納秒級(jí)大峰值電流脈沖電源技術(shù)

電火花加工時(shí)金屬的蝕除分熔化和氣化兩種。寬脈寬作用時(shí)間長，容易造成熔化加工，使工件表面形貌變差，變質(zhì)層增厚，內(nèi)應(yīng)力加大，易產(chǎn)生裂紋。而脈寬小到一定值時(shí)，作用時(shí)間極短，形成氣化加工，可以減小變質(zhì)層厚度，改善表面質(zhì)量，減小內(nèi)應(yīng)力，避免裂紋產(chǎn)生。

先進(jìn)的低速走絲電火花線切割機(jī)采用的脈沖電源其脈寬僅幾十ns，峰值電流在1 000 A以上，形成氣化蝕除，不僅加工效率高，而且使表面質(zhì)量大大提高。

低速走絲電火花線切割加工采用水質(zhì)工作液。水有一定的導(dǎo)電性，即使經(jīng)過去離子處理，降低電導(dǎo)率，但還有一定的離子數(shù)量。當(dāng)工件接正極，在電場(chǎng)作用下，OH-離子會(huì)在工件上不斷聚集，造成鐵、鋁、銅、鋅、鈦、鎢的氧化和腐蝕，并使硬質(zhì)合金材料中的結(jié)合劑—鈷成離子狀態(tài)溶解在水中，形成工件表面的“軟化層”。曾采用提高電阻率的措施(由幾十千歐?厘米提高到幾百千歐?厘米)，盡可能降低離子濃度，雖對(duì)改善表面質(zhì)量起了一定的作用，但還是不能有效地徹底解決“軟化層”的問題。

為了保證高精度的加工，采用了許多技術(shù)措施來提高主機(jī)精度：①控制溫度。采用水溫冷卻裝置，使機(jī)床內(nèi)部溫度與水溫相同，減小了機(jī)床的熱變形。②采用直線電機(jī)。響應(yīng)度高，精密定位可實(shí)現(xiàn)0.1μm當(dāng)量的控制，進(jìn)給無振動(dòng)，無噪音，提高放電頻率，保持穩(wěn)定放電，兩次切割Ry5 μm。③采用陶瓷、聚合物人造花崗巖制件，其熱慣性比鑄鐵大25倍，降低溫度變化對(duì)切割精度的影響。④采用固定工作臺(tái)、立柱移動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高工作臺(tái)承重，不受浸水加工和工件重量變化的影響。⑤采用浸入式加工，降低工件熱變形。⑥電機(jī)伺服，閉環(huán)電極絲張力控制。⑦高精度對(duì)刀：采用電壓調(diào)制對(duì)刀電源。對(duì)刀精度可達(dá)±0.005 mm，不損傷工件，不論干濕。

生產(chǎn)效率和加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定數(shù)控機(jī)床可以采用較大的切削用量，有效地節(jié)省了機(jī)動(dòng)工時(shí)。它還有自動(dòng)變速、自動(dòng)換刀和其他輔助操作自動(dòng)化等功能，使輔助時(shí)間大為縮短，而且無需工序間的檢驗(yàn)與測(cè)量，所以比普通機(jī)床的生產(chǎn)率高3～4倍甚至更高。同時(shí)由于數(shù)控機(jī)床本身的精度較高，還可以利用軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償，又因?yàn)樗歉鶕?jù)數(shù)控程序自動(dòng)進(jìn)行加工，可以避免人為的誤差。因此，不但加工精度高，而且質(zhì)量穩(wěn)定。