在各种类型的加工过程中，有时我们希望有一种加工方法能够实现刀具与工件之间的非接触。当然，我们会想到放电加工 (EDM)。
EDM的起源可以追溯到18世纪末。一位名叫约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley）的先驱者在实验中观察到放电会去除电极上的材料。这种现象也称为放电腐蚀。 20世纪40年代，这一过程由两位研究人员独立开发：苏联物理学家B. R. Lazarenko和美国工程师Harold Stark。然而，直到 20 世纪 60 年代，商用 EDM 机床才面世，导致该工艺在工业界得到广泛采用。
这些早期机器为 20 世纪 60 年代末和 1970 年代初的线放电加工 (Wire EDM) 的发展铺平了道路，进一步彻底改变了精密加工能力。从那时起，EDM 技术经历了重大发展，现已成为航空航天、汽车和医疗制造等各个行业生产复杂形状和特征的常用方法。
在本文中，我们将详细探讨线切割放电加工，讨论其工作机制、适用的材料和各种应用。我们希望它能让您有一个全面的了解。
为了更好地理解电火花线切割加工，我们先来了解一下电火花加工中的电流是如何放电的。
放电加工 (EDM) 是一种精密加工工艺，通过产生放电/火花来去除工件上的材料。 它通常涉及在两个电极之间产生电火花。其中一个电极称为工具电极，通常称为工具或电极，而另一个电极称为工件电极或工件。
通过在电极和工件之间施加高压脉冲电流，产生火花或放电，使工件表面的材料发生熔化和汽化，从而实现材料去除。电极与工件之间的间隙由自适应控制系统调节，保持电极之间稳定的距离。这确保了一致且精确的材料去除率，并保持最佳加工条件，即使每秒发生数百万次放电也是如此。
在电火花线切割机中，两个电极是线和工件。电线通常由黄铜或分层铜制成，直径通常为 0.1 至 0.3 毫米。它作为CNC控制的切削刀具，可以避免电火花线切割加工过程中与工件发生任何机械接触。
简而言之，线切割放电加工是一种非接触式减材制造工艺，它使用细电极丝和介电流体，通过遵循精确编程的路径来切割或成型工件（通常是导电材料）。
在电火花加工机中，经常使用以下几种类型的线材。
由于其良好的导电性和相对较低的成本，黄铜是线切割加工中最常用的线材。它适用于通用 EDM 工作，在成本效益和性能之间取得了良好的平衡。
选择铜线是因为与黄铜相比具有优异的导电性。它们对于精密加工和需要更高切削速度的场合特别有用。然而，铜通常比黄铜更贵。
这些材料用于需要非常高的精度和出色的热稳定性的情况。它们更昂贵，并且由于其高熔点和机械强度，通常保留用于特殊应用。
这些线通常是由黄铜或铜制成的芯线，并涂有另一种材料，例如锌或扩散退火铜层。涂层有助于提高线材的导电性和耐磨性，从而实现更好的加工性能和更长的刀具寿命。例如，镀锌线以实现更好的表面光洁度和更快的切割速度而闻名。
这些类型的线材在 EDM 机器中的使用取决于诸如所加工的具体材料、所需的表面光洁度和精度水平等因素。无论电线类型如何，电线都是一次性的，在使用一次后就被丢弃，因为它在放电过程中会变质或损坏。良好的维护和仔细处理电线对于优化设置、确保不间断生产以及最大限度地减少断裂或精度受损等问题非常重要。
线切割加工是一种精密加工工艺，主要用于切割各种硬质导电材料（例如金属）中的复杂轮廓或空腔。它的工作原理如下：
当电线和工件浸没在介电流体（去离子水或油）中时，通过连接电源，电线快速充电至所需电压。一旦电压达到正确的水平，火花就会弥合电线和工件之间的间隙，熔化一小部分材料。
必须在工件上钻孔或从边缘开始切割。在加工区域内，每次放电都会在工件上形成一个凹坑并冲击焊丝。通过倾斜线材，可以制造出顶部和底部具有锥度或变化轮廓的零件。
该过程在介电液体中进行，以防止过热并去除碎屑，从而导致工件表面形成微小的凹坑。按照编程，这些重复的放电会持续进行，直到生产出所需形状的零件。
与其他金属切削工艺相比，线切割加工具有许多优点。以下是最突出的：
线切割可以实现极高的加工精度，通常可以达到几微米的位置精度。专用高精度机器可以达到百万分之十英寸 (0.000001") 的精度。切割零件通常保持严格至 0.0001" 的公差。
线切割的精准切割具有两大突出优点：1) 无需对工件进行进一步加工和精加工。2) 不留毛刺或变形。
线切割可以加工不同硬度和脆性的导电材料。它特别适合切割热处理材料，例如预硬模具钢、钛、不锈钢、钨和钼。
线切割加工是一种非接触式加工方法。由于切割过程使用电火花，并且不涉及工具和工件之间的物理接触，因此机械应力、热影响或工件翘曲的风险最小。这对于加工精致或易碎的材料特别有利。
可以操作线材来创建各种角度和复杂的几何形状，包括锥形或轮廓形状。线切割适用于加工小型零件以及切割最小半径的尖角。
线切割非常适合在硬质材料中生产细螺纹，这对于传统加工来说通常是一项具有挑战性的任务。此外，线切割还展示了堆叠、串接和嵌套多个零件的效率。
尽管有许多优点，线切割放电加工也有一些局限性。
只有导电材料才适合使用线切割放电加工进行加工，因此不适用于塑料、复合材料或天然材料。
与铣削或车削等其他加工工艺相比，线切割放电加工通常具有较慢的材料去除率。
线切割机的购买和维护费用昂贵。此外，这些电线在使用一次后就会被丢弃，并且电极丝和其他消耗品的费用增加了运营成本。
凭借其专业化的加工工艺和优势，线切割放电加工被应用于许多领域。以下是一些常见的应用：
线切割广泛应用于制造各行业的模具、冲模和冲头。由于其精确度和复杂形状的熟练程度，它在制作复杂的模具部件时变得不可或缺。
航空航天部件，尤其是由特殊合金制成的部件，需要高精度和可靠性，以确保航空航天应用的安全性和性能。线切割加工能够加工具有严格公差的零件，同时保持精度和一致性。此外，线切割放电加工可以在涡轮叶片、微型喷嘴和发动机部件等航空航天零件的生产中提供可重复的结果和先进的质量保证措施。
医疗行业通常需要由钛和不锈钢等硬质材料制成的小型复杂部件。线切割可以高精度生产这些零件，并完成复杂几何形状的切割，例如牙种植体和手术器械上的微小结构和孔。
线切割在汽车领域用于生产齿轮、喷油器和发动机零件等精密部件。它对于制造原型和专用汽车零件的小批量生产特别有用。
到现在为止，我们对线切割加工有了一个整体的了解。考虑到您的项目，是否适合采用线切割加工？如果您有任何疑问，请随时与我们联系。
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电火花线切割 (Wire EDM) 机器通常由几个关键部件组成，包括：
工作台将工件固定到位，并允许在多个轴（通常是 X、Y 和 Z 轴）上精确移动。这种运动使电极丝能够切割复杂的形状和轮廓。
电源产生在线电极和工件之间产生火花放电所需的电能。它控制放电的电压、电流和脉冲持续时间。
用作电极切割工件的细金属丝。这种电线通常由黄铜、铜或钨制成，用作发生放电的工具。
线切割机中有两个电极，分别指的是线材（阴极）和工件（阳极）。
介电液（例如去离子水）用于冲走碎屑并保持焊丝和工件之间的稳定放电。它还有助于在加工过程中冷却工件和线材。
控制系统由软件和硬件组件组成，使操作员能够输入加工参数、控制机器运动并监控加工过程。它包括控制面板或计算机接口等接口。
导丝器确保电极丝在加工过程中保持笔直并正确对齐。张紧系统可保持在线材上适当的张力，以防止断裂并确保一致的切割性能。
一些先进的线切割机床配备自动穿线系统，有助于将电极丝准确地穿过工件，从而节省时间并减少体力劳动。
线切割加工中使用的介电液可能会被加工过程中的碎屑污染。过滤系统可去除这些污染物，确保介电流体保持有效。
1.除了线切割之外，还有哪些其他类型的 EDM？
除了线切割放电加工之外，还有另外两种主要类型的放电加工 (EDM) 工艺，每种工艺都利用相同的基本机制，通过工具电极和工件（两者都浸没在介电流体中）之间的放电来去除材料：
沉降式电火花加工机：也称为传统电火花加工机或冲压电火花加工机，这种类型使用预成型电极，通常由石墨或铜制成，可反映工件中所需的空腔。例如，金字塔形电极将用于创建相应的金字塔形空腔。沉降片电火花加工通常用于制造具有复杂 3D 几何形状的模具、模具和部件。它对于在塑料注射成型、压铸和锻造工具中形成型腔或复杂形状特别有效。
钻孔 EDM 或快速孔 EDM：此方法采用旋转管状电极来侵蚀材料，从而能够高速钻出具有严格公差的精确孔。它专门用于创建小而深的精密孔，例如涡轮叶片中的冷却孔、燃油喷嘴和小孔口。
2.电火花加工和线切割电火花加工有什么区别？
电火花加工（通常指沉降片电火花加工）和线切割电火花加工的主要区别在于所使用的电极类型，这直接影响它们的应用。线切割放电加工机使用连续的细线作为电极，自动穿过工件。该设置提供了高度的灵活性，可以精确地进行复杂的切割，并且能够切割各种金属的详细轮廓或空腔。
相比之下，沉降放电加工采用定制形状的电极，通常由铜或石墨制成，经过预加工以镜像所需的空腔或形状。该方法不如线切割 EDM 灵活，但擅长在工件基底深处创建重复、精确且复杂的几何形状。
在比较合金钢和不锈钢时，出现了一个常见的混乱点：尽管不锈钢在技术上是一种合金钢，但通常被视为独特的类别，并在材料选择过程中与其他钢选择分别进行了比较。为什么是这样，您应该为项目选择哪种材料？为了回答这些问题，它有助于首先了解合金钢是什么，并探索其包含的各种类型。
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聚酰胺是所有包含酰胺键的聚合物的一般项。尼龙最初是杜邦（Dupont）为工业和消费者应用开发的合成聚酰胺PA6和PA66的商标。尽管尼龙是聚酰胺的子集，但两个术语并不完全可互换。在本文中，我们将探讨聚酰胺和尼龙之间的关系，并详细比较其关键特性和性能。 什么是聚酰胺？ 聚酰胺（PA）是一类高分子量的聚合物，其重复单元与酰胺（-co-NH-）键相连。聚酰胺可以是天然的或合成的。天然聚酰胺包括羊毛，丝绸，胶原蛋白和角蛋白。合成聚酰胺可以分为三类： 脂肪族聚酰胺（PA6，PA66，PA11，PA12）：非常适合通用工程。他们平衡力量，韧性，耐磨性和以合理的成本处理易于处理。 芳族聚酰胺（例如Kevlar®和Nomex®）：最适合极端性能。像Kevlar®之类的Para-aramids具有出色的拉伸强度和切割的电阻，而Nomex®之类的元弧菌则以固有的火焰抗性和热稳定性而珍贵。它们很昂贵且不融化，因此零件形状和制造路线更有限。 半芳族聚酰胺（PPA，PA6T，PA6/12T）：针对高温工程。它们在升高的温度下保持刚度和尺寸，并很好地处理许多汽车液。它们可以进行融化处理（注入/挤出），但在较高的熔体温度下运行，需要仔细干燥。成本位于脂肪族PA和芳香虫之间。 它们具有增加的结晶度，良好的热和耐化学性，并且由于分子链之间的氢键而引起的水分吸收趋势，尽管这些特性的程度因类型而变化很大。它们的机械性能（拉伸强度，弹性模量，断裂时伸长）与链刚度和结晶性紧密相关：这些材料越高，材料的更硬且越强，但也越脆。较低的值会导致更柔软，更坚固的材料。 聚酰胺的普通等级 以下是最常见的合成聚酰胺等级，其关键特性和典型应用的摘要。 年级通用名称单体碳计数聚合拉伸强度（MPA）弹性模量（GPA）熔化温度（°C）HDT（°C，干，1.8 MPa）吸收水分（％） @50％RH耐化学性PA6尼龙6（合成）Caprolactam（ε-Caprolactam）6开环聚合60–751.6–2.5220–22565–752.4–3.2（〜9–11％饱和） 良好的油/燃料耐药性；对强酸/碱敏感PA66尼龙6,6六甲基二胺 +脂肪酸6+6缩聚70–852.5–3.0255–26575–852.5–3.5（约8–9％饱和） 与PA6相似，抗溶剂抗性稍好PA11基于生物的聚酰胺11-氨基酸酸11自调50–65 1.2–1.8185–19055–651.5–2.0优异的耐化学性，盐喷雾，耐燃料PA12长链聚酰胺Lauryl lactam12开环聚合45–551.6–1.8178–18050–600.5–1.0类似于PA11；出色的耐化学性PA46高温聚酰胺四甲基二氨酸 +脂肪酸4+6缩聚80–1003.0–3.5〜295160–1702.0–3.0（饱和时较高） 出色的高为高温，油和耐磨性凯夫拉para-aramidp-苯基二胺 + terephathaloyl氯化物 - 缩聚3000-360070–130没有融化；分解> 500°C 保留最大〜300°C的性能；分解> 500°C 3–7（水分恢复 @65％RH） 对大多数化学物质的抵抗力；紫外线敏感 如何识别聚酰胺 您可以通过简单的动手测试来快速筛选聚酰胺 - 开始进行燃烧测试（它们融化，然后用黄色的蓝色火焰燃烧，散发出类似芹菜的气味，并留下坚硬的黑色珠子）或热针测试（它们用相同的气味柔软地柔软地软化）。请注意，PA6/PA66（密度约1.13–1.15 g/cm³）沉入水中，而PA11/PA12（≈1.01–1.03 g/cm³）等长链等级可能会漂浮在水中或稀释酒精。对于确定的实验室ID，请使用FTIR光谱检测特征性N – H伸展（〜3300cm⁻为）和C = O strave（〜1630cm⁻⁻），并使用DSC确认熔点（PA12≈178°C，PA6≈215°C，Pa666 ≈26〜26〜26Y≈2600°C）。 什么是尼龙？ 尼龙是合成聚酰胺最著名的子集。实际上，当人们在塑料或纺织品中说“聚酰胺”时，几乎总是指尼龙型材料。 最广泛的商业广告尼龙 - 像尼龙6，尼龙6/6，尼龙11和尼龙12一样，是脂肪族聚酰胺。他们的半晶微观结构和牢固的氢键结合使它们具有强度，韧性，耐磨损性以及良好的热量和耐化学性能的一般工程。它们可以通过多种传统制造和添加剂技术来处理多功能且可靠，使其成为长期以来的主食工程塑料。 如何识别尼龙 总体而言，用于鉴定尼龙和聚酰胺的方法（在现场和实验室中）基本相同。主要区别在于，尼龙等级需要更精确的标准才能准确区分。在实验室环境中，差异扫描量热法（DSC）通常用于测量熔点并查明特定等级。密度测试提供了一种将长链尼龙（PA11/PA12）与短链尼龙（PA6/PA66）分开的快速方法。当需要进一步确认时，可以应用诸如X射线衍射（XRD）或熔体流速（MFR）分析之类的技术，以更高精度将6系与11/12系列材料区分开。 聚酰胺和尼龙的常见特性 “聚酰胺”和“尼龙”通常可以互换使用，尽管尼龙只是一种类型的聚酰胺。本节详细介绍了他们的共同属性。 组成和结构 聚酰胺的特征是在其主链中重复酰胺（-co-NH-）键，但可以从许多单体中合成。脂肪族聚酰胺是由直链单元（例如ε-丙二酰酰胺，六甲基二胺与脂肪酸或11-氨基酸苯甲酸）建造的，而芳香族芳香族将刚性芳族掺入链中。单体的选择和聚合方法决定了链的柔韧性，结晶度和氢键密度，这反过来影响机械强度，热稳定性以及对油，燃料和许多化学物质的耐药性。 尼龙是由窄单体组制成的脂肪族聚酰胺的子集。常见的尼龙等级包括PA6，由ε-丙二烯酰胺和PA6,6制成的PA6，由用脂肪酸冷凝六甲基二胺产生。它们均匀的链条段和牢固的氢键创建了一个半晶网络，可提供拉伸强度，韧性，耐磨性和适度耐热性的平衡组合。 熔点 聚酰胺（包括尼龙的）熔点由四个主要因素决定：单体化学结构，结晶度，氢键密度和链柔韧性。通常，更多且定期间隔的氢键和更高的结晶度提高了熔化温度。相反，破坏晶体形成的柔性链节降低了熔点。例如，在178–180°C左右融化的长链，低结晶聚酰胺，例如PA6和PA6/6之间的常见尼龙和大约215°C和265°C之间的常见尼龙，以及刚性芳香族聚酰胺（例如Kevlar）在大气压下不融化，而在大气压力下则融化，而不是在高于50000000000000000000000000000000000000000°乐的压力下。 拉伸力量和韧性 通常，尼龙提供了强度和韧性的平衡组合，而其他聚酰胺提供了更广泛的性能调整。在高强度端，诸如Kevlar®之类的芳香芳烃达到了纤维抗拉的强度，高达约3.6 GPa（〜3600 MPa），并在弹道影响下具有excel能量吸收。另一方面，PA11和PA12（PA12）的长链脂肪族聚酰胺一些拉伸强度（〜45-60 MPa）以获得出色的延展性和高影响力。常见的尼龙（PA6和PA6,6）位于中间，提供约60–85 MPa的干抗拉强度和平衡的冲击电阻，使其成为承受负载，耐受耐受耐受性的零件的流行选择。 戴阻力 […]
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