線切割加工是一種鮮為人知的制造工藝，它利用放電以高度受控的方式蒸發(fā)金屬，從而生產(chǎn)出一些具有極其緊密配合和尺寸的復(fù)雜零件。
什么是線切割？
線切割或線切割放電加工?是一種通過細(xì)線形狀的導(dǎo)電電極和接地工件去除材料的制造工藝。?高放電電壓穿過金屬絲，金屬絲浸沒在介電流體中時(shí)會(huì)立即蒸發(fā)。?線切割加工?機(jī)器執(zhí)行減材加工，但與傳統(tǒng) CNC 不同，因?yàn)椴磺懈罱饘?。相反，線切割放電加工機(jī)可以精確地熔化導(dǎo)電工件上的材料。
線切割加工有什么用？
線切割加工?工藝遵循與放電加工相同的原理。線切割加工過程涉及使用帶有電流和高壓的黃銅線穿過工件。當(dāng)工件保持固定時(shí)，切割由移動(dòng)的導(dǎo)線引導(dǎo)，當(dāng)移動(dòng)的導(dǎo)線足夠接近接地工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花。?換句話說，工具電極和零件之間存在非常高的電壓，一旦接觸，電路就會(huì)產(chǎn)生電火花，在此過程中熔化微小的金屬碎片。?線切割放電加工的電壓非常高，工具電極（線）永遠(yuǎn)不會(huì)接觸金屬，電荷會(huì)跳到接地部分。線切割放電加工過程發(fā)生在介電流體中，介電流體控制電荷的擴(kuò)散并將腐蝕的金屬碎片從火花隙中沖走。
線切割機(jī)能夠加工與傳統(tǒng)機(jī)器相同的金屬件數(shù)控加工。但其零件、加工工藝以及電火花線切割與傳統(tǒng)切削刀具不同。
電極
線切割機(jī)有兩個(gè)電極。陰極是傳導(dǎo)電流的金屬絲，陽極是固定工件。這通常是通過將線切割機(jī)內(nèi)的工件接地來完成的。
在業(yè)界，他們被稱為：
| 工具電極或線電極 | 由導(dǎo)電金屬制成的切割線，通常是黃銅（陰極）
由機(jī)器控制的運(yùn)動(dòng) |
| 工件電極 | 被切割的導(dǎo)電材料（陽極）
使用工具電極的放電從工件電極去除材料。 |
線
線材是電火花加工機(jī)床的切削工具。有不同直徑的線可供選擇，可以切割不同厚度的工件材料。
線切割機(jī)能夠精確切割高達(dá) 0.0001 英寸的復(fù)雜形狀。直觀地說，金屬絲比人的頭發(fā)細(xì) 25 倍。這種接近的精度和公差是線切割也被稱為“0公差加工”的原因。
線材和導(dǎo)電率影響切割速度。它們還會(huì)影響表面光潔度，因此，不同的線切割放電加工機(jī)具有不同的線。
| 黃銅絲 | 黃銅通常用于線切割機(jī)床，因?yàn)樗哂袑?dǎo)電性。黃銅是一種鋅和銅的合金，具有成本效益，適用于多種材料。 |
| 涂層線 | 涂層線采用常見的黃銅或鎢絲，并涂有另一種金屬（如鋅）。這樣做主要是為了提高切削速度，提高鎢鋼刀具的壽命，并提高批量生產(chǎn)的耐磨性。 |
| 鎢絲 | 鎢絲用于線切割，因?yàn)樗且环N堅(jiān)硬而堅(jiān)韌的電極。高拉伸強(qiáng)度使其可用于線切割放電加工中切割較厚間隙的硬質(zhì)材料。
與黃銅絲相比，它們具有更好的表面光潔度，但價(jià)格更高。 |
工作臺(tái)
線切割機(jī)的工作臺(tái)是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的。所用材料多為鑄鐵或花崗巖。它是線切割機(jī)床中最重的部件，可最大限度地減少振動(dòng)和不必要的移動(dòng)。
工作臺(tái)還裝有用于夾緊工件的虎鉗或固定裝置，并且還裝有去離子水儲(chǔ)存器。
在動(dòng)態(tài)工作臺(tái)中，工作臺(tái)可以使用步進(jìn)電機(jī)在 X、Y 和 Z 軸上平移，步進(jìn)電機(jī)通過數(shù)控來控制運(yùn)動(dòng)。這導(dǎo)致了錐形設(shè)計(jì)和復(fù)雜的形狀。
?數(shù)控控制
線切割機(jī)床內(nèi)置 CNC 控制。CNC 可以控制軸運(yùn)動(dòng)、走絲路徑和切削進(jìn)給。這類似于任何傳統(tǒng)的 CNC 機(jī)器控制，并且該過程是完全自動(dòng)的。
| 介電介質(zhì) | 介電介質(zhì)控制電極接觸期間的電荷擴(kuò)散。這可以防止不必要的切割和不必要的金屬蒸發(fā)。
電介質(zhì)液體還可以沖洗掉熔化的微小金屬碎片，并有助于獲得光滑的表面光潔度。去離子水是最常見的介電流體。 |
| 可編程電源 | 線切割機(jī)具有獨(dú)特的電源。由于切割方法主要依賴于電流和電壓，因此線切割放電加工的電源裝置需要調(diào)節(jié)電壓、頻率和接觸工件的電荷量。
傳統(tǒng)電源以固定電壓提供恒定功率。 |
線切割加工材料
盡管線切割 EDM 工藝具有高電壓和高精度，但該加工工藝僅在少數(shù)工業(yè)應(yīng)用中值得付出成本和復(fù)雜性。這些應(yīng)用最常使用以下材料。
| 鋁板
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鋁是一種常見金屬，采用線切割電火花加工進(jìn)行加工。它比列表中的其他產(chǎn)品相對(duì)更軟，但線切割可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的公差，這對(duì)于航空航天工業(yè)中的鋁零件非常重要。 |
| 黃銅
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黃銅本質(zhì)上是一種導(dǎo)電材料，由銅和鋅制成。它很柔軟，可以很容易地切成所需的形狀。
然而，對(duì)黃銅和鋁等軟金屬使用放電加工并不具有成本效益。這種金屬可以通過傳統(tǒng)的機(jī)加工操作切割成所需的形狀。 |
| 鐵板
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鋼（特別是淬硬鋼）是最常用的線切割加工材料。由于鋼用于擠壓模具、注塑鑲件和精密工具，因此需要使用電極絲對(duì)鋼進(jìn)行加工。 |
| 鈦
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鈦是一種相對(duì)較難加工的材料，但由于它可以傳導(dǎo)電流，因此通常使用放電加工 EDM 進(jìn)行切割。由于大型鈦工件的火花加工會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此必須使用適當(dāng)?shù)臎_洗和介電液。 |
?線切割加工
與 CNC 加工、激光切割機(jī)和等離子切割機(jī)相比，線切割放電加工具有無與倫比的公差。這是因?yàn)榫€切割不會(huì)對(duì)零件施加任何機(jī)械力，從而減少了拋光和機(jī)加工后表面精加工的需要。
線切割可以達(dá)到什么公差？
放電加工能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) ±0.001 毫米的精密公差和高達(dá) ±0.005 毫米的標(biāo)準(zhǔn)公差。
這種精度使得線切割加工能夠加工汽車零件、飛機(jī)部件和依賴于尺寸精度的應(yīng)用所需的復(fù)雜形狀。
為什么選擇?線切割加工?
制造商更喜歡 EDM 工藝的原因有很多。
| 物超所值 | 放電加工是一種昂貴的加工工藝，但在許多應(yīng)用中具有成本效益。
對(duì)于要求高精度、復(fù)雜幾何形狀和增加產(chǎn)量的作業(yè)，與可能需要更多工時(shí)、機(jī)器和不同刀具類型的標(biāo)準(zhǔn) CNC 相比，放電加工 EDM 仍然具有成本效益。 材料浪費(fèi)極少，這使得專門用于加工昂貴材料的中等生產(chǎn)運(yùn)行具有成本效益。它提供快速的周轉(zhuǎn)時(shí)間，并且工具成本并不高，因?yàn)樗皇且桓鶎?dǎo)線。 |
| 最小的失真 | 線切割加工適用于硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料。由于沒有對(duì)工件施加力（火花腐蝕加工工藝），因此它甚至可以切割和成型最脆弱和最薄的金屬件。 |
| 生產(chǎn)速度快 | 對(duì)于原型設(shè)計(jì)和規(guī)模化生產(chǎn)，線切割放電加工工藝可提供快速的周轉(zhuǎn)時(shí)間。這是因?yàn)?/p>
設(shè)置時(shí)間短和 CNC 編程控制 出色的表面光潔度（無需研磨和拋光） 緊密公差（不需要任何進(jìn)一步的工具。） |
| 極高準(zhǔn)確性 | 加工過程的精度與切削刀具有關(guān)。由于電火花加工線的直徑可達(dá) 0.01 毫米，因此可以實(shí)現(xiàn)極高的精度和精確的切割。 |
| 零件復(fù)雜度 | 線切割加工是一種高度可修改的加工工藝?？梢赃M(jìn)行一定角度的走線，可以分階段調(diào)整參數(shù)，可以在多軸平面上工作。這使得線切割放電加工能夠達(dá)到航空航天應(yīng)用設(shè)計(jì)中最微小的細(xì)節(jié)。 |
線切割加工應(yīng)用
| 航空航天工業(yè) | 航空航天工業(yè)是線切割加工應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域。由于薄壁和緊密型腔的復(fù)雜零件需要軟切削刀具，因此高精度的細(xì)線提供了最佳解決方案。
這對(duì)于渦輪葉片等應(yīng)用非常重要，即使是最輕微的尺寸或表面差異也可能導(dǎo)致地面空中作業(yè)。其他用途包括微型噴嘴和發(fā)動(dòng)機(jī)部件。 |
| 醫(yī)療行業(yè) | 線切割廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備制造。牙科植入物和手術(shù)器械只是線切割放電加工的幾個(gè)用途。
牙科種植體采用大部分 EDM 工藝應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兊某叽缫呀?jīng)很小，并且需要具有最小直徑的切削工具才能完美對(duì)齊。 |
| 制造業(yè) | 線切割放電加工在模具制造過程中應(yīng)用廣泛。塑料注射成型是一種用熔融塑料填充陰模以生產(chǎn)數(shù)百萬件的技術(shù)。
由于產(chǎn)量高，線切割放電加工可以可靠、準(zhǔn)確地加工所需形狀的注塑模具。 |
| 電子行業(yè) | 當(dāng)想到電子產(chǎn)品時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)錯(cuò)過這些設(shè)備內(nèi)部的微小組件。連接器、引線框架和其他安裝在外殼內(nèi)的微型元件等電氣元件通常采用線切割加工制造。 |
?電火花加工和線切割電火花加工的區(qū)別？
本質(zhì)上，放電加工電火花加工工藝和線切割電火花加工具有相同的工作原理。它們都使用火花加工去除材料，不同的應(yīng)用需要不同的 EDM 制造工藝。
線切割提供自由的運(yùn)動(dòng)范圍、更好的參數(shù)可調(diào)性、軸控制以及使用同一工具（即線材）加工不同形狀的能力。傳統(tǒng)的電火花加工依賴于不同形狀的工具，這些工具的運(yùn)動(dòng)范圍通常受到限制，并且在處理錐形設(shè)計(jì)和復(fù)雜形狀時(shí)速度較慢。
?以下是電火花加工和線切割加工之間的主要區(qū)別。?
| 電極 | 普通 EDM 使用菱形、圓形、圓柱形或盤形工具電極。電極沿 3 個(gè)軸平移，在接觸工件時(shí)產(chǎn)生火花并去除材料。
線切割放電加工使用細(xì)線，電極和工件浸入介電流體中，介電流體引導(dǎo)火花并去除碎屑。 |
| 精度 | 傳統(tǒng) EDM 的精確度不如線切割 EDM。這主要是因?yàn)閳A盤或菱形電極是在數(shù)控機(jī)床上制造的，這限制了其精度與工具的精度。
線切割加工的直徑可以小于 0.002 毫米，這使其在精度方面具有優(yōu)勢(shì)。 |
?還有什么其他類型?EDM工藝有哪些？
| 電火花加工機(jī)
? |
沉降片電火花加工的工作原理是使用高壓腐蝕導(dǎo)電金屬，從而使工件達(dá)到所需的形狀。沉降片電火花加工中的電極是所需切割的正像，它會(huì)慢慢地火花掉材料并賦予其所需的切割和形狀。
電極通常由石墨制成，這種電火花加工工藝也稱為開模。 |
| 電火花擴(kuò)孔機(jī)
? |
鉆孔 EDM 或孔 EDM 的唯一指定目的是在工件上腐蝕出精確的孔?？追烹娂庸な褂霉軤铍姌O腐蝕基底金屬以形成孔。 |
總結(jié)
線切割加工是傳統(tǒng) EDM 的升級(jí)版、更精確且通用的工藝，它使用高壓從導(dǎo)電材料上腐蝕鉆頭。它使用 EDM 絲作為電極，在電介質(zhì)液體中對(duì)工件進(jìn)行成型，從而去除火花隙中的碎片并控制火花。
線切割主要用于航空航天和醫(yī)療設(shè)備制造，其中精確的制造工藝對(duì)于形狀的準(zhǔn)確性和復(fù)雜性至關(guān)重要。它是市場(chǎng)上技術(shù)含量最高的加工方法之一，可減少材料浪費(fèi)，使其在應(yīng)用中具有成本效益。線切割放電加工的唯一真正缺點(diǎn)是線燃燒或線電極斷裂，這些也可以回收以進(jìn)一步改進(jìn)。
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關(guān)鍵詞：線切割，電火花，金屬加工
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