泰州线切割机床电极丝的效果以及工件装夹

线切割机床电极丝质量直接影响线切割加工效果：电火花加工作为一种特种精密加工技术，近年来得到了迅速的发展。特别是慢走丝线切割加工，已经成为模具制造和金属加工行业必不可少的加工手段。线切割技术的发展，离不开电极丝技术的同步发展。因为线切割机的切割效率和切割质量与电极丝的性能紧密相关，而电极丝技术的突破往往会导致线切割机设计的革新。

 

对于这些相互起作用的变数来说，只有选择合适的电极丝才能使工厂对加工效率、加工成本和加工质量整体进行优化。

一、线切割机床电极丝的性能

高性能的电极丝必须是各种有用特性的有机组合，那么电极丝有哪些有用的特性呢？

1、电气特性

现代线切割电源对电极丝提出了严格的要求。它要能承受峰值超过700安培或平均值超过45安培的大切割电流，而且能量的传输必须非常有效，才能提供为达到高表面光洁度（0.2Ra以上）所需的高频脉冲电流。这取决于电极丝的电阻或电导率。紫铜是电导率最高的材料之一，它被用来作为衡量其他材料的基准。紫铜的电导率标为100%IACS（国际退火紫铜标准），而黄铜的电导率为20%。

2、机械特性

拉伸强度：

拉伸强度是衡量材料在受到径向负荷时抵抗断裂的能力。它是用单位截面积所能承受的重量来标度的，如英制的PSI（磅/平方英寸）或公制的N/mm2（牛顿/平方毫米）。紫铜属于拉伸强度最低的材料（245N/mm2），而钼则最高（1930N/mm2）。电极丝的拉伸强度取决于材料的选择以及各种热处理和拉伸处理工艺。电极丝有时被分为"软丝"和"硬丝"，对于不同的设备和应用来说，各有其长处。

记忆效应：

这与电极丝的"软"或"硬"直接相关。软丝抽离线轴时没有恢复成直线的记忆能力，所以无法用于自动穿丝，但这对切割来说并没有影响，因为加工时电极丝上是加了张力的。软丝适用于上、下导丝咀不能倾斜的设备进行超过7度的大斜度切割。而硬丝则是自动穿丝机的最佳选择，同时因为拉伸强度高，其抵抗因切割时电流和冲洗力造成丝的抖动的能力较强。

延伸率：

延伸率是切割加工中由于张力和热量引起电极丝长度变化的百分比。软丝的延伸率可大到20%，而硬丝则小于2%。软丝在斜度加工时，延伸率高的电极丝能更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也较小。不过电极丝进入切割区后软丝的抖动程度比硬丝大，所以还得折中考虑。

3、几何特性

在线切割技术发展的早期（1969年到七十年代中期），对电极丝几乎没有做任何的研究，用的是现成的电机和电缆上的紫铜丝。而今天，高效率高精度的线切割机要求电极丝具有误差极小的几何特性。电极丝制造的最后工序是采用多个宝石拉丝模来得到光滑、圆度极好、丝径公差为/-0.001mm的成品。另一方面，还有一些电极丝却特意设计成具有相对粗糙的表面，可以提高切割速度。

4、热物理特性

电极丝的热物理特性是提高切割效率的关键。这些特性是通过合金成分的配比或基础芯材的选择来确定的。

熔点：

电极丝的熔点是一项重要的指标。由于电极丝通过导丝咀时的机械运动，以及冲洗力和放电等因素，电极丝在切割时是有抖动的。这将造成无数次的极小的短路，使切割过程减慢。电极丝工作时如果在外径上能够损耗一些，这样它在面对切口方向的空隙可以防止或减少短路效应。同时它在背对切口方向的空隙有助于改善冲洗作用，可以更好的去除加工废屑。电极丝外径的损耗不会影响加工精度，因为新的电极丝在不断的进给。这是冶金学家在研究电极丝的冲洗性时要考虑的材料的两个特性之一。

 

二、线切割机床电极丝的种类与应用

目前，市场上可选用的电极丝可分为以下几类：

1、黄铜丝

黄铜丝是线切割领域中第一代专业电极丝。1977年，黄铜丝开始进入市场。这种电极丝曾带来了切割速度上的突破，当时对于厚度为50mm的工件，切割速度从12mm2/分钟提高到25mm2/分钟。是什么使速度翻了一倍呢？黄铜是紫铜与锌的合金，最常见的配比是65%的紫铜和35%的锌。当时发现黄铜丝中的锌由于熔点较低（420℃，而紫铜为1080℃）能够改善冲洗性。在切割过程中，锌由于高温而气化使得电极丝的温度降低并把热量传送到工件的加工面上。理论上讲，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，电极丝的α单相结晶结构变成了α和β双相结晶结构。这时材料变得太脆而不适合把它拉成直径很小的细丝。

黄铜丝可以有不同的拉伸强度来满足不同的设备和应用场合。这是通过一系列的拉丝（淬火作用）和热处理（退火）工序来实现的。普通黄铜丝的拉伸强度在490-900N/mm2之间。

黄铜丝的应用场合：

（1）加工量不足，不是24小时开机的用户。因为加工效率对于这些用户来说不是主要问题；

（2）对加工精度特别是表面质量要求不高的用户；

（3）以加工小尺寸、薄厚度为主的用户。因为工件装夹调整的时间占总加工时间的比例较高，切割时间较少，对加工效率的影响不明显。

（4）工件的材料硬度不高或厚度不超过80-100mm。

虽然随着各种更好性能的镀层电极丝的出现和普及，黄铜丝的市场份额呈不断下降的趋势，但是，由于它成本低廉，并且能满足普通的加工需求，因此还会继续得到广泛的应用。同时，市场上还出现了一些在性能上有不同程度改善的且价格低于镀层电极丝的新型黄铜丝：

（1）超净型黄铜丝:针对普通黄铜丝表面铜份过多这一弊端，通过在后道工序中增加特别的清洗工艺而制成；

（2）超硬型黄铜丝:通过在黄铜中加入其他微量元素，使黄铜丝的拉伸强度高达1200N/mm2。这种丝在加工超厚或超硬工件时可以改善加工精度和速度；

（3）高速型黄铜丝:将黄铜中锌的比例加大到极限的40%，可以改善冲洗性，提高切割速度。但是，其切割速度还是比镀锌电极丝要慢。

2、镀层电极丝

由于低熔点的锌对于改善电极丝的放电性能有着明显的作用，而黄铜中锌的比例又受到限制，所以人们想到了在黄铜丝外面再加一层锌，这就产生了镀锌电极丝。1979年瑞士几位工程师发明的这种方法，使电极丝的发展向前迈进了一大步，并导致了更多新型镀层电极丝的出现。

 

线切割机床工件装夹要求

1、工件装夹前必须先清理干净锈渣、杂质。

2、模板、型板等切割工件的安装表面在装夹前要用油石打磨修整，防止表面凹凸不平，影响装夹精度或与下喷嘴干涉。

3、工件的装夹方法必须正确，确保工件平直紧固。

4、严禁使用滑牙螺钉。螺丝钉锁入深度要在8mm以上，锁紧力要适中，不能过紧或过松。

5、压块要持平装夹，保证装夹件受力均匀平衡。

6、装夹过程要小心谨慎，防止工件（板材）失稳掉落。

7、工件装夹的位置应有利于工件找正，并与机床行程相适应，利于编程切割。

8、工件（板材）装夹好后，必须再次检查确认与机头，极间线等是否干涉现象。www.tzskjc.com