线切割放电加工机
又称慢走丝加工机。不同于中走丝与快走丝,慢走丝主要用于切割精度较高的工件,且有切割速度快、无尘及耗材可回收的特性。
线切割放电加工机,于中国地区又称为慢走丝加工机(Wire Electrical Discharge Machining,以下简称Wire EDM)是一种精密且高技术性的金属加工技术。
Wire EDM主要的种类有两种,浸水式与冲水式。
浸水式:因在水中可稳定切割温度,且可有效过滤切割后的铁屑及杂质,故为切割高精度工件的泛用机种。
冲水式:为经济型机种,于一定条件下其切割效果与浸水式相同。条件外的加工需依材料厚度、种类…等的不同放慢切割速度来避免频繁断线。
有别于传统车洗床的加工方式,线切割放电加工机(慢走Wire EDM)有数项特点。首先,Wire EDM能够实现非常高的加工精度,通常在微米级别。这使其特别适用于制造需要极高精度的零部件,例如,手表齿轮及冲压模具。
与传统切削方法不同, Wire EDM不受工件硬度的限制。它可以利用铜线轻易切割高硬度的材料,如钢、钛合金…等。
另外,Wire EDM为5轴同动(加工时为4轴)可以实现对复杂形状的高效切割如锥度或是上下异形,且不需要使用特殊的刀具,利用铜线即可完成。
其次Wire EDM有加工低副作用特性,由于切割过程中不直接接触工作物料,因此不存在传统切削中可能引起的刀具磨损或振动的问题。
线切割放电加工机工作原理:
- 電極:Wire EDM的電極相當於傳統加工機的刀具,使用一條非常細的銅線作為導電(切割)媒介。這條線的直徑非常細,通常在0.1mm到0.3mm之間。
- 放電過程:工作物料和電極之間存在一個微小的間隙。通過在此間隙內施加電壓,產生電火花放電。這些電火花將從電極(銅線)傳導到工作物料上,從而將材料局部加熱至高溫。
- 材料去除:高溫使工作物料局部熔化及氧化,形成微小的孔洞。電極(銅線)穿過這些孔洞,同時工作物料和電極(銅線)之間的間隙保持穩定,以確保連續的放電過程。這樣電極(銅線)可以逐漸切割出所需的形狀。
- 工作檔案:切割過程的控制是通過數控(CNC)系統實現的。工程師可以使用CAD(電腦輔助設計)軟體創建零件的3D模型,然後將這些模型轉換為CNC指令,指導Wire EDM機器完成切割。