电火花线切割加工原理

四、实习过程本次实习着重在于电火花线切割加工，因此，我们可以看看电火花线切割加工的一些原理、特点、分类应用、以及有关的一些机床。

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-工作液箱图2 电火花线切割加工原理图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。

线切割的工作原理
线切割是一种利用高压电火花在导电材料上进行切割的加工方法，也被称为电火花加工。

线切割主要用于切割金属材料，特别是很难用传统机械切割方法进行加工的材料，如硬质合金、高硬度钢等。

线切割的工作原理如下：首先，在切割工件上加工一层绝缘层，通常使用铜线作为切割线。

随后，将切割线（电极丝）穿过工件并与电源连接。

切割线与工件之间的距离被称为放电间隙。

然后，通过高频信号传送至切割线，形成高压电火花。

当高压电火花通过放电间隙时，会产生非常高的能量密度，造成放电区域的局部加热和熔化。

同时，放电区域的电火花会引起热膨胀和爆炸效应，将熔化的材料喷出。

这个过程被称为电火花放电冲刷。

电火花放电冲刷不断重复进行，由于切割线不断向下移动，最终形成一个完整的切割路径。

相邻的放电区域重叠一部分，形成了切割线的轮廓。

工作台通过控制系统的精确控制，可实现复杂形状的切割。

切割时，可通过调整放电间隙、放电脉冲、工作速度等参数来控制切割质量。

线切割不会对工件产生机械应力和变形，可以获得高精度的切割表面。

由于电火花的高温和高能量密度，线切割还可用于进行腐蚀和净化处理，提高工件表面质量。

总结来说，线切割利用高压电火花在导电材料上进行切割。

通
过调控放电间隙和放电参数，可实现高精度的切割，并可用于表面处理。

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。

电火花线切割加工的原理电火花线切割加工是一种特殊的加工方法，常用于金属材料的切割、模具加工等领域。

其原理是利用电火花放电的高能量，将金属材料上的一小点加热到熔化或汽化的温度，从而实现对材料的切割。

下面将详细介绍电火花线切割加工的原理。

第一，电火花放电原理电火花线切割加工的基础是电火花放电原理。

电火花是在两个电极之间产生高电压放电泄放的现象。

在电火花线切割中，电极是一根线状电极，被称为丝线。

当丝线和工件之间形成一定的电荷差时，电流会通过工件而不是丝线。

这是因为工件是电导体而丝线是绝缘体。

当电流通过工件时，由于局部放电产生的电弧在微观层面掏蚀金属，形成小孔或小坑。

在这个过程中，电弧的温度非常高，可以达到几千摄氏度。

当放电一段时间后，电极的形状将被改变，与工件相隔较近的位置形成突起。

因此，电火花线切割是一种非接触式加工，不会产生切割力或机械剪切。

第二，切割过程在电火花线切割过程中，需要使用一台特殊的设备，称为电火花线切割机。

这台机器包括一个电源、一个丝线电极、一个工作台和一个冷却系统。

首先，需要将待加工的工件固定在工作台上。

然后，在丝线电极上施加高电压的脉冲，使其与工件之间产生电荷差。

当电流通过工件时，局部放电产生的电弧便开始加热工件的表面。

随着放电过程的进行，电弧将形成一个直径很小的孔洞。

此时，需要控制丝线电极和工件之间的间隙，并进行电弧移动。

因为电弧是非接触式的，只需保证电极与工件之间的电荷差，就能在整个切割过程中保持稳定的切割能量。

而电弧的移动路径由机器控制，可以按照预定的路径进行。

为了确保切割过程的良好进行，还需要保持适当的冷却。

电火花线切割机可以通过喷水或其他冷却方式来保持丝线电极和工件的温度在一定范围内。

这是因为电火花放电的高温容易引起电极和工件的烧损，而适当的冷却可以有效降低温度并延长电极使用寿命。

第三，加工特点电火花线切割加工具有以下几个特点：1. 加工速度快：电火花线切割加工不受材料硬度的限制，可以切割硬度很高的金属。

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。

3 电火花线切割加工电火花线切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Machining, Wire Cut EDM, 简称WEDM）是在电火花加工基础上于20世纪50年代末发展起来的一种新工艺，是用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割，有时简称线切割。

它已获得广泛的应用，目前国内外的线切割机床已占电加工机床的60%以上[1,2,3]。

3.1 电火花线切割加工原理、特点、分类及应用一、线切割加工的原理电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）作电极对工件进行脉冲火花放电、切割成形。

如图3-1为高速走丝电火花线切割原理示意图。

利用细钼丝或铜丝6作工具电极进行切割，贮丝筒9使钼丝做正反向交替移动，加工能源由脉冲电源4供给。

在电极丝和工件3之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向按预定的控制程序，根据火花间隙放电状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成型。

图3-1 电火花线切割加工原理示意图1—坐标工作台2—夹具3—工件4—脉冲电源5—导轮6电极丝7—丝架8—工作液箱9—贮丝筒二、线切割加工的主要特点分析电火花线切割加工与电火花成型加工，其加工机理、生产效率、表面粗糙度等工艺规律基本相同。

但与电火花线成型加工相比，电火花线切割加工具有以下特点：1. 不需要制造复杂的成型电极，大大降低了成型工具的设计和制造费用，缩短了生产准备时间，加工周期短，成本低；2. 由于采用移动的长电极丝进行加工，单位长度电极丝的损耗较少，从而电极损耗对加工精度影响较小；3. 采用水或水基工作液，不会引燃起火，容易实现安全无人运转；4. 由于电极丝与工件之间始终有相对运动，线切割加工中一般没有稳定电弧放电状态；5. 由于电极丝比较细，能够方便快捷地加工异型孔、窄槽、薄壁等复杂形状零件，还可以进行套料加工，节省工件材料；6. 一般采用精规准一次成形加工，加工过程中一般不需要加工规准转换；7. 自动化程度高，操作方便，劳动强度低；三、电火花线切割的分类[4,5]电火花线切割机床按控制方式分有：靠模仿形控制、光电跟踪控制、数字程序控制和微机控制等，其中前两种方法现已很少采用。

线切割的工作原理
线切割是一种利用电火花放电进行切割加工的方法。

它利用电解液和一根金属丝作为切割线，通过高频脉冲电流在工件与切割丝之间产生放电击穿，使工件上的材料被切割掉。

整个工作过程可以通过下面几个步骤来解释：
1. 系统设置：首先，需要将切割丝紧绷在两个装有导轨的装置上。

这些导轨可使切割丝能够水平移动。

然后，将工件固定在工作台上。

接下来，将工作台与切割机连接起来，并将电解液倒入工作台中。

2. 初期放电：开始时，通过电源将高频脉冲电流传送到切割丝上。

当电流通过切割丝时，由于切割丝与工件之间的距离非常小，电解液中的离子会导致局部放电。

这些放电击穿会在切割面上产生微小的洞。

3. 放电穿孔：随着放电的进行，放电击穿会扩大，并使切割点的温度上升到很高的值。

高温能够使工件的材料熔化和蒸发，从而形成穿孔。

此时，切割丝会通过穿孔处进入工件内部，并持续不断地进行切割。

4. 推拉切割：在穿孔完成后，切割丝会根据预先设定的程序控制自动向前或向后运动。

这样，切割丝就能够依次切割工件上的不同轮廓。

同时，通过工作台的自动升降，使切割面始终保持在适当的高度。

5. 放电消除：在进行一段时间的切割后，切割丝表面会覆盖一
层电火花痕迹，并导致切割速度下降。

为了解决这个问题，可通过改变切割丝和工件间的距离，使新鲜的电解液进入并清洁切割区域，以增加放电击穿的效果，并恢复切割速度。

总之，线切割通过利用电火花放电切割工件，具有高精度、高效率和能够切割复杂形状的优点。

在实际应用中，需要根据不同的工件材料和形状来选择合适的切割参数，以获得最佳的切割效果。

线切割加工原理
线切割加工原理是一种利用电火花放电原理进行金属加工的方法。

它利用一根细丝作为切割工具，通过高频电压的作用下，在工件表面产生一系列离散的电火花放电，使工件材料发生熔化和蒸发，从而实现对工件材料的切割。

具体的加工过程如下：首先，将待加工的工件与电解液(通常
为蜜蜡)浸泡在一起。

然后，在工件与电解液之间建立正负两极，并通过高频电源将电压施加在两极之间。

电势差引导电解液中的离子移动，形成电火花通道。

在火花通道中，电极上的正电荷与离子相撞击并生成局部高温和高压。

这种高温和高压引起工件表面材料的蒸发和气化，同时引发剧烈的能量释放。

接下来，细丝作为切割工具沿着工件需要切割的轨迹运动，进一步加剧放电过程。

电火花在工件表面不断重复放电，将工件上的材料逐渐烧蚀，直到切割完成。

同时，通过加入冷却液冷却切割区域，可以有效保护细丝不受过热损坏，并保持切割过程的稳定性。

线切割加工具备一定的优点。

首先，由于线切割加工过程中采用的是非接触式加工方式，工件的热变形和应力集中现象大为减少。

其次，与传统机械切割相比，线切割加工可以实现对较硬材料的加工。

此外，线切割加工所需的机床刚度较低，加工精度高。

然而，由于线切割加工速度较低，生产效率一般较低。

总结来说，线切割加工原理通过电火花的放电作用实现工件材
料的切割，具有一定的优点和应用价值。

在适合的应用场景下，线切割加工可以为制造业带来更高的效率和精度。

电火花线割加工原理电火花线割加工原理是利用电火花放电加热和腐蚀金属来进行加工的一种非接触式的精密切割工艺。

它是一种热加工方式，通过高频脉冲放电，在切割片与加工件之间形成电火花放电通道，通过电能的转化和临界温度的达到，使得材料瞬间溶解和腐蚀。

电火花线割加工适用于各种导电材料的切割，如钢、铜、铝、钛等。

电火花线割加工的工作原理可以通过以下几个步骤来说明：1. 放电通道形成：电火花线割加工是通过电火花放电来进行的，首先在切割片和加工件的接触点处形成一定的电流通道。

当两者接触点间的电阻达到一定数值时，就会形成电流通过的通道。

2. 电流通道通电：在放电通道形成后，通过施加高频脉冲电压，使得通道内的电流开始流动。

这个电流的大小决定了电火花线割加工的能量和效果。

3. 放电过程：电流开始流动后，由于切割片与加工件之间存在电阻，电流通道中会产生较大的电阻热。

当电流通过通道时，由于电阻热的作用，通道内的温度会急剧升高。

4. 电火花放电：当通道内的温度升高到一定程度，达到金属的融点时，通道内的金属就会瞬间融化形成电火花。

电火花产生时，电子以高速运动，在瞬间的热冲击力下，切割片和加工件之间的材料就会瞬间腐蚀和融化，形成切割的效果。

5. 放电通道的移动：在放电通道产生电火花后，由于切割片和加工件之间的相对运动，放电通道会随着加工物件的表面轮廓进行移动。

这样就会在加工区域形成一条连续的放电轨迹，实现材料的切割。

电火花线割加工有以下几个特点：1. 非接触式加工：电火花线割加工不直接接触加工物料，避免了切割片的磨损和断裂。

同时也避免了传统机械切割加工中产生的振动和噪音。

2. 高精度加工：电火花线割加工可以实现极高的加工精度。

由于电火花的尺寸非常小，可以达到亚毫米甚至更小的加工尺寸。

同时，加工过程中的热影响区也很小，不会引起材料变形。

3. 复杂形状加工：由于电火花线割加工是通过加热和腐蚀金属来实现切割的，因此可以加工各种复杂形状的零件。