CN111515483A - 一种线切割加工方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线切割加工方法及系统，线切割加工系统线包括线切割加工机床与供液装置，供液装置包括喷淋装置、第一工作液储箱与第二工作液储箱，第一工作液储箱储存有第一工作液，第二工作液储箱储存有第二工作液；线切割加工方法包括第一加工阶段与第二加工阶段：在第一加工阶段中，线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，喷淋装置从第一工作液储箱中抽取第一工作液，并将第一工作液喷淋至放电切割位置；在第二加工阶段中，线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，喷淋装置从第二工作液储箱中抽取第二工作液，并将第二工作液喷淋至放电切割位置；本发明可以有效提高线切割的加工精度、表面粗糙度、及加工工件的一致性。

Description

一种线切割加工方法及系统

技术领域

本发明涉及线切割加工技术领域，特别是一种线切割加工方法及系统。

背景技术

在现有的中走丝(往复多次线切割)加工中，加工的工艺包括一次粗割与多次精修，在进行粗割时，线切割机采用大电流、大脉宽和大能量的加工方式，以获得较高的加工效率；而在精修时，则采用小电流、窄脉宽和小能量的加工方式，以获得较好的表面粗糙度与尺寸精度；现有的粗割与精修均采用同一个工作液储箱中的工作液，由于在粗割时采用大电流的加工方式，因此需要使用高浓度的工作液；而高浓度的工作液则不适合窄脉宽放电加工的方式，所以在传统的加工方式中，精修所采用的脉宽往往大于2μs。

因此，传统的加工方式下，难以加工出表面粗糙度、尺寸精度及一致性较高的产品。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种线切割加工方法及系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种线切割加工方法，运行于线切割加工系统中，所述线切割加工系统线包括线切割加工机床与供液装置，所述供液装置包括喷淋装置、第一工作液储箱与第二工作液储箱，第一工作液储箱储存有第一工作液，所述第二工作液储箱储存有第二工作液；所述线切割加工方法包括第一加工阶段与第二加工阶段：

在所述第一加工阶段中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，所述喷淋装置从所述第一工作液储箱中抽取第一工作液，并将所述第一工作液喷淋至放电切割位置；

在所述第二加工阶段中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，所述喷淋装置从所述第二工作液储箱中抽取第二工作液，并将所述第二工作液喷淋至放电切割位置。

优选地，所述线切割加工机床的电极丝分为两段；

在所述第一加工阶段中，所述线切割加工机床利用第一段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工；

在所述第二加工阶段中，所述线切割加工机床利用第二段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工。

优选地，所述第二工作液为纯净水或浓度小于10％的水基工作液。

优选地，第一段所述电极丝的长度至少为200米，第二段所述电极丝的长度至少为150米。

一种线切割加工系统，包括线切割加工机床、供液装置与控制模块：

所述控制模块用于向所述线切割加工机床和供液装置发送第一加工阶段指令和第二加工阶段指令；

所述线切割机床具有电极丝，所述线切割加工机床用于根据所述第一加工阶段指令或所述第二加工阶段指令，利用所述电极丝对金属工件进行放电切割；

所述供液装置包括喷淋装置、第一工作液储箱与第二工作液储箱；所述第一工作液储箱储存有第一工作液；所述第二工作液储箱储存有第二工作液；

所述喷淋装置根据所述第一加工阶段指令从所述第一工作液储箱中抽取第一工作液，并将所述第一工作液喷淋至放电切割位置，和根据所述第二加工阶段指令从所述第二工作液储箱中抽取第二工作液，并将所述第二工作液喷淋至放电切割位置。

优选地，所述电极丝分为两段；

在所述线切割加工机床根据第一加工阶段指令对金属工件进行放电切割时，所述线切割加工机床利用第一段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工；

在所述线切割加工机床根据第二加工阶段指令对金属工件进行放电切割时，所述线切割加工机床利用第二段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工。

优选地，所述第二工作液为纯净水或浓度小于10％的水基工作液。

优选地，所述第一段电极丝的长度至少为200米，所述第二段电极丝的长度至少为150米。

优选地，所述供液装置还包括电磁阀；

所述电磁阀用于根据所述第一加工阶段指令，使所述喷淋装置从所述第一工作液储箱中抽取第一工作液；

所述电磁阀用于根据所述第二加工阶段指令，使所述喷淋装置从所述第二工作液储箱中抽取第二工作液。

本发明的有益效果：在发明可在第一加工阶段中向放电切割位置喷淋第一工作液；在第二加工阶段向放电切割位置喷淋第二工作液，从而使线切割过程中的放电参数不再受单一的工作液的限制，放电参数的设置更加灵活，使第二加工阶段的放电参数不受第一工作液的限制，因此脉宽可小于2μs，可以实现更高精度的加工；此外，还可以避免在第一加工阶段产生并积累在第一工作液中的电蚀产物对第二加工阶段产生影响，可以加工出表面粗糙度、尺寸精度及一致性均较高的产品。

附图说明

图1是本发明的一种线切割加工系统的供液装置的其中一个实施例的结构示意图。

附图中：1-第一工作液储箱、2-第二工作液储箱、3-喷淋装置、4-电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种线切割加工方法，运行于线切割加工系统中，所述线切割加工系统线包括线切割加工机床与供液装置，所述供液装置包括喷淋装置3、第一工作液储箱1与第二工作液储箱2，第一工作液储箱1储存有第一工作液，所述第二工作液储箱2储存有第二工作液；所述线切割加工方法包括第一加工阶段与第二加工阶段：

在所述第一加工阶段中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，所述喷淋装置3从所述第一工作液储箱1中抽取第一工作液，并将所述第一工作液喷淋至放电切割位置；

在所述第二加工阶段中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，所述喷淋装置3从所述第二工作液储箱2中抽取第二工作液，并将所述第二工作液喷淋至放电切割位置。

本发明提供一种线切割的加工方法，使线切割过程中的放电参数不再受单一的工作液的限制，放电参数的设置更加灵活，可以有效地提高线切割加工的精度；在本发明中，包括第一加工阶段与第二加工阶段，其中，第一加工阶段可为粗割加工，在第一加工阶段中，采用大电流、大脉宽和大能量的加工方式，同时向放电切割位置喷淋第一工作液；第二加工阶段可为多次精修加工，在第二加工阶段中，则采用小电流、窄脉宽和小能量的加工方式，同时向放电切割位置喷淋第二工作液，第二工作液可根据具体的加工情况而调整其浓度，在通常情况下，第二工作液的浓度小于第一工作液的浓度，且第二工作液的浓度越小，则可以设置放电参数的电流更小、脉宽更窄和能量更小，且由于第二加工阶段的放电参数不受第一工作液的限制，因此脉宽可小于2μs，从而使得在第二加工阶段中可以实现更高精度的加工；不仅如此，在传统的加工方式中，整个放电加工过程均采用同一工作液循环，随着不断的放电加工，电蚀产物不断积累在工作液中，即使工作液经过过滤，由于过滤的效果的限制，电蚀产物依然也会对放电加工产生影响，进而影响精修加工时的加工精度；而在本发明中，第一加工阶段与第二加工阶段分别采用第一工作液与第二工作液，因此，在第一加工阶段产生并积累在第一工作液中的电蚀产物不会影响到第二加工阶段，因此，通过在第一加工阶段与第二加工阶段分别采用第一工作液与第二工作液，使第二加工阶段的放电参数的设置不受第一工作液的影响，放电参数的设置更加灵活，从而可以有效地提高线切割加工的精度，从而加工出表面粗糙度、尺寸精度及一致性较高的产品。

进一步地，所述线切割加工机床的电极丝分为两段；

在所述第一加工阶段中，所述线切割加工机床利用第一段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工；

在所述第二加工阶段中，所述线切割加工机床利用第二段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工。

在第一加工阶段中，由于为了保证较高的加工效率，通常采用较大电流来进行加工，因此电极丝的损耗也相对较快且不均匀，所以切割尺寸的一致性保持较差，且当电极丝因消耗而导致其直径变小时，会导致电极丝的放电效果变差，若将第一加工阶段使用过的电极丝进行第二加工阶段的加工，则会导致第二加工阶段的加工效果差，金属工件的表面容易出现大量条纹，尺寸精度较低，影响产品的加工质量；本发明巧妙地将电极丝分为两个段，其中第一段用于第一加工阶段，第二段则用于第二加工阶段，在第一加工阶段与第二加工阶段中，电极丝均采用往复多次走丝的方式来进行放电切割加工，这样设置可以使第一加工阶段与第二加工阶段分别采用同一电极丝的不同位置进行加工，即使在第一加工阶段中，电极丝由于放电而发生较大的损耗，也不会影响到第二加工阶段，而第二加工阶段由于采用的第二段电极丝并未参与第一加工阶段，因此第二段电极丝并未发生较大的损耗，且直径更加均匀，放电效果更好，金属工件的表面粗糙度更小，尺寸精度更高。

进一步地，所述第二工作液为纯净水或浓度小于10％的水基工作液。

在第二加工阶段中，需要采用小电流、窄脉宽和小能量的加工方式；由于工作液的浓度越低，则工作液的粘度越低，因此，浓度越低的工作液在电极丝及金属工件之间所形成的膜也越薄，有利于小电流、窄脉宽和小能量的加工方式，其中，浓度小于10％的水基工作液是指，纯净水与水基工作液原液的配比大于10：1，经过多次试验，在第二加工阶段中，采用纯净水作为第二工作液的加工效果最好。

此外，在传统的线切割加工过程中，由于粗割与精修采用同一个工作液储箱中的工作液，因此，粗割时产生并积累在工作液中的电蚀产物会影响到后续的精修加工，且粗割时采用大电流加工会破坏工作液的特性(如表面张力、清洗能力和润滑性能均急剧下降)，大量的电蚀产物会导致工作液的电阻率发生急剧变化，且无法通过过滤或其他的处理方式来使得工作液的特性恢复到原有的状态，加上部分电蚀产物会堆积在放电通道内，这些变化对粗割影响较小，但对精修的影响较大；在本发明中，在第一加工阶段与第二加工阶段分别采用不同的工作液，在第一加工阶段中，由于加工精度要求不高，因此即使工作液中累积有较多的电蚀产物，也不会对第一加工阶段产生较大的影响，在经过简单的物理过滤后可以继续循环使用，无需频繁更换；而在第二加工阶段中，第二工作液优选采用纯净水，累积在第二工作液中的电蚀产物及离子等，在在经过过滤和树脂设备后，可以全部去除，从而使得第二工作液可以一直保持为纯净水，可以长期使用且不会对第二加工阶段的加工精度产生影响，在保证金属工件的表面粗糙度、尺寸精度及一致性的前提下，有效地减少了第一工作液及第二工作液的更换频率，工作液的使用寿命更长，加工成本更低。

进一步地，第一段所述电极丝的长度至少为200米，第二段所述电极丝的长度至少为150米。

在第一加工阶段中，为了保证加工效率，走丝速度相比于第二加工阶段要更快，因此，第一段电极丝的长度至少为200米才可以保证在第一加工阶段有足够的电极丝来进行往复循环走丝；而第二加工阶段，其走丝的速度相对较慢，因此，第二段电极丝的长度至少为150米就可以保证第二加工阶段可以有足够的电极丝来进行往复循环走丝。作为优选的实施方式，第一段电极丝的长度为300米，第二段电极丝的长度为200米。

一种线切割加工系统，包括线切割加工机床、供液装置与控制模块：

所述控制模块用于向所述线切割加工机床和供液装置发送第一加工阶段指令和第二加工阶段指令；

所述线切割机床具有电极丝，所述线切割加工机床用于根据所述第一加工阶段指令或所述第二加工阶段指令，利用所述电极丝对金属工件进行放电切割；

如图1所示，所述供液装置包括喷淋装置3、第一工作液储箱1与第二工作液储箱2；所述第一工作液储箱1储存有第一工作液；所述第二工作液储箱2储存有第二工作液；

所述喷淋装置3根据所述第一加工阶段指令从所述第一工作液储箱1中抽取第一工作液，并将所述第一工作液喷淋至放电切割位置，和根据所述第二加工阶段指令从所述第二工作液储箱2中抽取第二工作液，并将所述第二工作液喷淋至放电切割位置。

本发明还提供一种线切割的加工系统，使线切割过程中的放电参数不再受单一的工作液的限制，放电参数的设置更加灵活，可以有效地提高线切割加工的精度；在发明可在第一加工阶段中向放电切割位置喷淋第一工作液；在第二加工阶段向放电切割位置喷淋第二工作液，第二工作液可根据具体的加工情况而调整其浓度，在通常情况下，第二工作液的浓度小于第一工作液的浓度，且第二工作液的浓度越小，则可以设置放电参数的电流更小、脉宽更窄和能量更小，且由于第二加工阶段的放电参数不受第一工作液的限制，因此脉宽可小于2μs，从而使得在第二加工阶段中可以实现更高精度的加工；不仅如此，在传统的加工方式中，整个放电加工过程均采用同一工作液循环，随着不断的放电加工，电蚀产物不断积累在工作液中，即使工作液经过过滤，由于过滤的效果的限制，电蚀产物依然也会对放电加工产生影响，进而影响精修加工时的加工精度；而在本发明中，第一加工阶段与第二加工阶段分别采用第一工作液与第二工作液，因此，在第一加工阶段产生并积累在第一工作液中的电蚀产物不会影响到第二加工阶段，因此，通过在第一加工阶段与第二加工阶段分别采用第一工作液与第二工作液，使第二加工阶段的放电参数的设置不受第一工作液的影响，放电参数的设置更加灵活，从而可以有效地提高线切割加工的精度。

进一步地，所述电极丝分为两段；

在所述线切割加工机床根据第一加工阶段指令对金属工件进行放电切割时，所述线切割加工机床利用第一段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工；

在所述线切割加工机床根据第二加工阶段指令对金属工件进行放电切割时，所述线切割加工机床利用第二段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工。

在第一加工阶段中，由于为了保证较高的加工效率，通常采用较大电流来进行加工，因此电极丝的损耗也相对较快且不均匀，所以切割尺寸的一致性保持较差，且当电极丝因消耗而导致其直径变小时，会导致电极丝的放电效果变差，若将第一加工阶段使用过的电极丝进行第二加工阶段的加工，则会导致第二加工阶段的加工效果差，金属工件的表面容易出现大量条纹，尺寸精度较低，影响产品的加工质量；本发明巧妙地将电极丝分为两个段，其中第一段用于第一加工阶段，第二段则用于第二加工阶段，在第一加工阶段与第二加工阶段中，电极丝均采用往复多次走丝的方式来进行放电切割加工，这样设置可以使第一加工阶段与第二加工阶段分别采用同一电极丝的不同位置进行加工，即使在第一加工阶段中，电极丝由于放电而发生较大的损耗，也不会影响到第二加工阶段，而第二加工阶段由于采用的第二段电极丝并未参与第一加工阶段，因此第二段电极丝并未发生较大的损耗，且直径更加均匀，放电效果更好，金属工件的表面粗糙度更小，尺寸精度更高。

进一步地，所述第二工作液为纯净水或浓度小于10％的水基工作液。

在第二加工阶段中，需要采用小电流、窄脉宽和小能量的加工方式；由于工作液的浓度越低，则工作液的粘度越低，因此，浓度越低的工作液在电极丝及金属工件之间所形成的膜也越薄，有利于小电流、窄脉宽和小能量的加工方式，经过多次试验，在第二加工阶段中，采用纯净水作为第二工作液的加工效果最好。

进一上地，所述第一段电极丝的长度至少为200米，所述第二段电极丝的长度至少为150米。

在第一加工阶段中，为了保证加工效率，走丝速度相比于第二加工阶段要更快，因此，第一段电极丝的长度至少为200米才可以保证在第一加工阶段有足够的电极丝来进行往复循环走丝；而第二加工阶段，其走丝的速度相对较慢，因此，第二段电极丝的长度至少为150米就可以保证第二加工阶段可以有足够的电极丝来进行往复循环走丝。作为优选的实施方式，第一段电极丝的长度为300米，第二段电极丝的长度为200米；由于传统的线切割加工系统中，线切割加工机床的电极丝的长度通常为300米，因此，在本发明的线切割加工系统中，线切割加工机床的可通过增加储丝筒的长度，以储存更多的电极丝

进一步地，所述供液装置还包括电磁阀4；

所述电磁阀4用于根据所述第一加工阶段指令，使所述喷淋装置3从所述第一工作液储箱1中抽取第一工作液；

所述电磁阀4用于根据所述第二加工阶段指令，使所述喷淋装置3从所述第二工作液储箱2中抽取第二工作液。

可以理解地，电磁阀4可以为二位三通电磁阀，如图1所示，通过电磁阀4可以使供液装置可以方便地在第一工作液储箱1和第二工作液储箱2之间切换，电磁阀4可以根据第一加工阶段指令切换至第一工作液储箱1，或根据第二加工阶段指令切换至第二工作液储箱2，从而使供液装置可以实现在第一加工阶段向放电切割位置喷淋第一工作液，在第二加工阶段向放电切割位置喷淋第二工作液，切换的过程十分的方便，可有利于提高加工的效率。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种线切割加工方法，其特征在于：运行于线切割加工系统中，所述线切割加工系统线包括线切割加工机床与供液装置，所述供液装置包括喷淋装置、第一工作液储箱与第二工作液储箱，第一工作液储箱储存有第一工作液，所述第二工作液储箱储存有第二工作液；所述线切割加工方法包括第一加工阶段与第二加工阶段：

在所述第一加工阶段中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，所述喷淋装置从所述第一工作液储箱中抽取第一工作液，并将所述第一工作液喷淋至放电切割位置；

在所述第二加工阶段中，所述线切割加工机床利用电极丝对金属工件放电加工，所述喷淋装置从所述第二工作液储箱中抽取第二工作液，并将所述第二工作液喷淋至放电切割位置。

2.根据权利要求1所述的一种线切割加工方法，其特征在于：所述线切割加工机床的电极丝分为两段；

在所述第一加工阶段中，所述线切割加工机床利用第一段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工；

在所述第二加工阶段中，所述线切割加工机床利用第二段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工。

3.根据权利要求1所述的一种线切割加工方法，其特征在于：所述第二工作液为纯净水或浓度小于10％的水基工作液。

4.根据权利要求2所述的一种线切割加工方法，其特征在于：第一段所述电极丝的长度至少为200米，第二段所述电极丝的长度至少为150米。

5.一种线切割加工系统，其特征在于：包括线切割加工机床、供液装置与控制模块：

所述控制模块用于向所述线切割加工机床和供液装置发送第一加工阶段指令和第二加工阶段指令；

所述线切割机床具有电极丝，所述线切割加工机床用于根据所述第一加工阶段指令或所述第二加工阶段指令，利用所述电极丝对金属工件进行放电切割；

所述供液装置包括喷淋装置、第一工作液储箱与第二工作液储箱；所述第一工作液储箱储存有第一工作液；所述第二工作液储箱储存有第二工作液；

所述喷淋装置根据所述第一加工阶段指令从所述第一工作液储箱中抽取第一工作液，并将所述第一工作液喷淋至放电切割位置，和根据所述第二加工阶段指令从所述第二工作液储箱中抽取第二工作液，并将所述第二工作液喷淋至放电切割位置。

6.根据权利要求5所述的一种线切割加工系统，其特征在于：所述电极丝分为两段；

在所述线切割加工机床根据第一加工阶段指令对金属工件进行放电切割时，所述线切割加工机床利用第一段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工；

在所述线切割加工机床根据第二加工阶段指令对金属工件进行放电切割时，所述线切割加工机床利用第二段所述电极丝往复循环对金属工件进行放电加工。

7.根据权利要求5所述的一种线切割加工系统，其特征在于：所述第二工作液为纯净水或浓度小于10％的水基工作液。

8.根据权利要求6所述的一种线切割加工系统，其特征在于：所述第一段电极丝的长度至少为200米，所述第二段电极丝的长度至少为150米。

9.根据权利要求5所述的一种线切割加工系统，其特征在于：所述供液装置还包括电磁阀；

所述电磁阀用于根据所述第一加工阶段指令，使所述喷淋装置从所述第一工作液储箱中抽取第一工作液；

所述电磁阀用于根据所述第二加工阶段指令，使所述喷淋装置从所述第二工作液储箱中抽取第二工作液。

Images