电火花线切割机工作原理及加工工艺制定
第一节概述
电火花加工又称电蚀加工或放电加工，它采用金属丝导线作为工具电极切割工件，利用工件与工具电极之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。
一、电火花线切割机工作原理
电火花线切割机床的工作原理如图6-1所示。卷绕在丝筒上的电极丝(一般快走丝线切割机用钼丝，慢走丝线切割机用黄铜丝)与高频脉冲电源的负极相接，连续地沿其自身轴线行进，并在张紧状态下由上、下导丝轮支承着通过加工区。安装在坐标工作台上的工件接脉冲电源的正极。工作液由喷嘴以一定的压力喷向加工区。当脉冲电压击穿电极丝和工件之间的极间间隙时，两者之间随即产生火花放电而蚀除工件。
二、电火花加工的极性效应
在电火花加工过程中，两极都会受到电腐蚀，但由于所接电源的极性不同，两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。习惯上通常把工件接正极时的电火花加工称为正极性加工，
把工件接负极时的电火花加工称为负极性加工。从提高生产率和减少工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，采用短脉冲精加工时，应选用正极性加工；采用长脉冲粗加工时，应选用负极性加工。在实际生产中，极性的选择主要依靠机床参数表或通过试验确定。
三、电火花线切割机的主要加工对象
1．加工模具
电火花线切割机广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件，调整不同间隙补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模卸料板；挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑料模等带锥度的模具。以及形状复杂、带有尖角的窄缝形小型凹模，可采用整体结构淬火后线切割加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。
2．加工点火化成形加工用的电极
带锥度型腔加工的电极，一般穿孔加工的电极，对于用银钨、铜钨合金材料等，用线切割加工特别经济。
3．加工零件
可用于加工品种多、数量少的零件，特殊难加材料的零件。试验样件、样板，各种型孔、齿轮、样板、成形刀具以及细微型孔和已型槽孔加工。尤其是薄壁件加工，可多片叠在一起加工。
四、电火花线切割加工的特点
1．以金属丝为电极，降低了成形工具电极的设计制造费用。
2．加工时工具与工件不直接接触(有些特种加工方法不需要工具)，不承受较大的作用力。
3．工具的硬度可以比工件低，只要是导电或半导电材料都可以加工。
4．电极丝直径较细，介于0.003—0.3mm之间切缝很窄，可实现套料加工。
5．采用移动的长电极丝加工，电极丝损耗少，加工进度高。
6．不能加工盲孔或纵向阶梯表面。
第二节数控线切割加工工艺制订
数控电火花线切割加工一般是零件加工的最后一道工序，如图6-2所示，为线切割加工的工艺过程。与通用机械加工工艺有很大差别，因此数控电火花线切割编程与其它数控机床相比，有着自己的特点。编程前应细致分析零件的加工要求和特点，充分考虑零件的线切割加工工艺，做好编程前的工艺处理。
图6-2线切割加工工艺
一、坯料准备
模具工件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于手材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在加工中造成材料突然开裂。为减少这种影响，应在加工前作好工艺准备：
下料—锻造—退火—机加工—划线—加工型孔—淬火—磨—退磁处理
二、工件装夹和位置确定
工件在机床工作台或夹具中的位置直接影响工件各基点坐标的计算，同时也影响切割部位和切割起点的选择。合理装夹工件不但有利于编程，而且有利于减少加工变形，保证加工精度。线切割加工中工件的装夹方法主要有以下几种：
1．工件装夹方式
(1) 悬臂式装夹如图6-3所示，这种方式装夹方便、通用性强，但装夹误差较大。仅用于工件加工精度要求不高或悬臂较短的情况。
(2)两端支撑方式装夹如图6-4所示，这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适
于装夹较小的零件。
(3)桥式支撑方式装夹如图6-5所示，在通用夹具上放置垫铁后再装夹工件。这种方式装夹方便，对大、中、小型工件都能适用。
(4)板式支撑方式装夹如图6-6所示，使用有通孔的支撑板装夹工件，这种方式装夹精度高。
图6-5 桥式支撑方式装夹工件
图6-6 板式支撑方式装夹工件图6-7 百分表找正2．工件位置的校正
采用上述方式安装后，还需进行位置校正，才能使零件的定位基准面分别与机床的工作台面及X、Y轴平行，以保证所切割的工件表面与基准面之间的相对位置精度。
（1）百分表找正
如图6-7所示，用磁力表架将百分表固定在丝架或其他位置上，百分表的测头与工件基准面接触，往复移动工作台，按百分表的指示值调整工件的位置，直至百分表指针的偏摆范
围达到要求的数值，找正应在相互垂直的三个方向进行。
（2）划线找正
如图6-8所示，利用固定在丝架上的划针对正工件上的基准线或基准面，往复移动工作台，根据目测调整工件的位置，直至划针的运动轨迹同工件上的基准线或基准面完全吻合。该法用于精度要求不高的工件，也可以在工件表面较为粗糙的表面上进行。
图6-8 划线找正图6-9 固定基面定位找正
（3）固定基面定位找正
如图6-9所示，利用通用或专用夹具上的定位基准面，将夹具的位置找正就可保证工件的正确加工位置。
3．电极丝位置的找正
线切割加工前，应将电极丝调整到与工作台面垂直的位置。
（1）目测法
如图6-10所示，可以直接利用目测或借助2—8倍的放大镜进行。将电极丝移动到加工的起点上（穿丝孔中心），利用穿丝处的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与基准线的重合情况，调整电极丝的上下导轮位置，直至在两个方向观察电极丝与基准线都重合为止。适用于加工精度不高的场合。
图6-10 目测法
（2）火花法
如图6-11所示，从X、Y两个方向分别移动工作台，使电极丝逐渐逼近工件的基准面，若出现的火花上下均匀，则说明电极丝的位置已调整好，适用于加工精度不高的场合。当精度要求较高时，使用专门的对丝仪，操作方法相同。
图6-11 火花法
第二节数控线切割加工工艺制订
三、线切割加工主要工艺问题
1．切割部位、切割路线、切割起点和穿丝孔位置的选择
（1）切割部位的选择
在电火花线切割加工中，常出现加工变形问题，影响了加工精度，严重时会造成工件报废。工件变形的主要原因是工件中存在的内应力在线切割加工时重新分布而造成。为了减少工件变形，必须考虑工件在坯料中的切割部位，合理选择切割起点、穿丝孔位置和切割路线。
线切割加工时，坯料的边角处变形较大(尤其是热处理性能较差的淬火钢和硬质合金)因此在选择切割部位、切割路线时，应尽量避开坯料的边角处，使切割轨迹距离各少寸均匀，如图6-12所示。
图6-12 切割部位的选择
（2）切割路线的选择
选择切割路线时，应尽量使工件在整个切割过程中具有良好的刚性，一般将工件与其夹持部位分离的切割段安排在最后切割，以减小工件变形，如图6-13所示。实际加工过程中，为了保持工件的刚性，有时采用边切割边夹持的方法，如加工中用胶水粘结工件。
a) 不正确b)正确
图6-13切割路线的选择
（3）切割起点的选择
切割的起点一般也是切割的终点，但电极丝返回到起点时必然存在重复位置误差，造成加工痕迹，影响了切割精度和表面质量。为此，应合理选择加工起点：
①应在表面粗糙度要求较小的表面上选择切割起点；
②应尽量在切割图形的交点上选择切割起点
③对于无切割交点的工件，切割起点应尽量选择在便于钳工修复的部位。如外轮廓的平面、半径大的弧面，要避免选择在凹入部分的表面上。
（4）穿丝孔位置的选择
使用穿丝孔切割工件，可使坯料保持完整，从而有利于保持刚度，减小工件变形。在切割起点确定后，可以确定穿丝孔的位置，一般穿丝孔加工在切割起点的附近，轨迹交点或便于计算的坐标点上，直径不宜太大或太小，一般选择在3-10毫米的范围内，如图6-14所示。
a)不正确b)不好c)好
图6-14 穿丝孔
在同一块毛坯上要切出两个以上工件时，不能仅设一个穿丝孔将所有工件一次性切割出来。加工大型工件时最好在加工轨迹上多设置几个穿丝孔，以便在切割中发生断丝时能够就近重新穿丝。切割带有封闭型孔的工件时，穿丝孔应位于待切割型孔内部，设在型孔中心计算、操作方便，但无用的切入行程较长。对大型型孔工件，穿丝孔应设在靠近加工轨迹的边角处。切割外形时，可以将穿丝孔设在型面外边，靠近切割起点处。切割窄槽时，穿丝孔应设在图形的最宽处，如图6-15所示。
图6-15 穿丝孔位置应选择在图形的最宽处
2．引入和切出方式的选择
（1）引入方式的选择
在线切割加工中，引入点通常与工件切割起点不重合，这就需要一段从引入点切割到切割起点的引入切割段。当切割起点选在切割图形的交点上时，引入切割段通常采用直线方式；当切割起点选在切割图形的表面上时，对于无补偿的切割，引入切割段通常采用圆弧方式，并与切割起始段相切，对于带补偿的切割，引入切割段在圆弧方式引入前需增加用于建立补偿的直线段，如图6-16所示。
a)直线引入b) 无补偿切割的圆弧引入c) 带补偿切割的圆弧引入
图6-16 引入方式
（2）切出方式的选择
一般工件轮廓切割完后，还需增加一段切出切割段。与引入方式相同，切出方式也有直线和圆弧两种，如图6-17所示。
a)直线切出 b)无补偿切割的圆弧切出 c)带补偿切割的圆弧切出
图6-17 切出方式
图6-18 切出切割段中的保护切割段
此外，当电极丝切割到边缘时，材料易发生变形，会造成切口闭合而夹断电极丝。因此，有时在切出切割段还增设一段保护电极丝的切割段，如图6-18中的A'A ″切割段。
3．偏移量的计算
电火花线切割加工中偏移量的计算比较简单，偏移量为电极丝半径与单边放电间隙之和，如图6-19。
?+=
2
d
f （6-1） 式中：f ——偏移量；
d ——电极丝直径；
?——单边放电间隙。
电极丝直径的选择应根据工件厚度和拐角尺寸大小来选择。若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝，若加工带尖角、窄缝的小零件宜选用较细的电极丝。
放电间隙的大小与加工条件参数有关，可以通过查表（机床生产厂家提供的加工条件参数表)再计算得到，一般快速走丝线切割加工时，取单边放电间隙Δ=0．01～0．02mm。对于加工条件参数表中查不到的加工情况和加工精度要求很高的情况，可以通过切割一个正方形试件后实测得到。
图6-19 偏移量的计算
总结提问：1. 电火花线切割机的主要加工对象有哪些？
2. 工件位置和电极丝位置的找正方法有哪些？
练习：6-1 试述数控电火花线切割加工原理。
6-2 试述数控电火花线切割加工特点。
6-3 简述数控电火花线切割加工应注意的主要问题。
教学手段：多媒体教学 教学方法：案例教学
复 习：切割部位、切割路线、切割起点和穿丝孔位置的选择（5分钟） 引 入：如何实现电火花加工（5分钟）
正 课：电火花线切割加工工艺指标的主要影响因素（90分钟） 知识点（80分钟）：
第三节 电火花线切割加工工艺指标的主要影响因素
一、实现电火花加工的基本条件 1．电火花加工必须采用直流脉冲电源
为了使电火花放电产生的热量来不及传导扩散 出去，形成极小范围内的瞬时高温，使金属局部熔化、气化，放电时间必须极其短促，一般 小于1ms 。放电之后，为使介质有足够的时间恢复到绝缘状态，还需有一定的放电停歇时间，不然会引起持续的电弧放电。
2．脉冲放电能量应足够大
放电通道要有很大的电流密度，脉冲放电产生的热量应足以使金属局部熔化或气化。 3．工件与工具电极之间必须保持合理的距离(即放电间隙)
如果两极间距离大于放 电间隙，介质不能被击穿，无法产生火花放电；两极间距离小于放电间隙，会导致积炭，甚至发生电弧放电。
4．两极间必须充人绝缘介质 电火花成形加工一般用煤油作为介质，线切割加工一般用去离子水或乳化液。绝缘介质是实现电火花放电的必要条件，绝缘介质还有利于排除放电间隙中的电蚀产物，对工件和工具电极起到冷却作用。
序号 2 日期 班级
课题
电火花线切割加工工艺指标的主要影响因素 重点与难点
重点：1、实现电火花加工的基本条件 2、3B\4B 格式程序编制方法 难点：1、3B/4B 格式程序编制方法
教研室主任 年 月 日
教师
年 月 日
二、脉冲电源参数
电火花加工用脉冲电源即脉冲发生器，它的作用是把普通50H2的交流电转换成频率较
高的单向脉冲电流，以使电极间隙产生电火花放电来蚀除金属。脉冲电源对放电加工的加工速度、表面质量、加工过程的稳定性和工具电极的损耗等技术经济指标有很大的影响。脉冲电源参数包括电流峰值、脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压、放电电流，快走丝线切割加工脉冲参数的选择见表6-1，快走丝线切割加工脉冲参数的选择见表6-2。
1．电流峰值
电流峰值指短路时放电电流的瞬时最大值，在其他参数不变时，电流峰值增大，切割速度明显增大，但表面质量会变差，电极丝的损耗加大甚至断丝。
表6-1 快走丝线切割加工脉冲参数的选择
2．脉冲宽度
脉冲宽度是指脉冲电流持续的时间，在其他参数不变时，脉冲宽度增大，切割速度明显加快，电蚀物随之增加，来不及排出，造成切割过程不稳，反而使切割速度下降，表面质量变差，电极丝的损耗加大甚至断丝。试验证明改变脉冲宽度不如改变电流峰值对切割速度影响显著。
3．脉冲间隔
脉冲间隔是指两个连续脉冲之间的时间，它直接影响平均电流，在其他参数不变时，脉冲间隔减小相当与增加了单位时间内的放电次数，平均电流增大，切割速度加快，但脉冲间隔过小，会造成电弧放电和断丝。
4．空载电压
空载电压是指放电间隙被击穿之前的极间峰值电压，对电流峰值和加工间隙有影响。提高空载电压，加工间隙增大，切缝宽，易排屑，提高了切割速度和加工稳定性，但易造成电极丝振动，使加工面质量变差，也会造成电极丝损耗增大。
5．放电波形
电流波形的前沿上升比较缓慢时，电极丝损耗少，不过当脉冲宽度很窄时，必须要有
陡的前沿才能进行有效的切割。在相同的工艺条件下，高频分组脉冲常常能获得较好的加工效果。
表6-2 慢走丝线切割加工脉冲参数的选择
三、电极丝及其速度
1．电极丝材料
电极丝不同，线切割加工的速度也不同。到目前为止，比较适合作电极丝的材料主要有钼丝、钨钼合金丝、纯铜丝、黄铜丝等。为了提高切割性能，椰油专用的各种电极丝，如内为黄铜丝外，渡熔点较低的锌或锌合金，允许较大的峰值电流，在火花放电时产生较大的汽化爆炸力，达到较高的切割速度。
2．电极丝直径
线切割加工的蚀除量是切缝宽度、零件厚度的乘积。电极丝直径直接影响峰值电流的大小、切缝的宽窄，而切缝宽度影响排屑过程。电极丝直径愈小，允许的峰值电流小，切缝窄，不利于排屑，影响切割速度和稳定性。电极丝直径过大，造成切缝过宽，蚀除量多，反而影响切割速度，使加工表面质量变差。
3．电极丝走丝速度
对于高速线切割加工，在一定范围内，提高速度有利于把工作液带入割缝冲走电蚀物，保持加工的稳定。对于厚件，提高速度有利于减少电极丝在加工区逗留的时间，减少电极丝的损耗。但走丝速度过高，将使电极丝的振动加剧，降低切割精度，使表面质量变差，易断丝。高走丝线切割走丝速度以小于10m/s为宜，慢走丝线切割电极丝张力均匀，振动小，加工稳定、表面质量较好。
四、工件厚度及材料
厚件，工作液难以进入放电间隙，加工稳定性差，但电极丝不易抖动，加工精度和表面质量好。厚度过大时，排屑条件变差，导致切割速度下降。薄件，工作液易进入并充满放电间隙，对排屑有利，加工稳定性好。但工件太薄，电极丝易产生抖动，对加工精度和表面质量不利。
工件材料不同，熔点、汽化点、热导率等不同，加工效果也不同。如加工铜、铝、淬火钢时，使用乳化液作为工作液，加工过程稳定，切割速度高；加工硬质合金时，加工过程比较稳定表面质量好，切割速度低；加工不锈钢、磁钢、未淬火钢时，稳定性较差，切割速度低，表面质量差。
加工条件参数的选择
电火花线切割机的加工条件参数包括与放电脉冲设定有关的参数和与机械、控制有关的参数两大类。不同的电火花线切割机，加工条件参数的项目及其取值会有一定差异。加工时，若要求获得较好的表面粗糙度，应该选用较小的脉冲参数；若要求获得较快的切割速度，应该选用较大的脉冲参数，但加工电流的增大受排屑条件及电极丝截面积的限制，过大的电流易引起断丝。
五、工作液的准备
工作液对切割速度、表面粗糙度、加工精度等影响较大，加工时应合理选配。常用的工作液主要有乳化液和去离子水。
（1）快走丝线切割加工，一般采用质量分数为10%左右的乳化液，乳化液是由乳化油和工作介质配置（浓度为8～15%）而成，工作介质可以是水，也可以是蒸馏水、高纯水、磁化水。
（2）慢走丝线切割加工，普遍采用去离子水，适当添加某些导电液，增加工作液的电导率，有利于提高切割速度，一般使用电阻率为2×104Ω·cm左右的工作液，可达到较高的切割效果，如加工淬火钢。加工硬质合金时，电阻率一般在3×105Ω·cm左右。工作液电阻率过高、过低有降低切割速度的倾向。
第四节数控电火花线切割加工编程
数控电火花线切割机的编程格式主要有两类：3B、4B格式和ISO代码格式。3B、4B格式是较早的线切割数控系统的编程格式，而ISO代码格式是国际标准代码格式。但由于3B、4B代码格式应用仍然比较广泛，目前生产的数控电火花线切割机一般都能够接受这两种格式的程序。、
一、数控电火花线切割加工编程基础 1．坐标系建立
数控电火花线切割加工机床的坐标系与其他数控机床一致，遵循右手迪卡尔原则。编程坐标系选择也遵循基准重合原则，为简化计算尽量选取图形对称轴线为坐标轴。建立工件坐标系时，找正原理与数控铣床类似。程序中一般使用G92指令建立坐标系，其含义同数控铣床编程。
2．间隙补偿量计算
线切割加工时，控制台控制的是电极丝中心的移动，为了获得所要求的加工尺寸，电极丝与加工轮廓之间必须保持一合理距离，如图6-20所示，图中双点划线表示电极丝中心轨迹，实线表示零件轮廓。由于存在放电间隙，编程时首先要求出电极丝中心轨迹与图形轮廓之间的垂直距离R ?，作为放电间隙补偿量，再进行加工编程，这样才能加工出合格的零件。如果机床具有补偿功能，可通过G41、G42指令实现间隙补偿，按照零件轮廓尺寸编程即可。
一般情况下，线切割加工时间隙补偿量等于电极丝半径r 与电极丝放电间隙δ之和。加工模具凸、凹模时，应考虑凸、凹模之间的单边配合间隙2/Z 。当加工冲孔模具时，凸模尺寸由孔的尺寸确定，配合间隙2/Z 加在凹模上，故凸模加工的间隙补偿量为δ+=?r R ，凹模加工的间隙补偿量为2/Z r R -+=?δ；当加工落料模具时，凹模尺寸由工件的尺寸确定，配合间隙2/Z 加在凸模上，故凹模加工的间隙补偿量为δ+=?r R 2，凸模加工的间隙补偿量为2/2Z r R ++=?δ。
图6-20
二、数控电火花线切割加工编程方法 （一）3B 格式程序编制方法 1．程序格式
ΔR 1 ΔR 2
3B 格式是一种无间隙补偿的程序格式，如表6-3所示。
表6-3 3B 代码格式
2．各符号含义 (1)分隔符号B
因为X 、Y 、J 均为数值，用分隔符号B 将其隔开，以免混淆。 (2)坐标值X 、Y
在3B 格式中，采用相对（增量）坐标编程。加工斜线时，以加工起点为坐标原点，X 、Y 值为终点坐标值，单位为μm ，但允许将X 和Y 值按相同的比例缩放；加工圆弧时，圆心为坐标原点，X 、Y 值为圆弧起点的坐标值，单位为μm ；加工平行于X 轴、Y 轴的直线时，X 、Y 值为0，均可不写，但分隔符号必须保留。
(3)计数方向G
有两种计数方向，即计X 和计Y ，分别写成Gx 和Gv 。加工直线时，必须以进给距离较大的一坐标轴作为控制进给的记数方向。计数方向按图6-21a 以直线的起点为切割坐标系的原点，直线终点坐标(Xe ，Ye)落在阴影区域内，计数方向取G Y ；直线终点坐标落在阴影区域外，计数方向取Gx ；直线正好在45°线上时，计数方向可任意选取。圆弧加工时，计数方向按图6-21b 以圆弧的圆心为切割坐标系的原点，圆弧终点坐标(Xe ，Ye)落在阴影区域内，计数方向取Gx ；圆弧终点坐标落在阴影区域外，计数方向取Gy ，圆弧终点正好在45°线上时，计数方向可以任意选取。
a)加工直线 b)加工圆弧
图6-21 计数方向的选取
（4）计数长度J
计数长度是指工作台在计数方向上进给的总长度，单位为／μm。编程时，计数长度一般应补足六位，如计数长度为1988μm，应写成001988。加工直线时，计数长度等于该直线在计数方向上的投影长度。如图6-22直线OC的计数长度为J1=│ Ye│；加工圆弧时，应将该圆弧以坐标象限分段，计数长度等于各分段圆弧在计数方向上投影长度的总和。如图6-22所示，圆弧AB的计数长度为J2 =Jxl+Jx2。
(5)加工指令Z
加工指令Z是用来确定切割轨迹的形状、起点或终点，所在象限和加工方向等信息。数控系统根据这些指令，控制工作台进给方向实现自动加工。加工指令共12种，直线按走向和终点所在象限分为L1、L2、L3、L4四种，如图6-23a，如果被加工线段与某坐标轴平行时，根据进给方向，亦可用L1、L2、L3、L4，如图6-23b；圆弧按起点所在象限及走向(顺时针或逆时针)分为SRl、SR2、SR3、SR4及NRl、NR2、NR3、NR4八种，如图6-23c、图6-23d，如果圆弧起点刚好在坐标轴上，其指令可选相邻两象限中的任何一个。
图6-22计数长度的确定
a)直线终点在象限内b)直线终点在坐标轴上c)顺时针加工圆弧d)逆时针加工圆弧
图6-23 直线和圆弧的加工指令
（二）4B格式程序编制方法
4B指令格式具有间隙补偿功能和锥度补偿功能。
间隙补偿指电极丝在切割工件时，电极丝中心运动轨迹能根据要求自动偏离编程轨迹一补偿量，此时按工件轮廓编程。显然，按工件轮廓编程比按电极丝中心运动轨迹编程要简单的多，当电极丝损耗，放电间隙变化后，无须改变程序，只需改变补偿量即可。
锥度补偿是指系统根据要求，同时控制X、Y、U、V四轴运动，X、Y为工作台的运动，U、V为上线架导轮的运动。U、V 分别平行于X、Y，由于走的距离不同，使电极丝偏离垂直方向一个角度（即锥度），从而切割出锥度工件来。
1．程序格式
（1）4B指令是带“±”符号的3B指令，为了区别3B指令，称之为4B指令。±符号反映了间隙、锥度补偿信息，其他与3B指令完全一致，如表6-4所示。
表6-4 3B代码格式
数控电火花线切割加工演示实验 班级学号姓名成绩 一、实验目的 1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3.熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验原理 线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。 工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。 三、实验仪器与设备 1、计算机 2、线切割机床 四、实验内容简述 1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能 2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作 3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作 (1) 电极丝的绕丝、紧丝操作
数控电火花线切割加工的工艺分析及处理 作者：王芳张文涛 来源：《科技创新导报》2011年第24期 摘要:通过对数控电火花线切割加工的工艺分析,提出一些相应的工艺处理措施,从而在实际生产过程中可使生产效率和零件表面加工质量得到较大幅度的提高。 关键词:数控电花线切割加工工艺分析工艺处理 中图分类号:TG661 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(c)-0056-02 1 引言 电火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)属于特种加工的方法之一,该项技术的研究始于20世纪50年代并逐步应用于生产。它是在加工过程中,使工具电极与工件电极之间不断的产生脉冲性火花放电,从靠放电时产生的局部、瞬时的高温去除工件上的多余的材料来进行放电加工,因在此放电过程中可见到电火花,故称为电火花加工。[1]随着电火花加工技术的发展,在成型加工方面逐渐形成电火花成型加工和电火花线切割加工两种主要的加工方式。数控电火花线切割加工(Wire Cut EDM,简称WEDM)也叫数控线切割加工,它是在电火花成型加工基础上发展起来的一种新的工艺形式,因其由数控装置控制机床的运动,并采用线状电极(铜丝或钼丝)靠火花放电对工件进行切割,故称之为电火花线切割加工,简称线切割加工。电火花线切割加工自诞生以来,获得了极其快速的发展,已逐步成为一种高精度高自动化的加工方法。它在模具制造、成型刀具加工、难加工材料及精密复杂零件的加工等方面获得了广泛的应用。[2] 2 电火花线切割加工原理简介 电火花线切割加工的原理是利用移动的金属丝(铜丝或钼丝等)作为工具电极(接电源负极)对导电或半导电材料工件(接电源正极)进行脉冲性火花放电,从而进行所需尺寸的加工。 电火花线切割时电极丝接脉冲电源的负极,工件接脉冲电源的正极。在正负极之间加上脉冲电源,当来一个电脉冲时,在电极丝和工件之间产生一次火花放电,在放电通道的中心温度瞬时可高达10000°C以上,高温使工件金属熔化,甚至有少量汽化,高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产生汽化,这些气化后的工作液和金属蒸汽瞬间迅速热膨胀,并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸,将熔化和汽化了的金属材料抛出而实现对工件材料进行电蚀切割加工。下图是数控线切割加工的原理图。[3] 如图1所示。 3 电火花线切割加工的工艺分析
第五章数控电火花线切割加工工艺与编程 第一节数控电火花线切割加工概述 序号：37 主要内容： 一、数控线切割加工机床简介 电火花线切割机床组成：机床本体、控制系统、脉冲电源、运丝机构、工作液循环机构和辅助装置（自动编程系统）。 线切割机床可分为高速走丝机床和低速走丝机床。 二、数控线切割加工原理及特点 1．数控电火花线切割加工原理 它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐作用，对工件进行加工的一种工艺方法。 数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具线电极（负电极），被切割的工件为工件电极（作为正电极），在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下（工作台）相对电极丝按预定的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。 2．数控线切割加工的特点 （1）可以加工难切削导电材料的加工。例如淬火钢、硬质合金等； （2）可以加工微细异形孔、窄缝和复杂零件，可有效地节省贵重材料； （3）工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件及细小零件； （4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程中的自动化。 （5）依靠数控系统的间隙补偿的偏移功能，使电火花成形机的粗、精电极一次编程加工完成，冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。 三、数控线切割加工的应用 1．形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极； 2．注塑模、挤压模、拉伸模、冲模； 3．成形刀具、样板、轮廓量规的加工； 4．试制品、特殊形状、特殊材料、贵重材料的加工。 小结 电火花线切割机床组成、电极丝（负电极）、工件（正电极）。
哈尔滨工业大学 创新研修课 绝缘陶瓷电火花线切割加工实验研究报告 指导教师：郭永丰 班号：1108401 姓名：胡昉 学号：111084013 同组人员：张瑞丁海鑫
一、实验目的 1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3.熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验原理 线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。 工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。
三、实验仪器与设备 1、计算机 2、线切割机床 四、实验内容简述 1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能 2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作 3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作 (1) 电极丝的绕丝、紧丝操作 具体步骤如下： 将购回的丝盘上的电极丝绕在储丝筒上； 使储丝筒移动到其行程的一端，把电极丝通过导丝轮引向储丝筒端部的螺钉处并压紧； 打开张丝电机启停开关，旋动张丝电压调节旋钮，调整电压表读数至电极丝张紧且张力合适； 旋转储丝筒，使电极丝以一定的张力逐渐均匀地盘绕在储丝筒上； 待储丝筒以至其行程的另一端时，关掉张丝电机启停开关，从丝盘处剪断电极丝并固定好丝头。 (2) 电极丝垂直校正 在具有U、V轴的线切割机床上，电极丝运行一段时间、重新穿丝后或加工新工件之前，需要重新调整电极丝对坐标工作台表面的垂直度。校正时使用一个各平面相互平行或垂直的长方体，称为校正器具体步骤如下： 擦净工作台面和校正器各表面，选择校正器上的两个垂直于底面
（1） 模块四 数控电火花线切割机床操作要领 （2） 本课题学习的容主要是使你了解数控电火花线切割机床操作的基本流 程，教会你装夹工件、安装并校正线电极，并掌握确定加工参数的方 法。 （3） （4） 电火花线切割加工操作流程包括工件材料的选择→工艺基准的确定→ 穿丝孔的加工→工件的装夹→线电极的选择及位置校正→确定加工参 数→线切割加工等步骤。 （5） 有些步骤的容我们在模块三已学习过，在本模块着重介绍工件的装夹、 线电极的选择及位置校正、加工参数的确定等操作要点。 （6） 工件的装夹 （7） 线切割加工工件的安装一般采用通用夹具及夹板固定。由于线切割加 工时作用力小，装夹时夹紧力要求不大，且加工时电极丝从上到下穿 过工件，被工件切割部分要悬空，因此对线切割工件的安装有一定有 要求。 1． 对工件装夹的一般要求 （1） 工件的装夹基准面要光洁无毛刺。对热处理后的工件表面的渣物及氧化 膜一定要清洁干净，以免造成夹丝或断丝。 学习目标： 知识目标：●了解数控电火花线切割机床加工流程。 能力目标：●掌握数控电火花线切割装夹工件、校正线电极位置和确定加工参数的 方法。
（2）夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。 （3）装夹位置要有利于工件的找正，且要保证在机床加工行程围。 （4）所用的夹具精度要高，以确保加工精度。 （5）细小、精密及薄壁工件应先固定在辅助夹具上再装夹到工作台。（6）批量加工零件时，最好设计专用夹具以提高生产率。 2．常用的工件装夹方式 （1）悬臂支撑，如图3-22（a）所示。此方式装夹方便，通用性强，适用于对加工要求不高或悬臂部分较少的工件的装夹。 （2）两端支撑，如图3-22（b）所示。此方式工件两端固定在夹具上，支撑稳定，定位精度高，适用于较大零件的装夹。 （3）桥式支撑，如图3-22（c）所示。此方式是把两支撑垫铁放到两端支撑夹具上，桥的侧面也可作定位面使用，使装夹更方便，通用性广，适用 于大、中、小工件的装夹。 （4）板式支撑，如图3-22（d）所示。支承板按照常规工件形状制造出具有矩形或圆形孔，易于保证装夹精度，适用于装夹常规工件及批量生产。（5）复式支撑，如图3-22（e）所示。此方式是把专用夹具固定在桥式夹具上，适用于批量生产，可节省装夹时间且保证加工工件的一致性。
本科课程论文 题目电火花线切割的优缺点及应用 学院工程技术学院 专业机械设计制造及其自动化 年级_____2008级_____ 学号_222008322222107 姓名__陈________玺__ 指导教师 _邱______ 兵__ 成绩 _______________
目录 摘要................................................................................................1前言 (3) 2正文 (3) 2.1电火花线切割的原理 (3) 2.1.1工作原理 (3) 2.1.2机床种类 (3) 2.2电火花线切割的特点 (4) 2.2.1优点 (4) 2.2.2使用中易出现的问题 (4) 2.3电火花线切割的应用及发展 (4) 2.3.1加工范围 (4) 2.3.2未来发展的展望 (5) 2.4总结 (6) 参考文献 (6)
电火花线切割的优缺点及应用 陈玺 邱兵 西南大学工程技术学院 2008级机械设计制造及其自动化2班 摘要：本文通过对电火花线切割的优缺点及应用的概述，阐述了电火花线切割在未来的发展方向，以及电火花线切割将应用更广。 关键词：电火花线切割线切割走丝 1. 前言 电火花加工作为一种现代的特种加工方式，具有许多传统加工所不具有的优点以及良好的发展前景。 2. 正文 2.1电火花线切割的原理 2.1.1工作原理 电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。工作原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。 2.1.2机床种类 电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切（Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“快走丝”）、低速单向走丝电火花线切割机（Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge
第六章数控电火花线切割加工 电火花加工属于特种加工的一种方法，它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温去除工件多余材料，以及使材料改变性能或被镀覆等的放电加工，因放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。 6.1数控电火花线切割加工原理与特点 6.1.1 数控电火花线切割加工原理 数控电火花线切割是利用移动的细金属导线作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。工件的形状是由数控系统控制工作台相对于电极丝的运行轨迹决定的，因此不需制造专用的电极，就可以就可以加工形状复杂的模具零件。其加工原理如图6-1所示，工件连接脉冲电源的正极，电极丝接负极，加上高频脉冲电源后，在工件与电极丝之间产生很强的脉冲电场，使其间的介质被电离击穿，产生脉冲放电。电极丝在贮丝筒的作用下作正反向交替运动，在电极丝和工件之间浇注工作介质，在机床数控系统的控制下，工作台相对电极丝按预定的程序运动，从而切割出需要的工件形状。 图6-1 电火花切割原理 6.1.2 数控电火花线切割加工特点 1.直接利用线状的电极丝作为电极，可节约电极设计、制造费用、缩短了生产准备周期。 2.可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。 3.采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。 6.2 数控电火花线切割机床 6.2.1 电火花线切割机床分类 （1）按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制及微机控制等；
（2）按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等； （3）按加工特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等；（4）按走丝速度可分为慢走丝方式和快走丝方式两种。 6.3 数控电火花线切割工艺基础 数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备加工。有关模具加工的线切割加工工艺准备和工艺过程，如图6.2 图6-2 线切割加工的工艺准备和工艺过程 6.3.1模坯准备 1、工件材料及毛坯 模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模
创新研修课 绝缘陶瓷电火花线切割加工实验研究报告 指导教师：郭永丰 班号：1108401 姓名：胡昉 学号：111084013 同组人员：张瑞丁海鑫
一、实验目的 1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3.熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验原理 线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。 工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。
三、实验仪器与设备 1、计算机 2、线切割机床 四、实验内容简述 1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能 2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作 3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作 (1) 电极丝的绕丝、紧丝操作 具体步骤如下： 将购回的丝盘上的电极丝绕在储丝筒上； 使储丝筒移动到其行程的一端，把电极丝通过导丝轮引向储丝筒端部的螺钉处并压紧； 打开张丝电机启停开关，旋动张丝电压调节旋钮，调整电压表读数至电极丝张紧且张力合适； 旋转储丝筒，使电极丝以一定的张力逐渐均匀地盘绕在储丝筒上； 待储丝筒以至其行程的另一端时，关掉张丝电机启停开关，从丝盘处剪断电极丝并固定好丝头。 (2) 电极丝垂直校正 在具有U、V轴的线切割机床上，电极丝运行一段时间、重新穿丝后或加工新工件之前，需要重新调整电极丝对坐标工作台表面的垂直度。校正时使用一个各平面相互平行或垂直的长方体，称为校正器具体步骤如下： 擦净工作台面和校正器各表面，选择校正器上的两个垂直于底面的相邻侧面作为基准面，选定位置将两侧面沿X、Y坐标轴方向平行放好；
电火花线切割加工概述 电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家 1、电火花线切割加工原理 在电火花线切割加工中，利于移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作一个电极，工件作另一个电极，并按照预定的轨迹运动，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的各种二维、三维表面。及也就是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。 图1电火花线切割加工示意图 1-贮丝筒2-电极丝3-丝架4-导轮5-脉冲电源6-工作台7-工作液箱 2、电火花线切割加工的特点 电火花线切割加工的过程的工艺和机理与电火花穿孔成型加工既有共同性，又有特殊性。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的共同点 两者在加工原理、工作机理、工艺、适应材料等方面相同，具体表现为：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电形态，如开路、短路、正常火花放电等。 （2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的不同点 两者在加工极性、工作液、放电状态、接触方式、电极形式、电极丝的加工特点、工具损耗等方面有不同处，具体表现为：
浅谈电火花线切割加工 摘要：介绍了电火花线切割的加工原理、加工特点、应用范围及设备类型，论述了我国电火花线切割机床的发展现状及发展趋势。 关键词：原理；特点；应用范围；发展现状及趋势。 1.前言 电火花线切割加工技术作为一种特种加工技术,具有很强的实用价值,在众多的工业生产领域起到了重要的作用,其工艺手段在许多情况下是常规制造技术无法取代的。其中主要的原因是电火花线切割加工方法几乎可加工具有任何硬度的导电金属材料,且加工过程中不受宏观力的作用,从而可保证较好的加工精度与表面质量。 2.正文 随着航空航天工业、核能工业、电子工业以及汽车工业的迅速发展，很多产品均要求在高温、高压、高速或腐蚀环境下长期而可靠地工作。为适应这一要求，各种新结构、新材料与复杂的精密零件大量出现，其结构形状愈来愈复杂，材料性能愈来愈强韧，精度要求愈来愈高，表面完整性愈来愈严格，很多特种加工技术随之应运而生。而电火花线切割就是其中一种。 2.1电火花线切割的加工原理 电火花线切割加工是比较常用的特种加工方法之一, 电火花加工又称放电加工(Electrical Discharge Machining, 简称EDM ) , 它是在加工过程中, 利用工具电极和工件之间脉冲放电时的腐蚀现象使金属熔化或气化, 从而实现对各种形状金属零件的加工。因在放电过程中可见到火花, 故称之为电火花加工。图1 为电火花线切割加工原理, 在线切割加工时是用一根连续移动的电极丝作为工具电极来代替电火花加工中的成形电极, 电极丝接脉冲电源的负极, 工件接脉冲电源的正极, 脉冲电源发出一连串的脉冲电压, 加到工
件和工具电极上。电极丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液, 当电极丝与工件的距离小到一定程度时, 约0.01mm左右, 在脉冲电压的作用下, 工作液被击穿, 在电极丝与工件之间形成瞬间放电通道, 产生瞬时高温, 其温度可高达10 000℃左右,高温使工件局部熔化甚至气化而被蚀除掉。工件安装于工作台上, 由微型计算机控制, 工作台带动工件不断进给, 便能将一定形状的工件切割加工出来。 2.2电火花线切割的加工特点 电火花线切割具有如下特点: (1) 采用电火花线切割加工, 由于只采用一根很细的金属丝作为工具电极, 因此加工工件时不需要再制作相应的成形工具电极, 从而大大降低了制造工具电极所用的工作量, 节约了贵重的有色金属材料。 (2) 线切割加工时, 由于电极丝的连续移动, 使新的电极丝不断地补充和替换, 减轻了电蚀损耗对加工精度的影响。 (3) 利用线切割可以加工出精密细小、形状复杂的工件, 如0.05 mm～0.07 mm 的窄缝隙、圆角半径小于0.03 mm 的锐角等。 (4) 线切割加工零件的精度可达到±0.01 mm～±0.005 mm , 表面粗糙度可达Ra1.6 Lm～Ra0.4 Lm。 (5) 在加工时, 一般采用精规准一次加工成形, 半途不需要转换规准。 (6) 一般不要求对被加工工件进行预加工, 只需在工件上加工出穿电极丝的穿丝孔。 (7) 在线切割加工的切缝宽度与凸、凹模配合间隙相当时, 有可能一次切出凸模和凹模来。
精密与特种加工技术论文 姓名 学号 院系 专业 年级 指导教师 年月日 机电工程学院
电火花线切割加工技术 摘要： 随着在我国国民经济的飞速发展，特别是工业技术飞速发展的新形势下，急需发展模具加工技术，而数控电火花切割技术正是模具加工工艺领域中的一种关键技术。目前在电机，仪表等行业新产品的研制开发过程中，常采用数控电火花线切割方法直接切割出零件，大大缩短了研制周期，并降低了成本。在众多工业产品的生产过程中，都用到了数控电火花切割机床，如飞机制造、汽车模具制造、手机零部件的生产等，因此电火花机床的研究与改进是我国国内市场的需要，也能为我国的工业的发展起一定的作用。 电火花线切割，其基本工作原理是利用连续移动细金属丝（成为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。本次论文以电火花线切割为主线，综合了线切割的发展，电火花线切割机床，电火花线切割加工质量及其影响因素，电火花线切割加工程序编制等。 关键词：工业生产电火花线切割发展史加工质量程序编制 第一章电火花线切割的介绍 1.电火花线切割的发展 20世纪中期，苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法，线切割放电机也于1960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后进给工作台面加工，其实认为加工速度虽慢，却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异型孔加工。 国内五十年代，电火花加工开始被认识，电火花机床开始进入加工领域，虽然当时只能解决硬度问题，打些丝锥钻头之类。但这是电加工在模具行业大行其道的开始。这时人们已经认识到如果“钢丝锯” 加上“电火花”，“锯”有硬度的淬火钢应是可能的。于是，让一个轴上储的大量铜丝经两个导向轮缠绕到另一个储丝轴上，两个导向轮间放上工件，工件接RC电源的正极，铜丝接RC电源的负极，就实现了火花切割。尽管当时两个储丝轴像电影片盘一样的更换，尽管当时以各种摩擦方式制造丝的张力，也尽管当时以防锈防臭的磨床冷却液做加工液，必竟实现了“线电极火花切割”。六十年代初期，某些军工企业和模具行业骨干厂以技术革新、自制自用的形式开始制造“线切割”。大多是用铜丝、丝速2~5米/分、RC电源，至多是电子管脉冲源，控制方式业多是手摇和靠模。就这样切出的如山字形矽钢片和电子管极板冲模仍是另人瞩目。 国外的线切割机初始于六十年代末期，并首先在日本、瑞士产业化，商品化。一开始他们的基本模式是这样的：依托PC机的强大功能资源，精密机械制造的传统优势，力求高精度、自动化。用铜丝，Φ0。3~0。35mm丝径，一次性使用，
电火花线切割加工的步骤及要求 电火花线切割加工是实现工件尺寸加工的一种技术。在一定设备条件下,合理的制定加工工艺路线是保证工件加工质量的重要环节。 电火花线切割加工模具或零件的过程,一般可分以下几个步骤。 1. 对图样进行分析和审核 分析图样对保证工件加工质量和工件的综合技术指标是有决定意义的第一步。以冲 裁模为例,在消化图样时首先要挑出不能或不易用电火花线切割加工的工件图样,大致有如下几种: ⑴表面粗糙度和尺寸精度要求很高,切割后无法进行手工研磨的工件; ⑵窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件,或图形内拐角处不允许带有电极死板井架放电间隙所形成的圆角的工件; ⑶非导电材料; ⑷厚度超过丝架跨距的零件 ⑸加工长度超过x,y拖板的有效行程长度,且精度要求较高的工件。 在符合线切割加工工艺的条件下,应着重在表面粗糙度、尺寸精度、工件厚度、工件材料、尺寸大小、配合间隙和冲制件厚度等方面仔细考虑。 编程注意事项 1. 冲模间隙和过渡圆半径的确定
⑴合理确定冲模间隙。冲模间隙的合理选用,是关系到模具的寿命及冲制件毛刺大小 的关键因素之一。不同材料的冲模间隙一般选择在如下范围: 软的冲裁材料,如紫铜、软铝、半硬铝、胶木板、红纸板、云母片等,凸凹模间隙可选为冲材厚度的10%—15%。 硬质冲裁材料,如铁皮、钢片、硅钢片等,凸凹模间隙可选为冲裁厚度的15%—20%。 这是一些线切割加工冲裁模的实际经验数据,比国际上流行的大间隙冲模要小一些。因为线切割加工的工件表面有一层组织脆松的熔化层,加工电参数越大,工件表面粗糙度越差,熔化层越厚。随着模具冲次的增加,这层脆松的表面会渐渐磨去,是模具间隙逐渐增大。 合理确定过渡圆半径。为了提高一般冷冲模具的使用寿命,在线线、线圆、远远相交处,特别是小角度的拐角上都应加过渡圆。过渡圆的大小可根据冲裁材料厚度、模具形状和要求寿命及冲制件的技术条件考虑,随着冲制件的曾厚,过渡圆亦可相应增大。一般可在0.1—0.5㎜范围内选用。 对于冲件材料较薄、模具配合间隙较小、冲件又不允许加大的过渡圆,为了得到良好的凸凹模配合间隙,一般在图形拐角处也要加一个过渡圆。因为电极丝加工轨迹会在内拐角处自然加工出半径等于电极丝半径加单面放电间隙的过渡圆。 2. 计算和编写加工程序 编程时,要根据配料的情况,选择一个合理的装夹位置,同时确定一个合理的起割点和切割路线。 起割点应取在图形的拐角处,或在容易将凸尖修去的部位。 切割路线主要以防止或减少模具变形为原则,一般应考虑使靠近装夹着一边的图形最后切割为易。
1．电火花线切割加工原理，应用？ 答：1，加工原理：用连续移动金属丝（电极丝）作为工具电极对工件进行脉冲火花放电并切割成行。 2应用：a模具零件加工b难加工零件c贵金属下料d新产品试制 2.电火花加工原理，特点应用？ 答：1基于电极和工件（正负极）之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象来腐蚀，除多余的金属，以达到对零件的尺寸，形状及表面，以预定的加工要求 2a非接触加工（0.01~0.05mm）b加工过程没有宏观切割力 c工具电极一般比工件的软d工件与工具电机正负为导电材料 3a任何难加工的金属和导电材料b加工形状复杂的表面 c加工薄壁，弹性、刚度微侧的异性小孔，深孔等有特殊要求的零件 3.电火花加工应具备的条件。 答：a脉冲电源b绝缘液中c工具电极与工件之间有一定的间隙 4.电火花工作液使用要求，使用要点？ 答：1低粘度，高闪火点，高沸点，绝缘性好，安全，对加工工件不污染，不腐蚀，氧化安全性要好，寿命长，价格便宜。2a闪点尽量高的前提下，粘度要低，电极与工件之间不易产生金属或石墨颗粒对工作表面的第二次放电，一方面提高表面粗糙度，又能防止电极积碳率。b为提高放电的均匀性，稳定性，以及加工精度，可采用工作液混粉的工艺方法。C按照工作液的使用寿命定期要换，d严格控制工作液高度 5.WEFM(数控电火花) 数控电火花线切割（EDM） 6.脉冲电流：a、脉冲宽度;单个脉冲的放电时间单位。微机(us) b、脉冲间隔;两个单脉冲的间隔时间，单位（us） 7.电极丝：具有良好的导电性，抗拉强度，常用的有：钨丝、钼丝、黄铜丝等。快走丝使用钼丝，其直径在0.08~0.2mm 找正方法：目测法、火花法、接触感知法、电阻法 8.工具电极：导电性良好，电离腐蚀困难，电极损耗小，具有足够的机械强度 加工稳定，效率高，材料价格便宜，有铜和石墨 a精加工时电极比石墨小b采用微粒加工时加工表面的长度Ra小于等于0.1um c用过的电极经改制，（如断打）后可再次使用 A 密度小，使用于大型零件的工具电极整体m小b机械加工性好，易于修 正整c电加工性能好，不定式加工易发生烧伤。 DK7732 D机械类别。代号（电加工机床）\ K机床特性代号（数控） 7型别代号（7快走丝，6慢走丝） 7组别代号(电火花) 32基本参数代号（横向行程）
数控电火花线切割加工讲稿 数控电火花线切割机床既是数控机床，又是特种加工机床，它区别于传统机床部分是：1.数控装置和伺服系统，2.不是依靠机械能通过刀具切削工件，而是以电、热能量形式来加工。电火花加工在特种加工中是比较成熟的工艺。在民用，国防生产部门和科学研究中已经获得了广泛应用，其机床设备比较定型，且类型较多，但按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途等来分，大致可以分为六大类，其中应用最广，数量较多的是电火花成型加工机床和电火花线切割机床。 电火花线切割加工是在电火花加工基础上用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花 控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成部分，控制系统的稳定性、可 一．数控加工和特种加工机床的种类 数控加工机床分类有两种方法：1.按控制系统分类有点位控制、直线控制、连续控制三种，2.按伺服系统分类有开环、半闭环、闭环控制系统。 传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。随着工业生产和科 学技术的发展，产生了多种利用其他能量形式进行加工的特种加工方法，主要是指直接利用 电能、化学能、声能和光能等来进行加工的方法。在此，机械能以外的能量形式的应用是特 种加工区别于传统加工的一个显著标志。
新的能量形式直接作用于材料，使得加工产生了诸多特点，例如，加工用的工具硬度不 必大于被加工材料的硬度，这就使得高硬度、高强度、高韧性材料的加工变得容易；又如， 在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力，从而使微细加工成为可能。正是 这些特点，促使特种加工方法获得了很大的发展，目前已广泛应用于航空航天、电子、动力、 电器、仪表、机械等行业。 特种加工种类主要按其能量来源和工作原理的不同分类，主要有： 电、热能：电火花加工，电子束加工，等离子束加工； 电、机械能：离子束加工； 电、化学能：电解加工、电解抛光； 电、化学、机械能：电解磨削、电解珩磨、阳极机械磨削； 光、热能：激光加工； 化学能：化学加工、化学抛光； 声、机械能：超声波加工； 机械能：磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工。 电子束和离子束加工以及同时用几种加工方式的复合加工。 二．电火花线切割加工原理和必备条件 电火花线切割加工是利用工具电极（钼丝）和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工。电火花腐蚀主要原因：两电极在绝缘液体中靠近时，由于两电极的微观表面是凹凸不平，其电场分布不均匀离得最近凸点处
电火花线切割机工作原理及加工工艺制定 第一节概述 电火花加工又称电蚀加工或放电加工，它采用金属丝导线作为工具电极切割工件，利用工件与工具电极之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。 一、电火花线切割机工作原理 电火花线切割机床的工作原理如图6-1所示。卷绕在丝筒上的电极丝(一般快走丝线切割机用钼丝，慢走丝线切割机用黄铜丝)与高频脉冲电源的负极相接，连续地沿其自身轴线行进，并在紧状态下由上、下导丝轮支承着通过加工区。安装在坐标工作台上的工件接脉冲电源的正极。工作液由喷嘴以一定的压力喷向加工区。当脉冲电压击穿电极丝和工件之间的极间间隙时，两者之间随即产生火花放电而蚀除工件。 二、电火花加工的极性效应 在电火花加工过程中，两极都会受到电腐蚀，但由于所接电源的极性不同，两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。习惯上通常把工件接正极时的电火花加工称为正极性加工，
把工件接负极时的电火花加工称为负极性加工。从提高生产率和减少工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，采用短脉冲精加工时，应选用正极性加工；采用长脉冲粗加工时，应选用负极性加工。在实际生产中，极性的选择主要依靠机床参数表或通过试验确定。 三、电火花线切割机的主要加工对象 1．加工模具 电火花线切割机广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件，调整不同间隙补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模卸料板；挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑料模等带锥度的模具。以及形状复杂、带有尖角的窄缝形小型凹模，可采用整体结构淬火后线切割加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。 2．加工点火化成形加工用的电极 带锥度型腔加工的电极，一般穿孔加工的电极，对于用银钨、铜钨合金材料等，用线切割加工特别经济。 3．加工零件 可用于加工品种多、数量少的零件，特殊难加材料的零件。试验样件、样板，各种型孔、齿轮、样板、成形刀具以及细微型孔和已型槽孔加工。尤其是薄壁件加工，可多片叠在一起加工。 四、电火花线切割加工的特点 1．以金属丝为电极，降低了成形工具电极的设计制造费用。 2．加工时工具与工件不直接接触(有些特种加工方法不需要工具)，不承受较大的作用力。 3．工具的硬度可以比工件低，只要是导电或半导电材料都可以加工。 4．电极丝直径较细，介于0.003—0.3mm之间切缝很窄，可实现套料加工。 5．采用移动的长电极丝加工，电极丝损耗少，加工进度高。 6．不能加工盲孔或纵向阶梯表面。 第二节数控线切割加工工艺制订 数控电火花线切割加工一般是零件加工的最后一道工序，如图6-2所示，为线切割加工的工艺过程。与通用机械加工工艺有很大差别，因此数控电火花线切割编程与其它数控机床相比，有着自己的特点。编程前应细致分析零件的加工要求和特点，充分考虑零件的线切割加工工艺，做好编程前的工艺处理。
电火花、线切割教案
第五章数控电火花线切割加工工艺与编程 第一节数控电火花线切割加工概述 序号：37 主要内容： 一、数控线切割加工机床简介 电火花线切割机床组成：机床本体、控制系统、脉冲电源、运丝机构、工作液循环机构和辅助装置（自动编程系统）。 线切割机床可分为高速走丝机床和低速走丝机床。 二、数控线切割加工原理及特点 1．数控电火花线切割加工原理 它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐作用，对工件进行加工的一种工艺方法。 数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具线电极（负电极），被切割的工件为工件电极（作为正电极），在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下（工作台）相对电极丝按预定
的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。 2．数控线切割加工的特点 （1）可以加工难切削导电材料的加工。例如淬火钢、硬质合金等； （2）可以加工微细异形孔、窄缝和复杂零件，可有效地节省贵重材料； （3）工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件及细小零件； （4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程中的自动化。 （5）依靠数控系统的间隙补偿的偏移功能，使电火花成形机的粗、精电极一次编程加工完成，冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。 三、数控线切割加工的应用 1．形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极； 2．注塑模、挤压模、拉伸模、冲模； 3．成形刀具、样板、轮廓量规的加工； 4．试制品、特殊形状、特殊材料、贵重材料的加工。 小结 电火花线切割机床组成、电极丝（负电极）、工件（正电极）。 第二节数控线切割加工工艺指标及工艺参数 序号：38
电火花线切割试题 一、填空题 1、是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能、电化学能及特殊机械能等多种形式的能量实现的工艺方法来完成对零件的加工成型。 2、电火花线切割加工的基本原理是用移动的作电极，对工件进行，切割成形。 3、数控电火花线切割机床能加工各种高硬度﹑高强度﹑高韧度和高熔点的。 4、第一台实用的电火花加工装置的是1960年，的拉扎林科夫妇发明的。 5、电火花线切割加工中被切割的工件作为，电极丝作为。 6、根据走丝速度，电火花线切割机通常分为两大类：一类是另一类 是。 7、高速走丝线切割机主要由、、三大部分组成。 8、高速走丝电火花线切割机的导电器有两种：一种是的，电极丝与导电器的圆柱面接触导电，可以轴向移动和圆周转动以满足多次使用的要求；另一种是的薄片，电极丝与导电器的大面积接触导电，方形薄片的移动和圆形薄片的转动可满足多次使用的要求。 9、线切割加工中常用的电极丝有、、和。 10、线切割加工时，工件的装夹方式一般采用。 11、电火花线切割加工常用的夹具主要有和。 12、导电器的材料都采用硬质合金，即。 13、脉冲电源波形及三个重要参数、、。 14、电加工的工作液循环系统由循环导管、工作液箱和等组成。 15、张力调节器的作用就是也称恒张力机构。 16、数控电火花线切割机床的编程，主要采用ISO编程、、自动编程三种格式编写。 17、数控线切割机床U、V移动工作台，是具有加工功能的电火花线切割机床的一个组成部分。 18、电火花线切割3B编程格式中，B表示。 19、线切割3B格式编程中计数长度是在计数方向的基础上确定的, 是被加工的直线或圆弧在计数方向的坐标轴上投影的,单位为μm。 20、线切割3B格式编程中加工直线时有四种加工指令：。 21、线切割3B格式编程中加工顺圆弧时由四种加工指令: 。22、线切割3B格式编程中加工逆圆弧时也有四种加工指令：NR1,NR2, ,NR4 。 23、线切割的加工工艺主要是和机械参数的合理选择。 24、电火花线切割加工工艺指标、和表面粗糙度。 25、穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点，同时也是程序执行的起点，一般选在工件上的基准点处，穿丝孔常用直径一般为 mm。 26、电极丝定位调整的常用方法有自动找端面、和目测法。 27、电极丝垂直度找正的常见方法有和用校正器进行校正两种。 28、电火花线切割中自动找端面是靠检测电极丝与工件之间的信号来进行的。 29、电火花线切割3B编程格式中J表示。 30、电火花线切割3B编程格式中G表示。Z表示加工指令。 31、数控电火花成形加工机床主要由、工作液箱和数控电源柜等部分组成。 32、数控电火花成形加工机床主轴头作用。 33、数控电火花成形加工工作液循环过滤系统的工作方式有和喷入式两种。 34、数控电火花成形加工工作液循环过滤装置的过滤对象主要是和粉末状电蚀产物。 35、电火花成形加工的主要工艺指标有，，表面粗糙度和电极损耗等。 36、电火花成型加工中常用的电极材料有、、银钨合金、铜钨合金、钢等。 37、电火花成型加工中常用的电极结构可分为、和镶拼式电极等三种。 38、电极丝接脉冲电源的，工件接脉冲电源的。 39、电火花线切割机或往复走丝电火花线切割机，这类机床的电极作高速往复运动，一般走丝速度为m/s，用于加工中、低精度的模具和零件。 40、电火花线切割机或单向走丝电火花线切割机，一般走丝速度低于 m/s，用于加工高精度的模具和零件。 41、线切割加工中中钨丝和应用快速走丝线切割中，而应用慢速走丝线切割。 42、电加工的工作液起排屑、、等作用。 43、电加工参数包括峰值电流、、脉冲间隔等。 44、电火花加工机械参数包括走丝速度和等。 45、电火花线切割3B编程格式中Z表示。 46、一般精密、小电极用来加工，而大的电极用。 47、电火花线切割3B编程格式中，Y表示。 48、电火花线切割3B编程格式中，X表示。 49、快走丝数控线切割机床目前能达到的加工精度为 um，表面粗糙度Ra