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金属电化学线切割加工装置的设计及其实现

陈里龙，李湘生。李高飞。黎建军，梁天长（浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州３１００１８）

摘要：金属电化学线切割加工技术是利用电化学加工原理进行金属切割的一种新加工工艺。文中根据金属电化学线

切割加工技术工艺原理，建立了制造工艺过程与设备机械之间的关系，设计并制作完成了该工艺装置。该装置主要由机床床身模块、运动执行模块、电解液系统模块、工艺装备模块４部分构成。关键词：金属切割；电化学；工艺原理；机械设备中图分类号：ＴＧ６６２

Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ

文献标识码：Ａ文章编号：１００２—２３３文２００９１１１一ｏ００８一０３

ＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＭｅｔａｌＷｉｒｅＣｕｔＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＭａｃｈｉｎｉｎｇＤｅｖｉｃｅ

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Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｚｈ—ｉａｎｇＳｃｉ－ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ

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ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｍａｃｈｉｎｅｒｙｄｅｖｉｃｅ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｕｎｉｔｓ．Ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｉｓ

ｃｏｎｓｉｓｔｅｄｍａｉｎｌｙｏｆ４ｐａｒｔｓ：ｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ

ｂｏｄｙｍｏｄｕｌｅ，ｍｏｔｏｒｅｘｅｃｕｔｉｖｅｍｏｄｕｌｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｙｓｔｅｍ

ｍｏｄｕｌｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍｏｄｕｌｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌｃｕｔｔｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｐｒｏｃｅｓｓｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

金属电化学线切割加Ｔ（ＭｅｔａｌＷｉｒｅＣｕｔＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ丁具阴极的移动依靠夹持体——电极轴的运动，阳极工件静置于丁作槽中。通过数控系统控制电机轴进行多轴联动运动，金属切割方向除了可以进行直线切割外

还可以进行曲线形切割，可以大大提高金属切割的柔性，减少金属加工工序，提高－亡厂生产效率。金属电化学线切

Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ，ＭＷＥＭ）是将电化学电解技术与金属切割工艺相结合的一种新型加工工艺。它主要吸取了电化学加Ｔ技术非接触式复制加工、生产效率高、加工范围广、表面质最好的技术优点，是为解决大厚度金属切割切口倾斜问题而进行的一种探索性加工方法。

ＭＷＥＭ的基本工作原理如图ｌ所示，金属切割材料接电源的正极，工具阴极接电源负

极，调整‘ｒ件阳极与工

割技术正是在以上分析基础上建立起来的。

１金属电化学线切割加工原理与特点

根据电化学加工原理，电化学加工系统在外加电场

的作用下发生电化学反应：阳极金属因为失去电子而发

生阳极电化学溶解，当在小间隙的阴阳极间持续不断地

具阴极之间间隙缩小到

一定的距离（间隙范围

始终保持在０．１～ｌｍｍ之间），然后在工件与上具阴极之间喷入电解液，保持进入间隙的电解液压力在Ｉ－２ＭＰａ之间，接通电源以后，丁件阳极加工部分就发生阳极溶解。

基金项目：浙江省新苗人才计划项目（２００８Ｒ４０Ｇ２０６００４６）

浙江省大学生科技创新项目

通入一定浓度的电解液后，阳极就会发生持续性的溶解；当采用微细阴极并结合现代数控技术时，就可以实现高

精度的直线或曲线金属切割了。由于金属电化学线切割

加工工艺的特殊性，其对应的机床具有不同于传统数控机床的特点。主要包括了以下几点：

（１）利用电化学电解加工技术进行金属切割的方法，

是对金属切割方法的一种新的尝试，尤其是为解决大厚度金属切割切口倾斜问题而进行的一次探索。为保证金

［３］

业物流，减少物料搬运次数，降低了搬运成本，而且有利于改善加工车Ｉ＇日Ｊ的现场环境，提高现场作业面积的利用率。

［参考文献］

［１］伊俊敏．袁海波，等．设施规划［Ｍ］．北京：机械工业出版社。

２００８：６二－１０８．

于天文．单元化是生产企业物料管理的基础——访德马集团销

售事业部总经理于天文『Ｊ］．物流技术与应用，２００８（１２）：６８—７１．

［４］王祖锦．物流单元化管理的基本思想ＬＪＪ．物流技术与应用，２００６

（４）：９６—９８．

（编辑立明）

［２】李波．借助单元化容器实现高效的物料管理——访苏州良才科

技有限公一ｊ销售部经理李波［ＪＪ．物流技术与应用，２００８（１２）：

７２－７４．

作者简介：王日辉（１９８４一），男，硕士研究生，研究方向为车问设施规

划、生产线设计、物料搬运系统设计等。

收稿日期：２００９—０９—２８

８ｌ机械工程师２００９年第１１期