数控电火花线切割加工的工艺分析及处理
- 格式:doc
- 大小:17.00 KB
- 文档页数:4
数控电火花线切割加工工艺与编程数控电火花线切割加工工艺与编程是一种创新的加工方法,它利用程序控制的电脑技术,将电火花线切割机器中的电气放电机构与移动控制机构的技术结合起来,精密地切割出各种复杂形状的金属材料或非金属材料,得到高精度的加工结果。
数控电火花线切割加工工艺的基本原理是利用放电加热将工件材料熔化或蒸发掉,并通过程序精确定位和控制电极与工件的距离,在放电中加以控制,使放电的控制和定位达到高精度的加工要求。
在数控电火花线切割加工工艺中,编程是非常关键的一环。
编程就是根据图样或三维模型建立数控切割程序的过程,其核心是刀具路径的优化和控制策略的确定。
编程需要遵循一定的规范,需要根据材料属性、机床性能、刀具特性等因素进行不同的处理。
数控电火花线切割加工工艺的编程过程中,需要首先进行几何建模,将模型导入电脑,然后进行CAD图形设计,确定刀具路径和控制策略,再建立CAM加工程序,得到数控切割的参数。
在编程中,需要考虑到材料的切割性能,加工过程中的热效应,断电保护、电极磨损等问题,使切割结果达到高质量和高效率。
在数控电火花线切割加工工艺的实施过程中,还需要注意一些技术要点。
首先是清洁工件表面,以确保电极与工件之间的间隙均匀;其次是对电极进行选择和安装,这需要结合切割材料的特性和要求;另外还需要标定工件坐标系,确保程序的准确性;最后是进行切割参数的优化,这需要进行多次试切,寻找最佳的加工参数。
数控电火花线切割加工工艺与编程具有很高的自动化程度,可以极大地提高加工效率和加工质量。
在精密工件制造、零部件加工、模具制作等领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步,数控电火花线切割加工工艺和编程将会不断创新和完善,为现代制造业发展起到更加重要的作用。
数控电火花线切割加工数控电火花线切割加工技术(简称EDM)是一种高精度加工技术。
从1970年代开始,欧美等国家就开始大规模应用EDM技术进行制造业的加工,尤其是钢模等工具的加工领域。
随着科学技术的迅速发展,EDM加工技术在国内的发展越来越迅猛。
本文将深入探讨EDM加工技术的基本原理、加工特点和应用领域。
一、EDM加工技术的原理EDM加工技术是一种利用电火花的放电原理进行加工的技术。
该技术是通过在工件表面上形成一个电火花放电区域,然后通过电极在工件上移动,从而以放电所破坏的任何材料为导向面进行放电加工。
其基本原理就是用铜电极和工件之间的电场来产生放电,以达到材料加工的效果。
二、EDM加工技术的特点1、高精度EDM加工技术具有非常高的加工精度。
最小加工精度可以达到几微米。
这种精度的实现主要得益于电极和工件之间的放电距离非常短,因此实现了高精度加工。
2、适用性广EDM加工技术是一种非接触式加工技术,不会产生机械性变形,还可以对材料进行无需透过的加工。
这种特点使得EDM加工技术被广泛应用于制造业的各个领域,如钢模、微孔加工、局部加热、特种材料加工等领域。
3、加工效率高EDM加工技术擅长处理小型工件,能够以高速度进行加工,并且适合加工硬度较高的材料。
其加工速度比传统加工方式快数倍。
同时,EDM加工技术还可以实现多种复杂形状的加工。
三、EDM加工技术的应用1、模具加工在模具的制造过程中,EDM加工技术几乎不可或缺。
在制造钢模等高精度模具时,人们越来越依赖EDM加工技术来提高高精度模具的生产效率和质量。
例如EDM加工技术可以用来制造汽车制动器,轮胎、零部件等。
2、微孔加工EDM加工技术在微细加工领域也具有潜力,可以用来加工出各类细小的孔洞和小圆形孔,例如墨盒的喷嘴孔、医疗器械的药孔等。
3、局部加热EDM在融合、碳化、钎焊和热处理等领域中,可充当局部加热剂,并被广泛地应用。
四、EDM加工技术发展趋势随着科学技术的不断发展,EDM加工技术还有很多的发展方向和潜力。
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。
图百」数控电火花线切割机床工作原理圏1-X作液 2亠泵 3-酸唏 4导向轮5—工杵6—丝简『一脉冲电游呂一电扱丝9—坐标工作台10-数控装置11 一步进跑动机二、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。
浅析数控电火花线切割加工工艺【摘要】本文将数控电火花线切割实践教学工作中形成的线切割加工工艺从主要参数的选择、零件加工工艺和常见问题及对策三个方面进行论述,以此来解决加工速度和表面粗糙度、电极损耗、断丝等之间的矛盾。
【关键词】电火花线切割;参数选择;加工工艺;问题和对策0 前言电火花加工,与激光加工、电解加工等均属于特种加工方法,它是在一定的介质中,通过工具电极和工件电极之间脉冲放电产生高温将金属蚀除的作用而加工工件的方法,又称“电脉冲加工”或“电蚀加工”。
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)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,是用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割,故称为电火花线切割,有时简称线切割。
它在对一些难切削的材料、非凡及复杂外形的零件的加工上较传统的切削加工方法具有明显的优势,因此被广泛应用于模具、工具、航空航天等制造加工领域。
当前国内外的线切割机已占电加工机床的60%以上。
我校教学过程中采用的设备是由泰州市方正数控机床厂生产的DK7740快走丝线切割机床,以钼丝作为工具电极,操作系统为立式电脑编程控制系统,最大切割厚度400mm,加工锥度±15°,最佳表面粗糙度值Ra≤2.5μm。
目前,我校数控电火花线切割教学的方式一种是课堂实验教学,多为2学时,介绍线切割机床的结构、原理、演示其加工过程;二是以机械创新实验群开设的选修课,其中数控线切割加工实验占8学时,在原课程实验的基础上,以体现学生创新能力、主动学习为宗旨进行该课程教学。
在实践教学过程中,经常会遇到如何选择合适的工艺参数问题,来解决加工速度和表面粗糙度、电极损耗、断丝等之间的矛盾,在解决这些问题的同时,我们对电火花线切割加工工艺进行了分析和研究。
1 数控电火花线切割主要参数的选择1.1 电加工参数的选择正确选择脉冲电源加工参数,可以提高加工工艺指标和加工的稳定性。
电火花线切割加工实验实验指导书引言:电火花线切割是一种常用于金属材料的切割加工方法,通过电火花放电产生的高温和高能量,将材料表面局部熔化、蒸发和燃烧,以达到切割的目的。
本实验旨在通过实践操作,加深学生对电火花线切割工艺的理解,提高操作技能,掌握正确的实验流程和安全注意事项。
一、实验原理1.1 电火花线切割的基本原理电火花线切割是将电能转化为热能,通过电火花放电产生的能量瞬间使材料表面局部熔化、蒸发和燃烧,通过材料的熔化和喷腾达到切割的目的。
电火花线切割工艺通常包括以下几个步骤:电极位置设定、电极的放电间隙调整、放电时间控制、驱动系统控制和冷却系统控制。
1.2 实验装置和设备本实验使用的电火花线切割实验装置包括:电火花机、电极装置、工作台、冷却系统和控制系统。
具体实验步骤如下:二、实验步骤2.1 实验前的准备1) 确保实验室设备和操作区域的安全:a) 检查电火花机和相关设备的工作状态和使用条件,确保符合安全标准;b) 清理操作区域,确保没有杂物和易燃物;c) 穿戴必要的个人防护装备,如防护眼镜、耳塞和防护手套。
2) 准备实验所需材料:a) 要切割的金属材料(如铝合金、钢板等);b) 适合实验需求的电极。
2.2 实验的具体步骤1) 将待切割材料固定在工作台上,调整工作台使材料平整且紧固。
2) 调整电极位置和放电间隙:a) 选择适当的电极形状和尺寸;b) 将电极装置固定在切割装置上;c) 调整电极与待切割材料的距离,一般为5-10mm。
3) 连接冷却系统:a) 确保冷却系统正常工作;b) 将冷却系统的水管连接到设备上。
4) 打开电火花机和控制系统,并设置合适的放电参数。
5) 进行切割实验:a) 选择合适的放电时间,根据材料的厚度和切割要求进行调整;b) 操作人员需要站在安全位置上,保持距离和正确的姿势;c) 按下启动按钮,开始实验;d) 实验过程中需要注意观察切割的情况,根据需要进行调整。
6) 实验结束后,关闭电火花机和控制系统,断开电源。
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余外材料,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操纵工作台相关于电极丝的运行轨迹决定的,因此不需制造专用的电极,就能够就能够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专门强的脉冲电场,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,在机床数控系统的操纵下,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.直截了当利用线状的电极丝作为电极,可节约电极设计、制造费用、缩短了生产预备周期。
2.能够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.采纳线切割加工冲模时,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)按操纵方式可分为靠仿照型操纵、光电跟踪操纵、数字程序操纵及微机操纵等;(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操纵电源等;(3)按加工特点可分为大、中、小型以及一般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,一样是作为工件专门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,应合理操纵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预备加工。
线切割电火花加工中常发生的问题及解决方法电火花线切割加工技术是在电火花加工基础上发展起来的,靠电极丝与工件间的火花放电对工件进行切割。
线切割机床是以一根沿本身轴线移动的细金属丝作为工作电极,沿着给定的轨迹加工出相应几何图像的工件。
快走丝线切割机床的走丝速度一般为8-10m/s,可双向往返循环地运行,加工效率高。
低走丝线切割机床的走丝速度一般低于0.2m/s,电极丝作单向运动,且电极丝放放电后不再使用,加工精度高。
中走丝是速度介于两者之间,加工是对工件作多次反复的切割,开头几刀用较快丝速、较强高频电流来切割,最后一刀则用较慢丝速、较弱高频电流修光。
这样可实现高和高生产率的有效结合。
电火花线切割加工中也会经常发生一些问题,常见的问题及解决方法下面我们来探讨一下:1、发生断丝在加工过程中出现的断丝现象,既降低产品又影响生产效率。
造成断丝的因素很多,具体有:1)电极丝差或损耗造成断丝。
为了避免断丝,也为了保证加工,应选择好的电极丝,并及时更换电极丝。
2)装丝差引起断丝现象。
装丝时出现隔断导电块、丝不在导轮中、换向时撞块调节不及时等现象,均会导致断丝。
应正确安装。
3)参数不合理引起断丝。
一般情况下,加工电流、脉冲宽度、变频跟踪调节不当都是断丝的重要原因。
应兼顾加工速度、表面粗糙度及稳定性,正确选择脉冲电源加工参数,防止或减少断丝故障。
2、出现短路短路就是电极丝与工件接触面不放电切削的现象。
排屑不良是引起短路的主要原因之一。
导轮和导电块上的电蚀物堆积严重,不能及时清理;工作液浓度太高;加工参数选择不当都可能导致排屑不畅。
另外,切割时产生大量不导电物质也可引起短路导致无法继续加工。
因此,制定加工工艺时,需设置合理的放电间隙、运丝速度、进给速度、切削液流量等参数。
若加工时出现短路现象,可使用设备短路回退的功能,将电极丝脱离短路状态,停车及时清洗出工件中的电蚀物。
3、工件质量差线切割制件的好坏直接关系到后续使用情况。
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. 冲模间隙和过渡圆角半径的确定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。
<br/>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、圆圆相交处,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,随着冲制件的增厚,过渡圆亦可相应增大。
一般可在0.1—0.5㎜范围内选用。
线切割加工实验报告篇一:电火花、线切割实验报告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、紧丝操作具体步骤如下:①将购回的丝盘上的电极丝绕在储丝筒上;②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;③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;④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;⑤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。
声明:本文档由山东电建(sddianjian)上传到豆丁网(),若有侵害您的权益,请发站内消息。
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主要内容:一、线切割加工的主要工艺指标1.切割速度υ2.切割精度3.表面粗糙度4.线电极的磨损量二、影响工艺指标的主要因素及其选择1.加工参数对工艺指标的影响和选择(1)峰值电流is(2)脉冲宽度Ton(3)脉冲间隔Toff(4)走丝速度(5)进给速度快速走丝线切割加工参数的选择见表5-2。
电火花线切割加工工艺优缺点的研究与分析1.摘要本文对电火花线切割加工工艺的优缺点进行了研究、总结与分析,并对未来发展趋势进行了总结。
2.概述电火花加工工艺,主要是利用具有特定几何形状的放电电极(EDM 电极)在金属(导电)部件上利用火靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉形成电极的形状的加工工艺,并广泛应用于冲裁模和铸模的生产,特别是在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、小孔、深度切削上有重要的应用。
线切割加工是电火花加工的重要分支,它是一种以线状电极、利用火花放电腐蚀原理对工件进行切割加工的加工工艺。
它不仅具有电火花类加工工艺的通有的加工特点,也有它独有的技术特色与缺点。
研究电火花线切割加工的优缺点对于提高其加工性能、扩展其适用范围有重要的意义。
因此,我列举并分析了线切割加工的优点与不足,并对不同的机型、发展趋势进行了研究。
3.内容一、电火花加工工艺通有的加工特点①电火花属于不接触加工。
工具电极和工件之间并不直接接触,而是有一个火花放电间隙(0.1-0.01mm),间隙充满了工作液。
②在加工过程中没有宏观的切削力。
在火花放电时,局部、瞬时爆炸力平均值很小,因此工件的变形和位移很小。
③可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。
由于加工中材料的去除是靠火花放电时的腐蚀作用实现的,材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性,如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等,而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。
这样可以突破传统切削加工对刀具的限制,可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。
目前电极材料多采用紫铜或石墨,因此工具电极较容易加工。
④可以加工特殊要求的零件。
由于工具电极于工件在加工过程中没有接触,没有宏观切削力,因此适宜加工低刚度工件或精密加工。
二、电火花线切割独有的特色①需要制造形状复杂的工具电极,就能加工出以直线为母线的任何二维曲面。
数控电火花线切割加工工艺与编程数控电火花线切割加工工艺与编程是一种现代先进的加工方式,它能够实现对工件高精度、高效率的加工,成为了如今工业加工领域的主流工艺之一。
在本文中,我们将详细介绍数控电火花线切割的加工工艺与编程。
一、数控电火花线切割加工工艺数控电火花线切割加工,又称为电脉冲线切割加工,它是用由高频电脉冲控制的电极在工件表面切割出所需形状的一种加工方式。
以下是数控电火花线切割加工的主要步骤:1、CAD绘图首先,必须进行CAD绘图,用手工绘制的图形或者扫描图像都需要导入CAD软件中,再进行CAD的操作,制作技术图纸,包括切割点、切割路径、加工次序、切割参数等,这些操作都是为了实现工件的精度和精密度。
2、CAM处理在CAD绘图完成后,需要进行CAM处理,即将CAD格式转化为CAM格式。
CAM软件是数控电火花线切割加工的重要工具,它能够将CAD中的图像或物体转化为数控程序。
CAM软件的主要功能是三维模拟、筛选出适合切割的刀具以及设计加工程序,并能够对加工过程进行数字化控制。
3、设定电极在进行数控电火花线切割加工前,需要先安装电极,这要求电极必须具备一定的特殊性能,例如强耐用性、切削能力等特点。
电极直接影响到最终加工效果和使用寿命。
4、机器高速定位加工接下来,进行加工过程,它需要机器、电极和工件同时协同工作,对工件进行精密切割。
由于数控电火花线切割加工是一种非传统机加工方法,其速度和加工精度都更高。
当机器接收到CAM软件发送的数控程序后,机器将根据程序指令,通过高速运转进行高精度的切割。
5、去毛刺和质检加工完成后,还需进行去毛刺、抛光和质检等有关工序,这些工序确保了工件的表面质量和精度。
二、数控电火花线切割加工编程1、G代码G代码是数控编程的重要组成部分,它描述了数控机床的机动和位置变化。
G代码是一种被物理数值所替代的命令,通过G代码可以实现数控加工机床逐点移动的控制。
例如,G02和G03表示向左转和向右转,其数值定义了一个方向向量,以实现机床对加工件进行切割。
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
电火花线切割加工是实现工件尺寸加工的一种技术。
在一定的设备条件下,合理制定加工工艺路线是保证工件加工质量的重要环节之一。
数控电火花线切割加工,一般作为工件加工的最后一道工序,要使工件达到图样要求的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等应合理控制线切割加工的各种工艺参数,同时安排好零件的工艺路线及加工前的准备工作。
(1)零件图的工艺分析
分析图样是对保证工件加工质量和工件的综合技术指标有决定性意义的第一步。
对工件图纸进行分析主要包括分析零件的凸角和尖角是否符合线切割加工的工艺条件,零件的加工精度、表面粗糙度是否在线切割加工所能达到的经济精度范围内。
(a)凸角和尖角的确定
线切割加工时,假设线电极直径为d,放电间隙为δ,线电极中心的运动轨迹与加工面相距l,即:l=d/2+δ,因此,在加工凸模类零件时,线电极中心轨迹应放大,以补偿放电间隙和电极丝半径。
而加工凹模零件时,线电极中心轨迹应缩小,进行间隙补偿,以保证加工尺寸要求。
实际切割时,零件凹角处不能获得“清角”,而是圆角。
因此,对于一些复杂的精密冲裁模,在凸、凹模设计图样上应注明拐角处的过渡圆角半径R,同一副模具的凸、凹模中,R要符合下列条件,即凹模圆角半径R1≥l=d/2+δ,尖角圆角半径R2=R1-△(△为凸、凹模配合间隙)。
(b)表面粗糙度及加工精度分析
电火花线切割加工表面和机加工表面的形成方式是不一样的,其主要区别在于:线切割加工表面是由无数个无方向性的小坑和硬凸边所组成,特别适合于保存润滑油;而机加工表面则存在着具有方向性的的刀痕。
因此,在相同的表面粗糙度值情况下,线切割加工表面的润滑性能和耐磨性能均比机械加工的好。
合理的确定线切割表面粗糙度的值是很重要的。
因为表面粗糙度的值的大小对线切割速度的影响很大,表面粗糙度的值降低一个档次,将会使线切割速度大幅度下降。
此外,线切割所能达到的表面粗糙度值是有限的,一般情况下,线切割加工的表面粗糙度为2.5~0.63μm,若要求优于0.32μm则是比较困难的。
因此,若不是特殊需要,零件图上标注的表面粗糙度值尽可能不要太小,否则会对生产率产生很大的影响。
同样,零件的加工精度与数控机床的加工精度所能达到的范围有关。
一般情况下,快速走丝的可控精度可达到0.01~0.02mm左右,而低速走丝可达到0.005~0.01mm左右。
因此在加工时应根据加工精度要求确定合理的线切割加工的有关工艺参数(如:电参数、切割速度、走丝速度、工作液等)。
(2)线电极的材料与直径的选择
目前,电极丝材料有很多种类型,主要有纯铜丝、黄铜丝、专用黄铜丝、钼丝、钨丝、各种合金丝及镀层金属线等。
一般情况下,快速走丝机床常用钼丝做线电极,慢速走丝机床则用各种铜丝、铁丝、专用合金丝以及镀层的电极丝。
电极丝的直径应根据工件的切缝宽窄、工件厚度及拐角圆弧尺寸大小等方面选择。
一般情况下,对于拐角圆弧半径较小的零件要求电极丝直径d≤2(R-δ)(δ为放电间隙)。
对于精度要求高的零件,可采用微细线切割加工,即选择直径细的电极丝。
若线径太细,还应考虑到加工工件的影响。
(3)穿丝孔的确定
穿丝孔的直径大小要适宜,一般不宜太小,若太小不仅会使钻孔难度增加,而且不便于穿丝。
而若穿丝孔的直径太大,则会增加钳工的工作难度。
一般情况下,穿丝孔的直径取值为3~
10mm。
穿丝孔既是零件与电极丝间相对运动的起点,又是线切割程序执行的起点,所以,它一般选则在零件的基准点处。
对于凸模类零件,穿丝孔通常选在坯件内部外形附近;而对于凹模类零件,一般选在待切割型腔(孔)内部。
(4)切割路线的确定
在线切割工艺中,切割起始点和切割路线的确定是否合理,将影响工件变形的大小,从而影响加工精度。
一般情况下,最好将工件与夹持部分分割的线段安排在切割路线的末端。
对于精度要求高的零件,最好将切割起点取在坯件预制的穿丝孔中,以使工件的变形最小。
另外,在切割孔类零件时,为减小变形,还可以采取二次切割法,即第一次粗加工切割型孔,各边留余量0.1~
0.5mm,以补偿切割后由于内应力分布而产生的变形;第二次切割为精加工切割型孔,以减少变形,提高加工精度。
对于一些形状复杂、壁厚、截面变化大的零件,宜采用多次切割法。
(5)交接处突尖的去除方法
由于线电极的直径和放电间隙的关系,在工件表面交接处会出现一个高出加工表面的高线条,通常称之为突尖。
突尖的大小主要取决于电极丝的直径和放电间隙,在快走丝的加工中,用细的电极丝加工,突尖一般很小,而在慢走丝加工中就比较大,需将其去除。
去除方法有利用拐角法、切缝中插金属板及多次切割等方法。
(6)程序编制与校验
运用3B程序格式对零件进行程序编制,编好程序后,在投入生产前要对所写的数控程序进行仔细地检查与校对,以验证其正确性与可行性,然后再进行正式投产。
参考文献
[1] 田萍.数控机床加工工艺及设备[M].北京:电子工业出版社,2005.
[2] 华茂发.数控机床加工工艺[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3] /2007/09/10094933233.shtml.。