电火花快慢速走丝线切割机加工集中供液技术装置
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电火花快慢速走丝线切割机加工集中供液技术装置
(浙江)临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂王剑波31700
概述:随着电火花线切割机加工生产的扩大,数十台、上百台机床集群化工作的企业越来越多。对在前机床独立自供液过滤系统的弊端。集中供液对工作液的稳定性、提高机床加工效率、延长切削液使用时间等优势和经济效益的分析。
关键词:电火花线切割集中供液
一、集中供液的实际意义
切削液是电火花线切割机床加工三大重要环节之一,在加工过程中还起着滑润、冷却、排屑、灭弧、防短路及洗涤等重要作用。线切割切削液集中供液,主要包括配液、供液和回收液(循环)系统三大部分。集中供液在管理和维护环节中,其优点是切削液利用率高、质量稳定,提供不同加工要求的要求,使机床处在最佳工作状态,有力保障机床的加工速度、效率与工件质量,提供友好的工作环境。
集中供液主要优点:
(1).有利于切削冷却液质量控制,获得良好的介电常数,稳定工件加工质量,提高机床运行工作时间和加工效率;
(2).有利于切削冷却液循环净化再生、延长使用寿命、减少废液排放,降低运行成本;
(3).有利于改善切削液维护劳动强度、改善车间环境质量;
(4).有利于机床与工件物流的合理布置,减小机床占地面积;
二、线切割机床类型及切削液作用与使用现状
电火花机床分为快走丝、中走丝和慢走丝三大类,其中,(快/中走丝)线切割机床切削液为水基(半合成/全合成)切削液,经水按比例稀释得乳化切削液;慢走丝线切割机床切削冷却液为去离子水。加工不同的工件材质和工艺要求,选择相适应的机床和切削冷却液,如碳钢、不锈钢、铜、铝、镍、硬质合金(钨钢、钛合金等)、硅晶元片等。
切削液却液的作用,在电火花线切割加工过程中,需要稳定地供给有一定绝缘性能的工作介质,以冷却电极丝和工件、排出电蚀产物等,保障火花放电持续进行。工作液的质量是脉冲
放电的介质,对加工工艺指标的影响很大,应长效保持良好的加工介电常数。
以水基合成切削液的电火花快速线切切割机床,其现状是机床自过滤循环供液,过滤净化难度大,介电常数稳定性差,数天或1~2周就要更换。快速线切割机床切削液,采用水基(半/全)合成化学合成切削液,经去离子水按比例(5~15%)稀释配制而成。新鲜切削液从开始到失效更换的使用过程中,切削液经过加工过程中产生的高温氧化物、携带的切割金属粉末、电蚀碳化物、有机胶体、机杂油等物质的混合,逐渐密度升高、粘度增加,一般数天至十数天加工性能下降,介电常数下降,切割速度下降,拉丝断丝现象出现,这样的情况切削液已变质失效需更换。
以去离子水为冷却切削液的电火花慢速线切割机床,其现状是机床自过滤离子交换净化循环供液,过滤净化及树脂更换频繁,介电常数波动大、稳定性差,数天或1周左右就要更换水和离子交换树脂。
三、线切割加工集中供液系统构成、功能及性能
1、快(中)速走丝集中供液
主要由:(1).供液系统;(2).回收循环系统;(3).净化系统;(4).管理池系统四大部分构成。
图1:电火花(快速)走丝线切割机加工集中供液工艺流程示意图沉淀配制机床除油/过滤/分离管理池恒压供液
排屑储液箱
机床机床机床机床
·······供液管道
回液管道
其主要功能:
(1).供液系统:由配制、储液箱、恒压供液、供液管道组成。经自动(或手动)配制新鲜水基切削液由储备箱,经泵增压并恒压输出切削液经管道分流向各机床供液。
(2).回收循环系统:由回收管道、沉淀池及排屑组成;各机床排出的切削液经管道回收进入沉淀池对金属粉末、污泥沉淀,沉淀物由排屑器排出。
(3).净化系统:由除油、磁分离/过滤/离心分离组成。对切削液去除浮油,经铁质金属粉体由磁分离器分离,其它材质的铜、不锈钢、钛合金及硬质合金等金属粉末、电蚀碳化物,由50~100um 精度过滤,然后进入离心分离去除精度初级分离1~10um 的金属粉末、泥油胶体,再经0.01~1.0um 精度去除有机胶体、细微碳化物,达到降低杂质密度(粘度)恢复流动性;
(4).管理池系统:由浓度调节、PH 调节、增氧、配平及节假日维护组成。经净化后的切削液在管理池中,进行浓度调节、PH 酸值调节、切削液增氧抑制厌氧菌、微生物繁殖,以及切削液成分失去平衡后进行成分配平修复,恢复切削液性能。在长假期的节假日中系统自动维护,防止切削液因长时间未使用而出现腐败降解现象。
性能:去除切削冷却金属粉屑、电蚀碳化物、有机胶质和浮油等杂质,平衡组成浓度、降底粘度,恢复切削液性能。切削冷却液使用寿命提高数倍或长效。
2、慢速走丝集中供液
主要由:(1).供液系统;(2).回收循环系统(回液管道);(3).净化系统(除油、磁分离/过滤、离心分离);三大部分构成。
图2:电火花(慢速)走丝线切割机加工集中供液工艺流程示意图沉淀自来水机床除油/过滤/分离去离子恒压供液
排屑储液箱机床机床机床机床
·······供液管道
回液管道
其主要功能:
(1).供液系统:由去离子系统、储液池、恒温系统与恒压供液及输液管道组成;
水源为自来水由去离子系统处理,产水电阻值10~100kΩ.cm(或更高的电阻值)任意选择且恒定在10、30、50、70、90或100kΩ.cm等范围的电阻值,温度22~23℃,由恒压系统的泵增压输出通过管道向各机床供液。
(说明:该去离水系统不含离子交换树脂耗材,系统中的切削冷却水可以长效使用,无须频繁更换)
(2).回收循环系统:由回液管道、收集沉淀池及排屑组成;
各机床经使用后排出的切削液通过回收管道集中收集沉淀池中,对金属粉屑粉末、电蚀碳化物沉淀,沉淀物由排屑器排出。
(3).净化系统:由除油、磁分离/过滤系统组成;
经过沉淀的回收液去除浮油、磁分离器去除铁质金属粉末粉屑、其它有色金属屑粉末及电蚀碳化物过滤去除,然后再进入去离子系统对工件溶解性金属离子进一步去除,恢复电阻值参数。
性能:去除冷却液金属粉屑、电蚀碳化物和浮油等杂质,恒温、保持稳定绝缘值。切削冷却液使用时间提高数倍或长效使用。
四、电火花线切割机床(自供液/集中供液)工况比较
以下《案例》取自“快走丝、中走丝和慢走丝”机床的工作工况,主要针对线切割机床自供液和集中供液的工作工况比较,在同一条件下的检测机床工况的工作时间、高频电流、电压、和切割速度及走(钼/铜)丝直径变化值,以及与切削液的介电常数、密度和粘度的比较(均取平均值)。得出机床“自供液和集中供液”对机加工的电流稳定性、加工速度、切削液质量变化和使用时间工况。
1、线切割(快走丝)机加工“自供液和集中供液”工况案例
工件材料:碳钢,硬度:HRC55,工件厚度:25mm,切削液统一配制,类型:水基半合成,浓度8%,介电常数:1.85,密度:0.41g/ml,粘度:0.13pa/s,初始平均切割速度:2850mm2/h 每天工作时间:24小时,加工天数:连续。每24小时取各机床工件和工作参数、切削液取样检测记录。