中走丝线切割机在小模数齿轮加工中的应用

中走丝线切割机在小模数齿轮加工中的应用

王侠清

陕西长空齿轮有限责任公司  陕西 汉中 723102

摘要：本文中针对电火花线切割机的种类与加工方式进行对比研究，分析了多品种小批量小模数齿轮加工过程中走丝电火花线切割机与多次切割的加工方式，能够获得最优的处理效果，能够有助于提高齿轮制造的整体质量、效率，并在一定程度上降低成本，使齿轮制造工作能够更为顺利的开展。

关键词：中走丝；线切割；多次切割；小模数齿轮加工

目前小模数齿轮在实际应用过程中被广泛应用于微电机的减速机构中，在进行加工时一般采用滚齿或者插齿的方式进行处理。而在多品种小批量生产或者生产新品时采用定制加工刀具或者制作专用的设备，不仅会延长施工周期，同时也会在一定程度上提高生产成本，而应用传统的滚齿或者插齿的方式进行处理，无法快速响应，而将现代化的电火花切割加工方式应用于其中，怎么能够有效弥补传统工艺中存在的问题，极大的提高小模数齿轮的加工质量。电火花线具有良好的加工柔性，并且工艺准备，时间相对较短，一般情况下并不会受到齿轮模数、压力角或者齿数的限制通计计批量小模过简单的程序调整即可直接完成齿轮加工，然而电火花线切割机在应用过程中不同种类有不同的加工形式，所以如何选择对应的机床或加工方式来满足多品种数齿轮制造需求是工工艺设关工作人员需要关注并优化的一项重点内容。

一、不同种类电火花线切割机对比

1. 电火花线切割机的分类方式

电火花线切割机在实际应用过程中被分为三种不同的类型分别包括快走丝电火花线切割机、慢走丝电火花线切割机以及中走丝电火花线切割机。快走丝电火花线切割机在应用过程中又被称为高速往复走丝线切割机在进行设备的选择时，一般情况下会选择钼丝作为电极丝。在使用过程中，电极丝会以每秒8~10米的速度快速通过工件并且进行放电腐蚀，由于速度较快，十分容易在工件表面形成条纹，这就导致工件在加工过程中表面质量可能会受到一定的影响。同时在进行施工时电极丝采用的是往复走丝的方式，并且设备在建设时并没有固定的张力控制措施，这就会导致在进行实际切割时，电极丝会出现抖动或者停顿的情况，极大的对工件的加工精度产生影响，导致加工质量降低。慢走丝电火花线切割机在使用过程中又被称为低速单向走丝线切割机，在进行处理时，一般选择铜丝作为电极丝。电极丝在运行过程中的运行速度仅为每秒0.2米并且处理方式为单向连续放电符时，由于电极丝的速度较低并且并不会重复使用设备，在运行过程中具有恒张力控制的措施，具有加工平稳和加工精度较高的优势，而工件表面的质量接近于磨削的水平，但在使用过程中受到机床防电解电源以及精密机械结构等多方面因素的影响，导致造价整体较高，所以相较于快走丝线切割机来说，具有更高的使用成本。

中走丝电火花切割机是将慢走丝线切割机的切割工艺与快走丝线切割机相融合的一种切割机，这样不仅能够形成多次切割，同时还能够形成无条纹切割。在进行处理时，一般选择钼丝作为电极丝。中走丝既兼顾了慢走丝和快走丝在进行工件切割时的优势，除此之外，通过这种处理方式还能够有效避免两种走丝中存在的问题。在进行多次切割时，第1次采用快走丝的高速特点进行粗切割，在后面的切割过程中均采用慢走丝的低速切割方式，对其进行精修，通过这种处理方式，能够使加工精度与表面质量得到极大的提升。

2. 电火花线切割机主要性能与加工成本对比分析

表1 三种电火花线切割机主要性能参数

表2 三种电火花线切割机的加工成本

慢走丝电火花线切割机再进行处理，是加工精度和表面质量整体来看最高，但加工成本同样最高，所以综合来进行评价，可以发现这一处理方式的加工经济性相对较差。在进行小模数齿轮加工的应用中工作人员应当综合考虑工艺的经济性，也就是在满足加工质量的前提下，尽量选择加工成本相对较低的工艺设备，所以综合来进行评估，可以发现慢走丝电火花切割机并非是最优的一种选择。

快走丝电火花线切割机在使用过程中虽然加工成本较低，但可以很明显的看出，这一处理方式的加工质量也最差，并不能够满足小模数齿轮精度和表面粗糙度的要求，不适合应用于小模数齿轮的制造中。中走丝电火花切割机的加工质量和慢走丝基本一致，而加工成本则与快走丝相对较为一致。这种处理方式很好的弥补了快走丝质量差而慢走丝成本较高等多方面的问题，十分适合应用于多品种小批量小模数齿轮的生产中。

综合来看电火花线切割机的加工效率与平均切割面积速度有极为密切的关联，而快走丝的加工效率整体来说最高其次是中走丝儿，最慢的则是慢走丝。所以在进行选择时再开展多品种小批量，小魔术齿轮的加工过程中，选择中走丝电火花切割机，最适合这一机床不仅能够满足生产质量需求，同时还能够有助于控制成本，使生产性价比得到提升。

二、电火花线切割加工的方式对比

电火花线切割加工的方式，包括单次切割和多次切割两种不同的类型，而其中多次切割的加工方式，仅仅能够在中走丝和慢走丝电火花线切割机中得以实现。

单次切割的加工方式是通过电极丝针对表面进行一次切割，而在单次切割的过程中需要应用较大的脉冲能量来获得较快的加工速度，这就导致加工的整体质量较低。多次切割则是通过电极丝针对表面进行两次甚至两次以上的切割，而第1次切割时为高速走丝切割，第2次以及后续的多次切割均为低速走丝切割通过逐渐缩小补偿量的方式进行加工，随着切割次数的不断增加，补偿量需要逐级减小，直到最后一次切割时，补偿量需接近0，通过这种方式就能够获得较为理想的加工精度与表面质量能够获得较高的加工效率。

总结

中走丝电火花切割机，在应用过程中加工质量与慢走丝电火花，线切割机基本一致，而加工成本相较于慢走丝来说明显更低，有效提高了加工性价比。而通过多次切割的加工形式进行处理，相较于单次切割来说，能够获得更优的加工质量并且切割次数越多，则加工质量越优，但过多的进行切割则会导致加工效率受到影响，并且还会增加施工成本，所以需要严格控制切割次数，在满足加工质量的同时使加工效率提升并降低加工成本。

参考文献

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