观察电火花线切割窄缝中放电产物动态分布的方法

摘要

本发明提供了一种观察电火花线切割窄缝中放电产物动态分布的方法，在被切割工件表面建立观察视窗；在观察视窗前，用两个光源在被切割的平面的中位水平面与被切割平面呈45度角对称照明；随着切割进程，电极丝一侧形成一个不断扩大的窄缝型腔，通过观察视窗观察放电介质和放电产物的动态分布。通过本方法能够直观、动态的观察到不同构成组分的放电介质对放电产物及其分布和排出窄缝形腔过程的影响，为遴选水溶性放电介质配方，快速评价和判断性能提供了可靠、必要条件。

说明书

技术领域

本发明涉及电火花线切割技术，尤其是一种观察电火花线切割窄缝中放电 产物动态分布的视窗。

背景技术

电火花加工是利用脉冲火花放电蚀除被加工材料来进行加工，加工电极与 被加工材料之间因存在液态电介质并不接触，所以可用较软的电极（工具）加 工硬而脆的金属等导体和半导体材料。电火花加工中以移动的线电极切割加工 最为广泛。线电极切割有单向走丝（慢走丝）和往复走丝（快走丝）两大类型， 其中往复走丝线切割是我国自主发展的具有完全知识产权的机电一体化技术， 为我国所特有，其优点是设备造价低廉，钼合金线电极（钼丝）可多次反复放 电使用。特别适合机械加工难以胜任的高硬度、高强度、高熔点、高韧性、高 脆性材料（如：钨钼合金、记忆合金、镁合金、硬质合金、聚晶金钢石、钕铁 硼等）的加工，广泛应用于模具制做、航天航空、医疗器械、仪器仪表、电子 电器、机械制造等各领域的精密或异型零部件的加工、制造。

长期以来，线切割机床的结构、脉冲电源、数控系统等方面的研究较多。 由于被加工材料均不是透明物，对在切割加工的窄缝形腔中放电产物的动态分 布及其对切割加工效果的影响鲜有直观的文献资料,所见阐述基本是推断，难 免有失偏颇。

发明内容

本发明目的是提供一种观察线电极火花放电切割窄缝中溶液(放电介质)和 电火花及其它放电产物动态分布实况的方法。可直接记录、观察0.2毫米窄缝 形腔中溶液、火花、颗粒物、气体等物质的动态分布和从窄缝形腔中排出的过 程、路径等，形成视频和照片资料。

实现本发明目的一种观察电火花线切割窄缝中放电产物动态分布的方法， 包括以下步骤：

（1）在被切割工件表面建立观察视窗；

（2）在观察视窗前，用两个光源在被切割的平面的中位水平面与被切割 平面呈45度角对称照明；

（3）随着切割进程，电极丝一侧形成一个不断扩大的窄缝型腔，通过观 察视窗观察放电介质和放电产物的动态分布。

所述步骤1中的视窗由贴附在被切割工件平面的透明玻璃和夹钳组成。

所述夹钳为C型夹钳，数量为至少三支。

所述步骤2中的光源为6000℃色温的白光灯。

所述步骤3中的放电产物包括火花、气体、悬浮物。

通过本发明的观察方法，能够直观的观察到窄缝形腔中溶液（放电介质）、 电火花、颗粒物、气体等物质的动态分布和从窄缝形腔中排出的过程、路径。 该方法为线电极火花放电切割工艺及其放电介质的研究提供了直观的效果分 析和评估手段；本方法直观、动态的观察到不同构成组分的放电介质对放电产 物及其分布和排出窄缝形腔过程的影响，为遴选水溶性放电介质配方，快速评 价和判断性能提供了可靠、必要条件。

附图说明

图1-线电极切割工件所建立的视窗

图2-所建立的视窗的俯视示意图

1-无色平板玻璃，2-被切割金属工件，3-线电极，4-C型夹钳，5-白光灯

具体实施方式

为更好的说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例 中的技术方案进行清楚、完整地描述。

（1）采用快走丝线切割机床,切割Gr₁₂模具钢，电极采用0.18毫米直径的 钼丝。

（2）如图1，建立观察视窗，视窗由贴附在被切割金属（Gr₁₂模具钢）平 面的透明玻璃1和三支C型夹钳4组合构成。其中2为被切割金属工件，3为线电 极。被切割的平面与地面垂直,透明平板玻璃通过三只C型夹钳固定贴附于金属 工件表面模拟为被切割工件的一部分。

（3）如图2，在视窗前，以两只6000℃色温的白光灯5，在被切割平面的 中位水平面与被切割平面呈45度角对称施以照明，其中α为45°角。

（4）线电极紧贴靠玻璃从左至右切入，并保持行程轨迹始终与玻璃板平 面平行。随着切割进程电极丝左侧形成一个不断扩大的窄缝（取决于线电极的 直径）形腔，透过玻璃可以清楚地观察到溶液（放电介质）和放电产物（火花、 气体、悬浮物等）的动态分布实况。

还可以通过高清摄像或高速摄像，记录到窄缝形腔中的动态实况。准确地 观察、记录到了不同水溶性物质对电火花分布和排屑性能的影响,发现了之前 靠推断造成的偏颇；也验证了一些推断的正确。通过直接观察，和反复对比录 像资料试验，筛选出了适于作为放电介质的水溶性化学品，且这些化学品无毒 或低毒，火花放电切割中形成的悬浮物在水分散。录像资料为研发水溶性放电 介质提供了便利高效的观察、分析、评估手段；为火花放电加工教学提供直观 的实况演示资料，使得学院对线电极火花放电切割加工有客观的认识和了解。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求书的保护范围为准。