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混凝土泵管加工时,在工件与电极丝之间进行脉冲放电。如图1.2所示,电极丝接脉冲电源的负极,工件接脉冲电源的正极。当遇到控制器发出的一个电脉冲时,在工件与电极丝之间产生火花放电。放电通道的中心温度瞬时可高达10000℃以上。通道周围的工作液一部分气化为蒸气,另一部分被瞬时高温分解为游离碳氢化合物等气体析出(乳化液很快变脏变黑)。在热源作用区的局部电极丝及工件表面,同时被加热到熔点,甚至沸点以上的温度,使局部的金属材料熔化和气化。由于这一加热过程非常短促(10-10s),因此金属的熔化气化及乳化液介质的气化都具有爆炸的特性(线切割加工时可以听到吱吱声和轻微的噼啪声)。这种热膨胀和局部微爆炸,把熔化的金属,以及金属蒸气、乳化液蒸气抛进乳化液中冷却从而实现对工件材料进行电蚀切割加工。通常认为电极丝与工件之间的放电间隙8在0.01mm左右,若电脉冲的电压高,则间隙值大一些。一般线切割编程时取单边放电间隙为为了保证每来一个电脉冲时在工件与电极丝之间是正常的火花放电而不是电弧放电。提供必要的条件,首先必须使两个电脉冲之师有足够的时间间隔,使放电间中的介质消电离,即使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子,恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度,以免在同一处发生多次放电而形成电弧放电。
一般脉冲间隔为脉冲宽度的4倍以上。为了保证电火花线切割加工时电极丝(一般用钼丝)不被烧断,必须向放电间隙中注入大量的工作液,使电极丝得到充分的冷却。以避免火花放电总在电极丝的局部位置以至于烧断同时电极丝作高速轴向移动,有利于不断地将新的工作液带入放电间隙里,也有利于电蚀产物从间隙中带出。电火花线切割加工时,为了获得较好的表面粗糙度和较高的尺寸精度,并保证钼丝不被烧断,应选择相应的脉冲参数,并使混凝土泵管与钼丝之间是火花放电,而不是电弧放电。2.电弧放电与火花放电的区别1)电弧放电是由于电极间隙消电离不充分,放电点不分散,多次连续在同一处放电而形成,是稳定的放电过程,放电时爆炸力小,蚀除量低。而火花放电是非稳定的放电过程,具有明显的脉冲特性,放电时爆炸力大,蚀除量高。2)电弧放电的伏安特性曲线为正值(即随着极间电压的减小,通过介质的电流也减小)而火花放电的伏安特性曲线为负值(即随着极间电压的减小,通过介质的电流却增加)。3)电弧放电通道形状呈圆锥形,阳极与阴极斑点大小不同,阳极斑点小,阴极斑点大。因此,其电流密度也不相同,阳极电流密度为2800A/cm3,阴极电流密度为300M/cm3.而火花放电通道形状呈鼓形,阳极与阴极斑点大小实际相等。因此,两极上电流密度相同,而且很高,可达到10~10M/cm.4)电弧放电通道和电极上的温度为7000-8000℃,而火花放电通道和电极上的温度可达到10000~12000℃5)电弧放电击穿电压低,而火花放电击穿电压高6)电弧放电中,蚀除量较低,且阴极腐蚀比阳极多,而火花放电,大多数情况下阳极腐蚀量远多于阴极。因此,电火花加工时工件接脉冲电源的正极。电火花切割加工主要是控制两种运动:面是加工工件的要求,即加主程序的要求,自动控制加工工件相对电极丝按一定的轨迹运动;另一方面是在电火花切割加工的进程中,自动控制进给速度,以维持正常、稳定的火花放电切割加工。
即数控线切割机床的控制系统使加工工件相对电极丝按一定的轨迹运动,称作加工轨迹控制;同时还要实现加工工件相对电极丝进给速度的控制,称作加工进给控制。数控机床控制加工运动轨迹常用的方法有逐点比较法、数字脉冲乘法器法、数字积分法矢量判别法、比较积分法等。国产的快走丝线切割机床大多采用逐点比较法控制原理对线切割机床X,坐标工作台进行控制的,工作台每进给一步的移动量为1m。加工工件相对于电极丝的运动轨迹大多数是采用步进电机开环系统实现控制逐点比较法,就是步进电机每走一步都要将加工点的瞬时坐标同加工工件的图形相比较,判断其偏差,然后决定下一步的走向。如果加工点走到图形外面去了,那么下一步就要向图形里面走;如果加工点在图形里面,那么下一步就要向图形外面走,以缩小偏差。这样就能切割加工出一个非常接近加工图形要求的加工工件,其***偏差不超过一个脉冲当量1μm。常见的加工工件图形基本上都可以分解成直线和圆弧的组合,用逐点比较法可以实现对直线、圆弧和非圆二次曲线的插补。