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首 頁 >> 技術文章 >>電火花線切割加工中電極絲的選用
電火花線切割加工中電極絲的選用
日期: 2009-02-24
 
      電火花加工作為一種特種精密加工技術,近年來得到了迅速的發展。特別是慢走絲線切割加工,已經成為模具製造和金屬加工行業必不可少的加工手段。線切割技術的發展,離不開電極絲技術的同步發展。因為線切割機的切割效率和切割品質與電極絲的性能緊密相關,而電極絲技術的突破往往會導致線切割機設計的革新。從1979年鍍鋅電極絲的發明到今天,市場上不斷出現了各種各樣比普通黃銅絲性能更好的電極絲,電極絲的正確選用已經成為使線切割機的性能得到最大限度的發揮並為用戶創造更多利潤的關鍵。
 
      現在,在歐美和日本等發達國家,以鍍鋅電極絲為主的高性能電極絲正在逐漸取代放電性能受到很大局限的黃銅絲。同時,除了早已將鍍鋅電極絲作為標準配置的線切割機製造商Agie和Charmilles外,現在Mitsubishi和Sodick公司也在最新的機型上增加了採用鍍鋅絲的模式和加工參數,使這些設備的切割速度較之採用黃銅絲有30%~50%的顯著提升。
 
      但是在中國國內,前幾年由於歐洲進口的鍍鋅電極絲價格較高,不僅幾乎所有的日本、臺灣和國產慢走絲機的用戶都只用黃銅絲,一些本來使用鍍鋅電極絲的Agie機和Charmilles機用戶,也改用了“便宜”的黃銅絲,造成了相當多的用戶以為“電極絲就是黃銅絲”這一行業內的誤區。有不少國內的用戶在引進最新的高性能線切割機的同時,忽視了電極絲的重要性,以為它只不過是一種普通的消耗品。不管什麼機型或加工要求,黃銅絲都以其低廉的價格似乎成了唯一的選擇。
 
      從2002年起,來自韓國的性價比較好的鍍鋅電極絲在廣東地區為不少用戶所採用,取得了明顯的效益,至2003年行業內越來越多的用戶開始關注鍍鋅電極絲的應用,“不同的加工,採用不同的電極絲”這一概念開始為精明的線切割用戶所接受。實際上現在的線切割加工有著比過去更多的變化,從加工材料、切割速度、輪廓精度、表面品質到工廠的運行模式等等。對於這些相互起作用的變數來說,只有選擇合適的電極絲才能使工廠對加工效率、加工成本和加工品質整體進行優化。
 
三、怎樣考慮不同的電極絲對加工成本的影響
 
     “欲工其效,先利其器”。在製造業媦h出不窮的新設備、新工具和新材料帶來的是更好的加工效果和更高的加工效率,同時也意味著更好的經濟效益。行業內最先得益的總是那些熟知技術發展動向而首先採用先進技術的企業。這對於線切割來說也是完全一樣的。隨著線切割技術的不斷發展和人們對效率和品質的追求,新的高性能電極絲必然取代黃銅絲而成為市場的主角。積極的採用高效電極絲將對線切割機用戶的財務報表或競爭能力產生深刻的影響。我們從以下方面來研究一下工廠加工現狀與加工成本的關係:
 
1、工廠現有設備的加工能力是否滿足業務增長的需要?
 
· 設備是否24小時運行?
· 是否需要經常性外發加工?
· 是否準備添置新的設備?
 
    如果在採用黃銅絲的情況下,設備即使24小時運行也不能滿足加工需求,而不得不靠外發加工來彌補,同時也在考慮增加更多的設備,那麼這樣的工廠首先可以嘗試換用效率更高的電極絲,也許可以即刻緩解迫在眉睫的加工矛盾而不必一下投入太多的資金。在設備數量不變的情況下,減少外發加工量還可以帶來直接的效益。
 
2、工廠線切割加工的工時費率在同行業內處於什麼水準?
 
      這直接反映出工廠的競爭能力。由於工時費率往往受行業平均水準的制約,相同的費率水準下,利潤的多少取決於工廠最大限度的提高生產效率和降低費用的能力。
 
3、工廠對現在的加工品質滿意嗎?
 
      如果長期以來都是使用黃銅電極絲而加工品質經常出現問題,需要返工,造成延期交貨,導致客戶的不滿,那麼換上別的電極絲能不能提高加工精度和表面品質?對於不同的工件材質,有沒有考慮過選用不同的電極絲而得到有更好的加工效果?這同樣會影響到工廠的加工成本和效益。
 
下面,我們通過一個加工實例來計算一下電極絲對加工成本的影響:
 
測試機型:SODICK AQ325L(2000年出廠)
測試工件:材料SKH-9鋼,厚度60mm,切割長度29.99mm
測試結果對比:
專案 黃銅絲 鍍鋅電極絲說明
電極絲廠牌 某國產硬絲 ZINCO
電極絲直徑(mm) 0.20 0.20
切割次數 3 3 切1修2
尺寸精度 尺寸誤差:6微米 尺寸誤差:1微米 加工精度明顯提高
直線度誤差:2微米 直線度誤差:4微米
尖角部位形狀誤差明顯可見形狀誤差有明顯改善 用鍍鋅絲切割時不用補償,角部誤差明顯減小
表面品質(直觀) 有積銅有明顯提高
切割厚度(mm) 60 60
切割長度(mm)29.99 29.99
切割面積(mm²) 1799.4 1799.4
加工時間(分鐘) 39.527.3 快了31%
加工速度(mm²/分鐘) 45.6 65.9 切1修2的平均加工速度
 
 
經濟效益計算:
黃銅電極絲 鍍鋅電極絲
走絲速度(米/分鐘) 13
耗絲長度(米/小時) 13x60=780
重量長度換算係數(克/米) 0.27(對於直徑為0.20mm的電極絲)
每小時耗絲量(公斤) 780x0.27/1000=0.211
每月實際放電時間(小時) 30天x16小時/天=480小時
每月耗絲量(公斤) 0.211x480=101.28
單價(元/公斤) 30.00 98.00
每月電極絲費用(元) 101.28x30=3038.40101.28x98=9925.44
採用鍍鋅絲後每月增加費用(元)9925.44-3038.40=6887.04元
“切1修2”的速度(mm²/分鐘)45.665.9
每月可加工面積(mm²)45.6x480x60=131328065.9x480x60=1897920
“切1修2”加工費率 ¥0.045/ mm²
每月每台機加工費收入1313280x0.045=59,097.601897920x0.045=85406.40
扣除電極絲增加的費用後,每月每台機增加的收入(元)85406.40-59097.60-6887.04=19421.76元 增幅33%
 
說明
 
1、以上計算假設了放電時間占加工時間的2/3,且加工的零件大致相同,以“切一修二”為主。
 
2、用戶可以根據各自情況進行測算,雖然結果各不相同,但是根據我們與廣東地區幾十家用戶的交流得知,對於加工量充足的用戶,收入肯定有增加的。
 
     通過上述實例可以知道,雖然測試所用的鍍鋅電極絲比黃銅絲單價貴了2倍,但是由於加工效率提高了31%,所以加工費圖(1)收入反而增加了,或者說加工成本降低了。採用鍍鋅電極絲後直接經濟效益是明顯的。
 
     綜上所述,便宜的黃銅絲其實並不是最經濟的選擇,經過革新設計的高性能電極絲與現代先進的線切割機配合可實現比標準的黃銅絲更高的生產效率,更優越的性價比。
 
     所以,不同的加工,請採用不同的電極絲。
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