电火花线切割机床分高速走丝和低速走丝两类。高速走丝机床的电极丝是快速往复运行的,在加工过程中反复使用。这类电极丝主要有钼丝、钨丝和钨钼丝。常用钼丝的规格的φ0.1~0.18mm,当需切割较小的圆角或缝槽时也用φ0.06mm的钼丝或微细钨丝,规格为φ0.0~0.07mm。钨丝耐腐蚀,抗拉强度高,但脆而不耐弯曲,仅在精密零件加工时使用。
低速走丝线切割机床一般用黄铜丝作电极丝。电极丝作单向低速运行,只用一次就弃掉,因此可不考虑电极丝的损耗。但为了提高切割性能,都在使用线切割机床的专用电极丝,例如镀锌电极丝,内芯材料是铜,具有很高的导电率。镀层材料是铜锌合金,可以在低温状态蒸发,与黄铜丝相比,可以提高加工速度。
(1)钼丝、钨丝的特点
1)钼、钨电极丝材料的性能,见下表。
2)电极丝的直径尺寸 电极丝的直径尺寸过小,承受电流小,切缝窄,不利于排屑和稳定加工。但是,电极丝的直径若超过一定程度,则造成切缝过大,反而影响了切割速的提高。因此,电极丝的直径尺寸选择要合理。最常用的电极丝直径在0.12~0.18mm之间。
3)电极丝的伸缩性 钼丝具有很好的伸缩性(但必须是在钼丝弹性模量的允许变形范围内),即电极丝弹性拉长后可自动复原,因而不影响正常放电切割。例如,平移式锥度切割(不超过6°)就是利用电极丝的伸缩性特点来进行加工的。但需要指出的是伸缩量超过了钼丝的弹性模量允许变形范围,电极丝塑性拉长则不会自动复原而变得越来越松,直至影响正常切割加工,更严重的是将电极丝拉断。
4)耐腐蚀、低损耗 钼丝是在高速往复运行状态下反复使用,进行放电切割。因此,要求其耐腐蚀、低损耗。其电极丝的损耗量Q,用电极丝在切割10000mm2面积后电极丝的减少量来表示。一般长100m的钼丝,切割10000mm2后,钼丝直径减少要小于0.0mm。
(2)黄铜丝、镀锌丝的特点
1)黄铜丝、镀锌丝材料的性能 黄铜丝的合金含量不同会导致主切割速度不同。镀锌丝由于在火花放电时产生汽化爆炸力,主切割速度较高;还有一些含特殊合金元素的黄铜丝,能承受较高电流而不易断丝,可提高加工速度。
2)电极丝的直径尺寸 电极丝的直径小,承受的电流就小,切缝窄,影响冲液效果,不利于排屑,还容易造成抖动,不能稳定加工,使切割速度降低,造成加工表面粗糙度差。反之,电极丝直径增加,可以提高切割速度,但当电极丝直径超过一定程度时,切缝过大,蚀除量也大,反而会影响切割速度的提高。所以,应根据加工条件和工件的不同要求,选择合适直径的电极丝。目前普遍选用的有0.15mm、0.20mm、0.25mm三种规格。
3)电极丝张力的选择 在切割较厚工件时,如果张力较小,电极丝的跨距较大,它的振动幅度也大,还会在加工过程中受放电压力的作用而弯曲变形,造成工件形状与尺寸的误差,降低了工件的加工精度。如果电极丝的张力过大,在加工过程中容易造成断丝。所以,在不断丝的前提下,尽量选用较高的电极丝张力进行切割,以提高切割速度和工件加工表面质量。
4)电极丝速度的选择 在低速走丝线切割时,走丝速度直接影响加工工件的形状和尺寸精度。在主切割过程中,由于加工电流和放电能量较大,电极丝的损耗较大,如果丝速过慢,很容易造成断丝,还会造成工件直线度变差。如果丝速过快,直接导致丝的使用量增加,增大了加工成本。所以,选择合适的丝速才能在保证加工质量的基础上,降低成本。