線切割原理介紹及工業(yè)安全加工機(jī)發(fā)展史 20世紀(jì)中期, 蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關(guān)觸點(diǎn)受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí)﹐發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫可以使局部的金屬熔化﹑氧化而被腐蝕掉﹐從而開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法, 線切割放電機(jī)也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。當(dāng)時(shí)以投影器觀看輪廓面前后左右手動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)面加工﹐其實(shí)認(rèn)為加工速度雖慢﹐卻可加工傳統(tǒng)機(jī)械不易加工的微細(xì)形狀。代表的實(shí)用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當(dāng)時(shí)使用之加工液用礦物質(zhì)性油(燈油)。絕緣性高﹐極間距離小﹐加工速度低于現(xiàn)在械械﹐實(shí)用性受限。 將之NC化﹐在脫離子水(接近蒸餾水)中加工的機(jī)種首先由瑞士放電加工機(jī)械制造廠在1969年巴黎工作母機(jī)展覽會(huì)中展出﹐改進(jìn)加工速度﹐確立無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的安全性。但NC紙帶的制成卻很費(fèi)事﹐若不用大型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)﹐對(duì)使用者是很大的負(fù)擔(dān)。在廉價(jià)的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)裝置(Automatic Programed Tools APT)出現(xiàn)前﹐普及甚緩。 日本制造廠開發(fā)用小型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)的線切割放電加工機(jī)廉價(jià)﹐加速普及。線切割放電加工的加工形狀為二次元輪廓。自動(dòng)程序裝置廣用簡(jiǎn)易形APT(APT語(yǔ)言比正式機(jī)型容易)﹐簡(jiǎn)易形APT的出現(xiàn)為線切割放電機(jī)發(fā)展的重要因素 線切割放電加工基本原理 線切割放電加工以銅線作為工具電極﹐在銅線與銅﹑鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓﹐并保持5~50um間隙﹐間隙中充滿煤油﹑純水等絕緣介質(zhì)﹐使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電﹐并彼此被消耗﹑腐蝕.在工件表面上電蝕出無(wú)數(shù)的小坑﹐通過(guò)NC控制的監(jiān)測(cè)和管控﹐伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行﹐使這種放電現(xiàn)象均勻一致﹐從而達(dá)到加工物被加工﹐使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品. 電火花加工的物理原理如下﹕ 為了在2個(gè)電極之間產(chǎn)生電火花﹐這2個(gè)電極之間的電壓必須高于間隙(電極-工件之間)擊穿電壓取決于﹕
1) 電極和工件之間的距離﹔
2) 電介液的絕緣能力(水質(zhì)比電阻)﹔
3) 間隙的污染狀況(腐蝕廢物)。
　　放電首先在電場(chǎng)最強(qiáng)的點(diǎn)發(fā)生﹐這是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程；自由正離子和電子在場(chǎng)中積累﹐很快形成一個(gè)被電離的導(dǎo)電通道；在這個(gè)階段﹐兩板間形成電流。導(dǎo)致粒子間發(fā)生無(wú)數(shù)次碰撞﹐形成一個(gè)等離子區(qū)﹐并很快升高到8000到12000度的高溫﹐在兩導(dǎo)體表面瞬間熔化一些材料﹐同時(shí)﹐由于電極和電介液的汽化﹐形成一個(gè)氣泡﹐并且它的壓力規(guī)則上升直到非常高；然后電流中斷﹐溫度突然降低﹐引起氣泡內(nèi)向爆炸﹐產(chǎn)生的動(dòng)力把溶化的物質(zhì)拋出彈坑﹐然后被腐蝕的材料在電介液中重新凝結(jié)成小的球體﹐并被電介液排走；對(duì)于電極及工件腐蝕對(duì)不對(duì)稱的問(wèn)題﹐主要取決于電極熱傳導(dǎo)性﹐材料的熔點(diǎn),持續(xù)時(shí)間以及放電密度﹐發(fā)生在電極上稱作損耗﹐發(fā)生在工件上稱作去除材料。

　　工業(yè)安全為了確保操作者和機(jī)床在最佳安全條件下﹐及同一廠內(nèi)人員的健康和具備舒適的工作環(huán)境﹐使機(jī)器設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間保持原有加工性能及精準(zhǔn)度﹐ 延長(zhǎng)使用壽命﹐必須遵守線切割放電加工的安全規(guī)則。
一﹑環(huán)境﹕ 環(huán)境的選擇與線切割放電加工設(shè)備及其操作人員有直接的關(guān)系﹐環(huán)境選擇的好壞有以下影響﹕其一﹑損壞設(shè)備性能及精度﹐使其機(jī)床壽命縮短﹔
其二﹑影響工件加工精度﹐造成品質(zhì)不良﹔
其三﹑對(duì)操作者的安全及身體健康也有所危害。
故而﹐在環(huán)境場(chǎng)所的選擇請(qǐng)參考以下事項(xiàng)﹕
1.滿足線切割機(jī)床所要求的空間尺寸﹔
2.選擇能承受機(jī)床重量的場(chǎng)所﹔
3.選擇沒有振動(dòng)和沖擊傳入的場(chǎng)所。 線切割放電機(jī)床是高精度加工設(shè)備﹐如果所放置的地方有振動(dòng)和沖擊﹐將會(huì)對(duì)機(jī)臺(tái)造成嚴(yán)重的損傷﹐從而嚴(yán)重影響其加工精度﹐縮短其使用壽命﹐甚至導(dǎo)致機(jī)器報(bào)廢。
4.選擇沒有粉塵的場(chǎng)所﹐避免流眾多的通道旁邊﹔
(1) 線切割放電機(jī)器之本身特性﹐其空氣中有灰塵存在﹐將會(huì)使機(jī)器的絲桿受到嚴(yán)重磨損﹐從而影響使用壽命﹔
(2) 線切割放電機(jī)器屬于計(jì)算機(jī)控制﹐計(jì)算機(jī)所使用的磁盤對(duì)空氣中灰塵的要求相當(dāng)嚴(yán)格的﹐當(dāng)磁盤內(nèi)有灰塵進(jìn)入時(shí)﹐磁盤就會(huì)被損壞﹐同時(shí)也損壞硬盤﹔
(3) 線切割放電機(jī)本身發(fā)出大量熱﹐所以電器柜內(nèi)需要經(jīng)常換氣﹐若空氣中灰塵太多﹐則會(huì)在換氣過(guò)程中附積到各個(gè)電器組件上﹐造成電器組件散熱不良﹐從而導(dǎo)致電路板被燒壞掉。因此﹐機(jī)臺(tái)防塵網(wǎng)要經(jīng)常清潔。
5.選擇溫度變化小的場(chǎng)所﹐避免陽(yáng)光通過(guò)窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方
(1)高精密零件加工之產(chǎn)品需要在恒定的溫度下進(jìn)行﹐一般為室溫20C﹔
(2)由于線切割放電機(jī)器本身工作時(shí)產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量﹐如果溫度變化太大,則會(huì)對(duì)機(jī)器使用壽命造成嚴(yán)重影響。
6.選擇屏蔽屋﹕因線切割放電加工過(guò)程屬于電弧放電過(guò)程﹐在電弧放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波﹐從而對(duì)人體健康造成傷害﹐同時(shí)會(huì)影響到周圍的環(huán)境.
7.選擇通風(fēng)條件好﹐寬敞的廠房﹐以便操作者和機(jī)床能在最好的環(huán)境下工作.