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，從而生產出一些具有極其緊密配合和尺寸的復雜零件。
什么是線切割？
線切割或線切割放電加工?是一種通過細線形狀的導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會立即蒸發(fā)。?線切割加工?機器執(zhí)行減材加工，但與傳統(tǒng) CNC 不同，因為不切割金屬。相反，線切割放電加工機可以精確地熔化導電工件上的材料。
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。當工件保持固定時，切割由移動的導線引導，當移動的導線足夠接近接地工件時會產生電火花。?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，電路就會產生電火花，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）永遠不會接觸金屬，電荷會跳到接地部分。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散并將腐蝕的金屬碎片從火花隙中沖走。
線切割機能夠加工與傳統(tǒng)機器相同的金屬件數(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
線切割機有兩個電極。陰極是傳導電流的金屬絲，陽極是固定工件。這通常是通過將線切割機內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 | 由導電金屬制成的切割線，通常是黃銅（陰極）
由機器控制的運動 |
| 工件電極 | 被切割的導電材料（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。
線切割機能夠精確切割高達 0.0001 英寸的復雜形狀。直觀地說，金屬絲比人的頭發(fā)細 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。
線材和導電率影響切割速度。它們還會影響表面光潔度，因此，不同的線切割放電加工機具有不同的線。
| 黃銅絲 | 黃銅通常用于線切割機床，因為它具有導電性。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，并提高批量生產的耐磨性。 |
| 鎢絲 | 鎢絲用于線切割，因為它是一種堅硬而堅韌的電極。高拉伸強度使其可用于線切割放電加工中切割較厚間隙的硬質材料。
與黃銅絲相比，它們具有更好的表面光潔度，但價格更高。 |
工作臺
線切割機的工作臺是經(jīng)過精心設計的。所用材料多為鑄鐵或花崗巖。它是線切割機床中最重的部件，可最大限度地減少振動和不必要的移動。
工作臺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存器。
在動態(tài)工作臺中，工作臺可以使用步進電機在 X、Y 和 Z 軸上平移，步進電機通過數(shù)控來控制運動。這導致了錐形設計和復雜的形狀。
?數(shù)控控制
線切割機床內置 CNC 控制。CNC 可以控制軸運動、走絲路徑和切削進給。這類似于任何傳統(tǒng)的 CNC 機器控制，并且該過程是完全自動的。
| 介電介質 | 介電介質控制電極接觸期間的電荷擴散。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 | 線切割機具有獨特的電源。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)應用中值得付出成本和復雜性。這些應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行加工。它比列表中的其他產品相對更軟，但線切割可以實現(xiàn)嚴格的公差，這對于航空航天工業(yè)中的鋁零件非常重要。 |
| 黃銅
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黃銅本質上是一種導電材料，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鋼進行加工。 |
| 鈦
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鈦是一種相對較難加工的材料，但由于它可以傳導電流，因此通常使用放電加工 EDM 進行切割。由于大型鈦工件的火花加工會產生大量熱量，因此必須使用適當?shù)臎_洗和介電液。 |
?線切割加工
與 CNC 加工、激光切割機和等離子切割機相比，線切割放電加工具有無與倫比的公差。這是因為線切割不會對零件施加任何機械力，從而減少了拋光和機加工后表面精加工的需要。
線切割可以達到什么公差？
放電加工能夠實現(xiàn)高達 ±0.001 毫米的精密公差和高達 ±0.005 毫米的標準公差。
這種精度使得線切割加工能夠加工汽車零件、飛機部件和依賴于尺寸精度的應用所需的復雜形狀。
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，但在許多應用中具有成本效益。
對于要求高精度、復雜幾何形狀和增加產量的作業(yè)，與可能需要更多工時、機器和不同刀具類型的標準 CNC 相比，放電加工 EDM 仍然具有成本效益。 材料浪費極少，這使得專門用于加工昂貴材料的中等生產運行具有成本效益。它提供快速的周轉時間，并且工具成本并不高，因為它只是一根導線。 |
| 最小的失真 | 線切割加工適用于硬質材料和軟質材料。由于沒有對工件施加力（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。 |
| 生產速度快 | 對于原型設計和規(guī)模化生產，線切割放電加工工藝可提供快速的周轉時間。這是因為
設置時間短和 CNC 編程控制 出色的表面光潔度（無需研磨和拋光） 緊密公差（不需要任何進一步的工具。） |
| 極高準確性 | 加工過程的精度與切削刀具有關。由于電火花加工線的直徑可達 0.01 毫米，因此可以實現(xiàn)極高的精度和精確的切割。 |
| 零件復雜度 | 線切割加工是一種高度可修改的加工工藝。可以進行一定角度的走線，可以分階段調整參數(shù)，可以在多軸平面上工作。這使得線切割放電加工能夠達到航空航天應用設計中最微小的細節(jié)。 |
線切割加工應用
| 航空航天工業(yè) | 航空航天工業(yè)是線切割加工應用的一個領域。由于薄壁和緊密型腔的復雜零件需要軟切削刀具，因此高精度的細線提供了最佳解決方案。
這對于渦輪葉片等應用非常重要，即使是最輕微的尺寸或表面差異也可能導致地面空中作業(yè)。其他用途包括微型噴嘴和發(fā)動機部件。 |
| 醫(yī)療行業(yè) | 線切割廣泛應用于醫(yī)療設備制造。牙科植入物和手術器械只是線切割放電加工的幾個用途。
牙科種植體采用大部分 EDM 工藝應用，因為它們的尺寸已經(jīng)很小，并且需要具有最小直徑的切削工具才能完美對齊。 |
| 制造業(yè) | 線切割放電加工在模具制造過程中應用廣泛。塑料注射成型是一種用熔融塑料填充陰模以生產數(shù)百萬件的技術。
由于產量高，線切割放電加工可以可靠、準確地加工所需形狀的注塑模具。 |
| 電子行業(yè) | 當想到電子產品時，我們經(jīng)常會錯過這些設備內部的微小組件。連接器、引線框架和其他安裝在外殼內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，不同的應用需要不同的 EDM 制造工藝。
線切割提供自由的運動范圍、更好的參數(shù)可調性、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，這些工具的運動范圍通常受到限制，并且在處理錐形設計和復雜形狀時速度較慢。
?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 個軸平移，在接觸工件時產生火花并去除材料。
線切割放電加工使用細線，電極和工件浸入介電流體中，介電流體引導火花并去除碎屑。 |
| 精度 | 傳統(tǒng) EDM 的精確度不如線切割 EDM。這主要是因為圓盤或菱形電極是在數(shù)控機床上制造的，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。 |
?還有什么其他類型?EDM工藝有哪些？
| 電火花加工機
? |
沉降片電火花加工的工作原理是使用高壓腐蝕導電金屬，從而使工件達到所需的形狀。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。 |
| 電火花擴孔機
? |
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。孔放電加工使用管狀電極腐蝕基底金屬以形成孔。 |
總結
線切割加工是傳統(tǒng) EDM 的升級版、更精確且通用的工藝，它使用高壓從導電材料上腐蝕鉆頭。它使用 EDM 絲作為電極，在電介質液體中對工件進行成型，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)療設備制造，其中精確的制造工藝對于形狀的準確性和復雜性至關重要。它是市場上技術含量最高的加工方法之一，可減少材料浪費，使其在應用中具有成本效益。線切割放電加工的唯一真正缺點是線燃燒或線電極斷裂，這些也可以回收以進一步改進。
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關鍵詞：線切割，電火花，金屬加工
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