電火花線切割用高效長(zhǎng)壽絞合電極絲的制作方法
【專利摘要】一種電火花線切割用高效長(zhǎng)壽絞合電極絲，其特征是它至少由二根電極絲絞合而成，絞合電極絲表面形成有凹陷腔槽和凸起的放電節(jié)點(diǎn)，該凹陷腔槽既是工作液的容納空間又是極間蝕除產(chǎn)物的帶出空間，且工作液的帶入及蝕除產(chǎn)物的排出均采用螺旋方式進(jìn)行，進(jìn)而提高了極間冷卻效果及消電離能力；所述的放電節(jié)點(diǎn)能形成有規(guī)律的放電，間接增加放電脈間。本發(fā)明的絞合絲在表面擁有充當(dāng)容屑空間的凹部，可促進(jìn)工作液帶入極間，同時(shí)也加快了極間蝕除產(chǎn)物的排出，改善了極間的放電狀況，絞合電極絲表面規(guī)律的凸出點(diǎn)使放電規(guī)律更易控制，從而能提高加工效率、改善表面質(zhì)量，絞合絲容屑空間的容積可根據(jù)電極絲直徑和絞合絲節(jié)距進(jìn)行控制。
【專利說明】電火花線切割用高效長(zhǎng)壽絞合電極絲
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電火花線切割加工技術(shù)，尤其是一種電火花線切割用電極絲，具體地說是一種既能適用于高速往復(fù)走絲電火花線切割又能適用于低速單向走絲電火花線切割放電加工用的高效長(zhǎng)壽絞合電極絲。
【背景技術(shù)】
[0002]電火花線切割的工作原理是:以一定速度運(yùn)行的電極絲在通電情況下?lián)舸┕ぷ饕航橘|(zhì)從而對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行放電以實(shí)現(xiàn)材料的放電蝕除，因此，電極絲是電火花線切割加工設(shè)備不可或缺的一部分。
[0003]目前，電極絲主要分為兩類，一種是用在高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床上的電極絲，由于往復(fù)使用的要求，其一般由鑰絲制成，一種是運(yùn)用在低速單向走絲電火花線切割機(jī)床上的電極絲，其主要由黃銅絲或鍍鋅黃銅絲制成。高速往復(fù)走絲電火花線切割由于放電間隙很窄，一般只有0.0lmm左右，因此極間工作液的帶入主要是依靠工作液附著在高速運(yùn)行的電極絲上(lOm/s)，由電極絲帶入放電間隙，因此帶入量很少，對(duì)極間的冷卻有限，當(dāng)遇到大能量加工時(shí)，由于放電的高溫使得帶入極間原本就較少的工作液迅速汽化，從而使得極間在缺少冷卻及消電離的工作液環(huán)境中放電，極易產(chǎn)生工件表面的燒傷及電極絲的斷絲；在蝕除產(chǎn)物的排出方面，由于基本上也是依靠電極絲的附著作用，將蝕除產(chǎn)物帶出放電間隙，因此當(dāng)放電能量大、工件厚及冷卻條件不好時(shí)，極間蝕除產(chǎn)物不能及時(shí)帶出極間，因此也會(huì)造成極間因?yàn)槲g除產(chǎn)物不能及時(shí)帶出而導(dǎo)致的蝕除產(chǎn)物在極間堆積而導(dǎo)致的異常放電的發(fā)生，從而使得加工表面質(zhì)量、加工效率降低，斷絲的幾率上升，而目前僅僅依靠光滑的電極絲來加強(qiáng)極間的冷卻和排屑效果是比較困難的。同時(shí)對(duì)于高速往復(fù)走絲而言，由于電極絲的反復(fù)使用要求，因此只能選擇熔點(diǎn)較高的鎢或鑰作為電極絲材料，但從電極絲材料的放電特性而言，由于鋅及銅的熔點(diǎn)低，在放電中會(huì)首先氣化，產(chǎn)生較大的爆炸氣壓，起到更好的排屑作用，從而改善極間狀況，起到提高效率的目的，但由于反復(fù)使用的要求導(dǎo)致單獨(dú)使用鋅及銅又不適合高速往復(fù)走絲的要求。對(duì)于低速單向走絲而言，雖然放電間隙比高速往復(fù)走絲大，通常放電間隙為0.025mm左右,但由于絲速低(1.2m/min),因此其放電介質(zhì)(去離子水)主要是依靠高壓水泵壓入放電間隙以達(dá)到極間冷卻和消電離目的，但由于放電間隙仍然較小，高壓去離子水在放電間隙中壓力衰減的仍然十分厲害，所以低速單向走絲在切割200mm以上厚度工件時(shí)由于冷卻及消電離能力的降低，斷絲的幾率也會(huì)大大增高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的電火花加工中無論是高速往復(fù)走絲還是低速單向走絲電火花線切割電極絲帶入間隙的工作液少、排屑能力差、易斷絲以及高速往復(fù)走絲一般只能用鑰或鎢這種高熔點(diǎn)的材料產(chǎn)生成本高的問題，發(fā)明一種既能攜帶工作液進(jìn)入切割間隙，又能及時(shí)將蝕除產(chǎn)物排出加工區(qū)域的絞合式電極絲。[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種電火花線切割用高效長(zhǎng)壽絞合電極絲，其特征是它至少有二根電極絲絞合而成，絞合電極絲表面形成有凹陷腔槽和凸起的放電節(jié)點(diǎn)，該凹陷腔槽既是工作液的容納空間又是極間蝕除產(chǎn)物的帶出空間，且工作液的帶入及蝕除產(chǎn)物的排出均采用螺旋方式進(jìn)行，進(jìn)而提高了極間冷卻效果及消電離能力；所述的放電節(jié)點(diǎn)能形成有規(guī)律的放電，間接導(dǎo)致放電脈間的增加。
[0006]組成絞合電極絲的各電極絲可以由相同或不同的導(dǎo)電材料制成，所述的導(dǎo)電材料可以為鎢絲、鑰絲、黃銅絲、鍍鋅黃銅絲或紫銅絲中的一種或幾種。
[0007]所述的絞合電極絲的節(jié)距能根據(jù)電極絲直徑與放電加工的要求通過絞絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0008]所述的絞合電極絲的總直徑在00.1-0.5mm,每根電極絲的直徑在00.05、.2之間。
[0009]所述的絞合電極絲沿長(zhǎng)度方向的包絡(luò)直徑相同或不同。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過使用絞合電極絲，可使高速往復(fù)走絲電火花線切割及低速單向走絲電火花線切割工作液極間帶入過少，蝕除產(chǎn)物排出困難而導(dǎo)致表面燒傷及效率低、易斷絲的問題得到解決。同時(shí)規(guī)則的絞合電極絲形貌增加了放電的可控性，通過不同材料的電極絲絞合，可在保證較高的切割效率同時(shí)降低斷絲幾率。
[0011]本發(fā)明的絞合電極絲，由兩根或多根可以是同種材料也可以是非同種材料的電極絲絞合而成。與普通電極絲相比，絞合絲在表面擁有適當(dāng)?shù)陌枷萑莘e，該部分不僅可以充當(dāng)帶入極間工作液的容納空間，也可以成為極間蝕除產(chǎn)物的帶出空間，在提高極間工作液帶入量的同時(shí)也改善了極間的排屑能力，并且工作液的帶入及蝕除產(chǎn)物的排出由于電極絲的絞合形成螺旋方式進(jìn)行，進(jìn)一步提高了極間冷卻及消電離的能力。同時(shí)，由于絞合絲的特殊形貌，其上每一節(jié)都存在一個(gè)凸起點(diǎn)，加工時(shí)放電一般最先發(fā)生在凸起點(diǎn)上，可以形成有規(guī)則的放電，由于每相鄰兩個(gè)凸點(diǎn)都間隔一個(gè)節(jié)距的距離，因此，在加工時(shí)，間接地增加了放電脈間，更利于冷卻和排屑。第三，使用不同材料的電極絲形成絞合的電極絲可以因?yàn)槊糠N材料放電特性的不同，達(dá)到不同的放電加工目的，如可以使用鑰絲與黃銅絲的絞合，鑰絲因較高的熔點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)絞合絲的支撐，因此可以粗一些，而黃銅絲因?yàn)槿埸c(diǎn)較低，可以實(shí)現(xiàn)高爆炸力，改善極間的放電狀況，從而實(shí)現(xiàn)高效加工，因此將兩者絞合后，以鑰絲作為主干，黃銅絲作為外圍高效加工電極材料，可以在保證較高的切割效率同時(shí)降低斷絲幾率。
[0012]本發(fā)明克服了傳統(tǒng)電極絲單極結(jié)構(gòu)的技術(shù)偏見，通過螺旋式絞合解決了強(qiáng)度、排屑及冷卻難題，能提高切割速度40%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的絞合電極絲(雙絞線)容屑槽工作示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的絞合電極絲(雙絞線)截面示意圖。
[0015]圖中:1_絞合電極絲，2-容屑空間，3-放電間隙，4-工件，5-容屑空間截面，6-電極絲截面。【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明 如圖1-2所示。
[0017]一種電火花線切割用絞合電極絲，它由兩根或兩根以上的電極絲經(jīng)絞合機(jī)構(gòu)絞合形成麻花狀結(jié)構(gòu)，在麻花狀結(jié)構(gòu)的凹陷處形成能攜帶工作液和能將蝕除產(chǎn)物帶出加工空間的容屑空間，麻花狀結(jié)構(gòu)的凸起部分更容易形成放電點(diǎn)，提高爆炸蝕除能力。各根電極絲的材料可以相同也可不相同，材料相同時(shí)放電率可以相以也可以不相同，各根電極絲的直徑可以相同也可以不相同，同一根電極絲的直徑也可相同或不相同。
[0018]在圖1中，絞合電極絲中間的凹部形成容屑空間2，工作液順著絞合電極絲I表面進(jìn)入容屑空間2，然后隨著容屑空間2 —起進(jìn)入切縫，由于容屑空間2的存在，與普通單根電極絲相比，絞合電極絲I擁有更強(qiáng)的帶水能力。在進(jìn)行加工時(shí)，絞合電極絲I每一節(jié)距的凸出點(diǎn)與工件4距離最近，因此，在放電間隙3處會(huì)優(yōu)先形成放電加工，這就增加了放電的可控性。同時(shí)，容屑空間2的存在增加了排屑的空間，放電加工之后所產(chǎn)生的蝕除產(chǎn)物會(huì)集中在容屑空間2內(nèi)，隨著絞合電極絲I的運(yùn)動(dòng)被帶出切縫。
[0019]在圖2中，絞合電極絲的截面可認(rèn)為是半徑為R的兩個(gè)圓，面積為St，陰影部分為容屑空間截面，半徑為Rv。取絞合電極絲縱向?yàn)閄軸，與其垂直相交的垂直方向和水平方向?yàn)閅軸和Z軸，可計(jì)算容屑空間與節(jié)距的關(guān)系。其中，容屑空間截面面積Sp= Ji Rv2_St=2 Ji R2。容屑空間半截面Z軸重心可表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種電火花線切割用高效長(zhǎng)壽絞合電極絲，其特征是它至少有二根電極絲絞合而成，絞合電極絲表面形成有凹陷腔槽和凸起的放電節(jié)點(diǎn)，該凹陷腔槽既是工作液的容納空間又是極間蝕除產(chǎn)物的帶出空間，且工作液的帶入及蝕除產(chǎn)物的排出由于電極絲的絞合形成螺旋方式進(jìn)行，進(jìn)而提高了極間冷卻效果及消電離能力；所述的放電節(jié)點(diǎn)能形成有規(guī)律的放電，達(dá)到增加放電脈間的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞合電極絲，其特征是組成絞合電極絲的各電極絲由相同或不同的導(dǎo)電材料制成，所述的導(dǎo)電材料為鎢絲、鑰絲、黃銅絲、鍍鋅黃銅絲或紫銅絲中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞合電極絲，其特征是所述的絞合電極絲的絞合節(jié)距能根據(jù)電極絲直徑以及放電加工的要求通過絞絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞合電極絲，其特征是所述的絞合電極絲的總直徑在00.1-0.5mm，每根電極絲的直徑在00.05-0.2之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞合電極絲，其特征是所述的絞合電極絲沿長(zhǎng)度方向的包絡(luò)直徑相同或不同。
【文檔編號(hào)】B23H7/08GK103990877SQ201410243715
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】劉志東, 邱明波, 田宗軍, 沈理達(dá) 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)