合金以及金属涂覆线作为电极丝，其直径一般在0.03～0.35mm范围内。而电极丝的走丝是单方向的运动，如图5-15所示，卷丝筒1的转动可以实现电极丝的单向走丝运动，未使用的电极丝储存在储丝筒2中，整根电极丝由电动机驱动轮4和张紧轮进行适度的张紧，退火装置6可以对电极丝进行退火处理，防止断丝的发生。由于慢走丝加工的电极丝不重复使用，避免了由于电极丝的损耗所带来的影响，所以，低速走丝加工比高速走丝的加工精度要稍好。目前的低速线切割加工的加工精度在±0.001mm范围内，表面粗糙度可达到Ra0.3μm。

由于目前的低速走丝机床利用所配备的数控系统对机床的运动和电极相对于工件的加工位置进行伺服进给，所以，低速走丝机床的控制进给精度和加工效率要比高速走丝机床高。而高速走丝线切割机床结构比较简单，价格较低速走丝机床便宜。另外，由于它的走丝速度快，机床的振动较大，电极丝的振动也大，导丝导轮损耗也大，所以加工精度要差得多。