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中走丝线切割详细原理

      中走丝线切割在加工时,在工件阳极附近形成一层很薄的氧化膜,可在工件阳极与电解液之间起到隔离作用。该氧化膜具有较高的电阻和较小的电导率,可阻止工件阳极表面进一步溶解,对工件阳极具有一定保护作用。在电解液的快速冲刷作用下,工件阳极表面凹陷处的氧化膜因不易扩散而较厚;工件阳极表面凸出处(如毛刺、微观凸出部位等)的氧化膜因容易扩散而较薄。由于氧化膜的分布不均匀,使毛刺等凸出部位始终与新鲜的电解液接触,因此毛刺部位的金属溶解速度远大于阳极表面的其它部位,从而使毛刺被迅速溶解、去除。一般中走丝线切割在阳极溶解过程中,根据电化学加工基本规律(法拉第电解定律)可推导出金属阳极(工件)沿进给方向的深度蚀除速度va(mm/min)为va=hwi式中:h——电流效率 w——被电解物质的体积电化学当量(mm3/A·h)i——电流密度(A/cm2)当电解液的成分、浓度、加工温度等参数确定后,阳极某点的蚀除速度主要取决于通过该点的电流密度。  根据电场理论可知,在零件表面毛刺等凸出部位电荷较集中,在表面凹陷处电荷则较少。由于电力线分布不均匀,凸出部位的电力线分布密集,电流密度高,金属去除较多;凹陷部位的电力线分布相对稀疏,电流密度较低,金属去除较少。由于毛刺处通过的电流密度远大于工件阳极表面的其它部位,因此毛刺被迅速溶解。

      综上所述,由于氧化膜分布不均匀,工件阳极表面毛刺等凸出部位氧化膜较薄,可始终与新鲜电解液保持接触,因此电化学反应速度快;由于电力线分布不均匀,工件阳极表面毛刺等凸出部位电力线分布密集,电流密度大,蚀除速度较快。因此,脉冲电化学去毛刺加工可达到迅速去除、溶解毛刺并形成光滑圆角的目的。通过合理采用工具阴极遮蔽技术,可有选择地去除毛刺,不会影响工件阳极表面原有的尺寸精度和表面质量。 

    脉冲电化学去毛刺工艺要点:影响脉冲电化学去毛刺加工效果的工艺因素较多,如工具阴极的合理设计、脉冲电源的参数选择、电解液的成分、浓度、压力和流速、极间间隙、电流密度、加工时间、流场特性等。工具阴极应根据具体毛刺情况进行合理设计,设计时应注意应用遮蔽技术,以保证在高效去除毛刺的同时保护工件阳极表面其它非毛刺部位的原有精度和表面质量。此外,还应满足脉冲电化学加工的基本原则,即使电解液快速、均匀地冲刷加工部分,保证流场分布均匀、合理。由于电极表面质量直接影响去除毛刺部位的表面质量,因此要求工具阴极表面平整、光滑。理论研究和加工实践表明,采用脉冲电源代替直流电源进行去毛刺加工,可有效提高加工精度和表面质量。在中走丝线切割加工中,一般采用较窄的脉冲宽度和较高的脉冲频率进行加工。由于脉冲电流的间隙作用和阶跃变化,使加工间隙中的电解液发生振荡,产生压力波,压力波的搅拌作用可改善加工间隙中电解液的流动条件,加速更新间隙中的电解液,消除加工间隙中电解液电导率分布的不均匀性,从而提高加工精度,改善表面粗糙度。此外,由于电解液的周期性更新,使间隙内的电化学产物(阳极去除的金属、阴极析出的氢气和产生的焦耳热等)可及时、充分地排除。脉冲电源参数应根据加工条件合理选择。

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发布时间:2012/6/8 10:41:34 点击率:3690 [返回上一页]
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