电火花线切割介绍.讲解学习

电火花线切割机床技术原理电火花线切割机床是一种利用放电原理进行切割的加工设备，它是一种高效的加工方式，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。

电火花线切割机床是由电源、控制系统、工作台、导电丝、加工介质等部分组成。

工作原理是利用高频电压在导电丝和工件之间形成电火花，使工件局部放电熔化，从而实现切割加工。

其主要特点是：加工精度高、加工效率高、适用范围广。

下面详细介绍电火花线切割机床的技术原理。

1. 放电原理电火花线切割机床利用的是电火花放电原理，即通过直流电源把电流通过导电丝和工件之间的间隙形成电弧电弧。

当电源提供的电压超过放电间隙的击穿电压时，就会形成电弧放电。

此时，电弧的高温高压可以熔化工件表面，从而实现切割加工。

电弧的温度可以达到3000℃以上，因此可实现高精度切割。

2. 工作原理电火花线切割机床的工作流程主要包括：CAD设计文件导入、制作加工程序、机器布置、工件上夹、加工前预处理、开启机器开始加工等步骤。

CAD设计文件导入后，CAD文件将被转换成电火花线切割机床可以读取的加工程序。

在制作加工程序时，需要将跑道路径信息转化为机器能够理解的信号，并优化路径和速度，以最大程度提高加工效率。

机器布置时，需要将导电丝垂直贴附在工件上，并固定。

加工前需要进行一系列的预处理，如工件布置、夹具安装、工件上涂覆加工介质等。

调整好机器设置后，将加工程序输入机器，开启机器开始加工。

在加工过程中，机器将自动控制导电丝的位置和速度，通过控制电火花放电，熔化工件表面，最终实现切割加工。

加工过程中需要注意导电丝的良好接触状态和加工介质的使用，以保证加工效果和机器寿命。

3. 精度控制电火花线切割机床的加工精度受到多种因素的影响，如电源质量、导电丝强度、加工介质选择和工作条件等。

因此，在实际生产操作中需要注意以下几个方面：(1) 选择高品质的电源，以保证电火花放电的稳定性和精度；(2) 选择高强度的导电丝，以保证导电丝不会断裂或弯曲，从而影响加工精度；(3) 选择合适的加工介质，以保证加工过程中形成的电弧能有效熔化工件，并减小切割面粗糙度；(4) 严格控制加工条件，如电主轴速度、步进电机速度、放电电流强度等，以保证加工精度和效率。

线切割电火花原理电火花线切割是一种常见的金属加工方法，它通过在工件与电极之间产生电火花进行切割。

这种切割方法适用于不能用传统切割方法进行切割的材料，例如硬质合金、高硬度的钢材等。

下面将详细介绍电火花线切割的原理和工作过程。

电火花线切割的原理基于电火花放电的作用。

当电压升高到一定程度时，电场强度达到放电强度，电极与工件之间的间隙就会发生电击穿，并形成电火花。

电火花在局部区域产生高温和高压，使金属材料瞬间融化和气化。

随后，放电区域周围的液体冷却剂迅速冷却并清除熔融的金属颗粒，形成切割孔。

通过连续放电和冷却，可以使电火花沿着预定的切割轨迹进行切割。

电火花线切割的工作过程通常由以下几个步骤组成：1. 工件准备：首先需要将待切割的工件固定在工作台上，并确保工件的表面平整。

这样能够使电火花发生器产生的电火花能够准确地击穿工件。

2. 设置参数：根据切割工件的材料和厚度等特性，需要设置适当的切割参数，例如放电电压、放电脉冲宽度、放电次数等。

这些参数的选择直接影响到切割的速度和效果。

3. 切割路径规划：根据切割需求，利用计算机辅助设计软件进行路径规划和切割轨迹的生成。

这个过程可以通过CAD绘图软件完成，将需要切割的形状进行数字化。

4. 开始切割：在所有准备工作完成后，开始进行实际的切割操作。

首先，通过控制系统控制电极移动到切割起点，并将放电电极和工件之间的间隙调整到适当距离。

然后，启动放电发生器，产生高频高压脉冲，使电火花在工件上发生。

5. 切割过程控制：在切割过程中，需要不断调整电极的位置和间隙，以保证电火花能够沿着预定的路径进行切割。

通常，可以利用伺服控制系统来保持电极的精确运动和切割深度的控制。

6. 切割结束：当切割任务完成后，关闭放电发生器并停止电极的运动。

这时可以将切割下来的工件取下进行后续处理。

总结起来，电火花线切割的原理是通过产生电火花，在金属工件上产生高温和高压，融化和气化金属材料，并通过冷却剂快速冷却和清除熔融的金属颗粒。

电火花线切割的原理及应用1. 原理电火花线切割是一种通过放电形成的强烈热量来切割金属的加工方法。

其基本原理是利用电火花的高温高压作用在工件表面放电，以放电火花的强烈热量瞬间使金属表面部分汽化成金属蒸汽，再利用高速喷射的压缩空气将熔融金属吹去，从而实现切割的目的。

电火花线切割的基本原理包括以下几个关键步骤：1.放电发生：通过电极之间施加高压电源，形成放电通道。

通常使用的电极材料是铜或铜合金。

2.电火花放电：高压下，形成电极间的放电通道会使放电区间的空气瞬间电离，并产生大量的高温高压等离子体。

该等离子体中的温度可达数万度以上。

3.金属表面气化：放电通道中的等离子体会使金属表面部分汽化成金属蒸汽，并产生高温高压的冲击波。

4.金属蒸汽喷射：利用高速喷射的压缩空气将熔融金属吹去，形成切割槽。

5.重复放电：通过馈线系统，不断地重复以上步骤，沿着所需切割轨迹运行，实现连续切割。

2. 应用电火花线切割技术具有精度高、效率高、适用于复杂工件切割等优点，在许多行业中得到广泛应用。

2.1 工业制造电火花线切割在工业制造中主要用于以下方面：•模具制造：电火花线切割技术可以用于制造各种金属模具，如注塑模具、压铸模具、模锻模具等。

它能够精确地切割不同形状的工件，并且不会对工件造成热变形。

•复杂零件加工：电火花线切割技术可以用于加工各种形状复杂的零件，比如汽车零件、飞机零件等。

通过电火花线切割，可以精确地切割各种形状的孔、形状和轮廓。

2.2 航空航天电火花线切割在航空航天领域有着广泛的应用：•涡轮发动机制造：电火花线切割技术可以用于制造涡轮发动机的叶片和导向叶片等零件。

利用该技术可以切割出各种形状的叶片，保证叶片的精度和表面质量。

•航空航天零件修复：电火花线切割技术可用于航空航天器零件的修复。

对于受损的金属零件，可以通过电火花线切割去除损坏部分，然后再进行修复焊接。

2.3 汽车制造电火花线切割在汽车制造中的应用主要包括以下方面：•模具制造：电火花线切割技术可以用于汽车模具的制造，如汽车车身件模具、车灯模具等。

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。

线切割基础培训线切割基础培训一、电火花线切割加工放电基本原理电火花切割加工时，在电极丝和工件之间进行脉冲放电。

如图所示，电极丝接脉冲电源负极，工件接脉冲电源正极。

当来一个脉冲时，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℃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，这些汽化后的工作液和金属蒸汽瞬间迅速膨胀，并具有爆炸的特性。

这种膨胀和局部的微爆炸，抛出熔化和汽化了的金属而实现对工件的材料进行切割加工。

通常认为电极丝与工件之间的放电间隙б电在0.01左右，若脉冲的电压高，放电间隙会大一些。

线切割编程时，一般取0.01mm，根据我们生产线上的加工情况来看，我们公司编程放电系数全部取0.03mm。

图解二、超硬材料加工原理1、超硬材料的成分不是均匀不变的，其中包括可熔金属和不可熔硬质颗粒混合体，这些成分经过沉积和扩散形成整体。

2、金刚石复合片表层中的分子分布不是均匀的，大分子占得比例大，其耐磨性较差，在出成品复合片时要去掉表层，表层边还需倒角。

3、在加工金刚石复合片时有两个加工效应：1）镂空效应切端面时的镂空效应表现比较明显（粒粒掉），其小分子周围可熔金属熔化，小分子镂空掉落。

2）、碳化效应遇大分子镂空起不到作用，这时表现为碳化（一层层碳化）；在遇大分子时，导致短路，有明显回退现象，极易断丝。

三、线切割编程为大家能掌握线切割编程这项技术知识，在下面教大家一些关于编程方面的知识，只要认真的学习，努力的实践，不断的练习，在此过程中必有收获。

对于掌握编程只是对火花线切割的入门，要掌握这门技术还要通过在工作中不断的摸索，积累加工经验。

希望在以后的工作中和同事们一起探索学习。

程序编制：手工编程数学知识3B代码程序的编制要用到一部分几何知识，下面简单的介绍一下（1）直角坐标系 YⅡ象限Ⅰ象限直角坐标系由X、Y两轴组成，分为四个象限。

O XⅢ象限Ⅳ象限0°—小于90°为第一象限90°—小于180°为第二象限180°—小于270°为第三象限270°—小于360°为第四象限（2）数学中关于角度正负的规定数学中角度以逆时针方向为正方向，称为正角，以顺时针方向为负方向，称之为负角。

简述线切割,电火花加工原理
线切割是一种以导电材料为工件的电火花加工方法之一。

它利用电火花放电的原理，在工件与电极之间应用电压，使电流经过工件形成高能量的电弧，通过电弧的热和化学反应，将工件进行切割或切割成所需的形状。

电火花加工原理是利用非常细小的放电电流，在工件与电极之间产生火花放电。

当电极靠近工件时，电极和工件之间会产生高压电场，导致放电通路形成。

电流通过工件和电极之间的放电通路时会产生非常高的温度和能量，导致电极和工件材料部分蒸发、熔化或被腐蚀。

线切割的原理如下：首先，使用导电性的铜丝作为电极，通过电极与工件之间的电场形成高能量放电通路；然后，控制电压和间隙大小，使放电通路稳定和可靠；接着，在电极与工件之间产生高频放电，通过电流的高温和能量，使工件表面材料蒸发、熔化或被腐蚀；最后，通过移动电极与工件之间的相对位置，实现对工件的切割或切割成所需的形状。

线切割具有高精度、高效率和广泛适用性的优点，适用于各种导电材料的切割，特别适用于需要高度精密度和复杂形状的工件。

线切割广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、电子器件等领域。

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。

电火花线切割教案教案：电火花线切割技术一、教学目标：1.了解电火花线切割的基本原理和发展历程；2.掌握电火花线切割的操作步骤；3.了解电火花线切割的应用领域和优缺点。

二、教学内容：1.电火花线切割的基本原理；2.电火花线切割的设备和工具；3.电火花线切割的操作步骤；4.电火花线切割的应用领域；5.电火花线切割的优缺点。

三、教学过程：1.引入（10分钟）通过实例引入电火花线切割的应用领域和重要性。

2.理论讲解（30分钟）（1）电火花线切割的基本原理：讲解电火花线切割原理，包括电极间的火花放电和高能量的脉冲电流作用于工件上，使工件材料局部熔化并脱落。

（2）电火花线切割的设备和工具：介绍电火花线切割的设备和工具，包括电火花线切割机、导电液、电极、导电丝等。

（3）电火花线切割的操作步骤：详细讲解电火花线切割的操作步骤，包括准备工作、设定参数、缺陷修复等。

3.实际操作（40分钟）（1）观看示范视频，展示电火花线切割的实际操作过程；（2）学生分组进行实际操作，体验电火花线切割的过程；（3）老师和助教进行指导和帮助，确保学生的安全和正确操作。

4.讲解与练习（30分钟）（1）讲解电火花线切割的应用领域，包括模具制造、航空航天等；（2）讲解电火花线切割的优缺点，包括精度高、适用范围广等；（3）学生进行小组讨论，总结电火花线切割的优缺点，并展示讨论结果。

5.总结与评价（10分钟）（1）对本节课的学习内容进行总结，强调学生应掌握的重点和难点；（2）学生进行个人自评和互评，评价本节课的学习效果；（3）展示学生的学习成果，给予鼓励和肯定。

四、教学资源：1.电火花线切割设备和工具；2.示范视频；3.课堂白板和标书。

五、教学评价：1.观察学生在实际操作中的表现；2.检查学生的学习笔记和课堂讨论的结果；3.进行学生的互评和自评。

电火花线切割加工学问目标把握电火花线切割加工的原理、特点及应用；了解电火花线切割加工的根本工艺规律；电火花线切割加工机床的组成及各局部的功用。

技能目标把握电火花线切割加工机床的构造；学会电火花线切割加工的手工编程；把握线切割加工工艺及应用。

任务一小批量零件的线切割加工任务描述图2-1-1 所示的零件，需加工出异形型腔，共数百件。

如何通过线切割加工的方式来实现此批零件的加工？图2-1-1 异形型腔的加工示意图任务分析很多类型的工件〔如高精度要求的花键孔、特别的异形刀具、航空航天所用的试制零件等〕由于生产批量小、硬度高，过去承受机械加工，通常用特制的拉刀在拉床上加工而成，而拉刀本钱格外高，因此对于高硬度、带有斜度的工件很难适用。

在这种状况下承受慢速走丝线切割进展加工，可以极为便利地满足加工要求。

学问预备一、电火花线切割加工的原理、特点及应用随着电火花加工技术的进展，在成形加工方面逐步形成两种主要加工方式：电火花成形加工和电火花线切割加工。

电火花线切割加工〔wire cut EDM，简称WEDM〕自20 世纪50 年月末产生以来，获得了极其快速的进展，已逐步成为一种高精度和高自动化的加工方法，在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和周密简单零件的加工等方面获得了广泛应用。

目前电火花线切割机床已占电加工机床的60％以上。

1.电火花线切割加工的进展电火花线切割加工历经半个多世纪的进展，已经成为先进制造技术领域的重要组成部分。

电火花线切割加工不需要制作成形电极，能便利地加工外形简单、大厚度的工件，且工件材料的预加工量少，因此在模具制造、产品试制和零件加工中得到了广泛应用。

尤其是进入20 世纪90 年月后，随着信息技术、网络技术、航空和航天技术、材料科学技术等高技术的进展，电火花线切割加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向进展。

我国上海仪表工程师于 20 世纪60 年月独创的特种快速走丝电火花加工机床，经过30 多年的进展和完善，现已成为模具加工不行缺少的装备，也是中国模具生产企业装备数量最多的电火花加工机床。

简述电火花线切割原理电火花线切割是一种常用的金属切割方法，它利用电火花放电的热效应和化学腐蚀作用，将金属材料切割成所需的形状。

下面将对电火花线切割的原理进行简要介绍。

1. 电火花放电原理电火花放电是指在两个电极之间，由于电压差使得电子在电场力作用下加速，当电子速度达到一定程度时，会与原子碰撞，使得原子电离，从而形成电离气体。

在电场力的作用下，这些电离气体会形成电流，从而导致电火花放电现象。

电火花放电时会产生高温、高压的等离子体。

2. 电火花线切割原理电火花线切割是利用电火花放电的高温和化学腐蚀作用来切割金属材料的。

首先，需要将要切割的工件和刀模之间保持一定的间距，形成放电缝隙。

然后，通过控制电源，产生一定的电压和电流，使放电缝隙中形成电火花放电。

电火花放电时，会使放电缝隙中的金属材料局部熔化和氧化，同时放电缝隙中的等离子体会产生冲击波，将熔化的金属颗粒从放电缝隙中喷出，从而实现金属材料的切割。

3. 放电缝隙控制放电缝隙的控制是电火花线切割的关键。

放电缝隙的宽度直接影响到放电能量的大小和放电过程的稳定性。

通常情况下，放电缝隙的宽度要根据切割材料的性质和要求来进行调整。

放电缝隙过宽会导致放电能量不集中，切割效果差；放电缝隙过窄则会导致放电能量过大，加速刀模的磨损。

因此，需要通过调整放电参数和刀模位置，来控制放电缝隙的宽度。

4. 放电参数的选择放电参数的选择是电火花线切割的另一个重要因素。

放电参数包括放电电流、放电电压、放电脉冲时间等。

不同的金属材料和切割要求需要不同的放电参数来保证切割效果。

放电电流越大，放电能量越大，切割速度越快，但也会加大刀模的磨损。

放电电压越高，放电能量越大，放电能够穿透更厚的金属材料，但也会增加放电缝隙的宽度。

放电脉冲时间的选择要根据切割材料的厚度、硬度、形状等因素综合考虑。

5. 切割过程电火花线切割的切割过程一般分为预放电和精细放电两个阶段。

预放电阶段是为了形成放电缝隙，将电火花线引导到工件表面，并在一定范围内烧蚀和熔化工件表面。

电火花线切割加工原理电火花线切割加工，也称为电火花放电加工或电火花蚀刻加工，是一种常见的金属加工方法。

它利用电火花放电的原理，通过电极与工件之间的高频脉冲放电，从而在工件表面产生火花，使其被腐蚀并切割。

以下是电火花线切割加工的一些基本原理：1. 原理概述：电火花线切割加工利用电压较高的脉冲电源，使电极与工件之间形成一定的间隙，然后通过高频脉冲放电产生电火花。

电火花在电极和工件之间不断产生并扩散，造成局部区域的电除碳蚀刻和腐蚀，最终实现对工件的切割加工。

2. 放电过程：当电极与工件之间的间隙达到一定数值时，高频脉冲电源会发送电流给电极，形成瞬时放电。

放电过程中，由于电流的高频变化，导致电极与工件之间的间隙迅速产生击穿放电，形成电火花。

电火花在间隙中扩散并烧腐工件表面，使其被切割。

3. 放电参数：电火花线切割加工的放电参数包括放电电流、放电时间、放电重复频率等。

这些参数的设定与材料的性质、切割厚度、要求的切割质量等相关。

过高或过低的放电参数都会对切割效果产生不良影响。

4. 动力与控制系统：电火花线切割加工通常由动力系统和控制系统组成。

动力系统提供高频脉冲电源，产生放电所需的电压和电流。

控制系统则负责监测和控制放电参数，以实现对加工质量和切割速度的调节。

5. 切割精度与表面质量：电火花线切割加工可以实现较高的加工精度和表面质量。

放电过程中，电火花以微米级的精度进行放电，切割出的工件边缘平整度较高，切割面光滑。

但同时，切割速度相较于其他加工方法较慢。

总结起来，电火花线切割加工利用高频脉冲放电的原理，通过电极与工件之间的放电产生电火花，最终实现对工件的切割加工。

该方法具有较高的加工精度和表面质量，但切割速度较慢。

简述电火花线切割原理电火花线切割（Electrical Discharge Machining，简称EDM）是一种通过电火花放电来切割金属材料的加工方法。

它利用电火花放电的高能量和热能来熔化金属材料，从而实现切割的目的。

本文将从原理、设备和应用三个方面进行介绍。

一、原理电火花线切割的基本原理是利用电火花放电的高温和高能量来熔化金属材料，然后通过喷射冷却剂将其冷却和固化。

具体步骤如下：1. 电极与工件之间形成放电通道。

在电火花线切割中，通常使用一根细且导电性好的铜丝作为电极，它与工件之间保持一定的间距。

通过电源的控制，使电极与工件之间形成放电通道。

2. 电极与工件之间产生电火花放电。

电极和工件之间的放电通道中充满了绝缘介质，通常是脱脂石蜡。

当电源施加足够的电压时，放电通道中的电流会引发电火花放电。

3. 放电产生高温和高能量。

电火花放电会产生高温和高能量，使放电通道中的金属材料瞬间熔化。

同时，放电通道中的电流也会产生强大的电磁力，将熔化的金属材料冲击出去。

4. 冷却和固化。

在电火花放电的同时，冷却剂会被喷射到放电通道中，将熔化的金属材料冷却和固化。

冷却剂通常是脱离剂或脱脂石蜡，它们具有良好的冷却和固化效果。

二、设备电火花线切割设备主要由电源、控制系统、工作台和电极线等组成。

1. 电源。

电源是电火花线切割的核心部件，它提供足够的电压和电流来产生电火花放电。

常见的电源有脉冲电源和直流电源，它们可以根据不同的加工需求进行选择。

2. 控制系统。

控制系统用于控制电源的工作状态和放电通道的形成。

它可以通过调节电源的电压和电流来控制放电的强度和频率，从而实现对加工过程的控制。

3. 工作台。

工作台是放置工件的平台，它通常具有三个自由度的运动，可以实现工件在不同方向上的移动。

工作台的运动可以通过计算机数控系统来控制，从而实现复杂形状的切割。

4. 电极线。

电极线是电火花线切割中的重要部件，它负责将电源与工件连接起来，并传递电流和信号。

数控电火花线切割技术讲义二00三年三月数控电火花线切割加工§1 电火花线切割加工的工作原理和工艺特点电火花线切割加工的工作原理电火花线切割简称线切割.它是在电火花穿孔,成形加工的基础上发展起来的.它不仅使电火花加工的应用得到了发展,而且某些方面已取代了电火花穿孔,成形加工.线切割机床已占电火花机床的大半.其工作原理如图1—1所示.绕在运丝筒4上的电极丝1沿运丝筒的回转方向以一定的速度移动,装在机床工作台上的工件3由工作台按预定控制轨迹相对与电极丝做成型运动.脉冲电源的一极接工件,另一极接电极丝.在工件与电极丝之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液,电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙,连续不断的脉冲放电就切出了所需形状和尺寸的工件.图1—1 电火花线切割的工作原理1—电极丝; 2—导轮; 3—工件; 4—运丝筒; 5—线架; 6—脉冲电源电极丝的粗细影响切割缝隙的宽窄,电极丝直径越细,切缝越小.电极丝直径最小的可达φ0.05,但太小时,电极丝强度太低容易折断.一般采用直径为0.1~0.3mm 的电极丝.根据电极丝移动速度的大小分为高速走丝线切割和低速走丝线切割.低速走丝线切割的加工质量高,但设备费用,加工成本也高.我国普遍采用高速走丝线切割,近年正在发展低速走丝线切割.高速走丝时,线电极采用高强度钼丝,钼丝以8~10m/s的速度作往复运动,加工过程中钼丝可重复使用.低速走丝时,多采用铜丝,电极丝以小于0.2m/s的速度作单方向低速移动,电极丝只能一次性使用.电极丝与工件之间的相对运动一般采用自动控制,现在已全部采用数字程序控制,即电火花数控线切割.工作液起绝缘,冷却和冲走屑末的作用.工作液一般为皂化液.二,电火花线切割加工的特点和应用电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工的高硬度,高强度,高脆性,高忍性等导电材料及半导体材料.由于电极丝极细,可以加工细微异形孔,窄缝和复杂形状零件.工件被加工表面受热影响小,适合于加工热敏感性材料.同时,由于脉冲能量集中在很小的范围内,加工精度较高,线切割加工精度可达0.02~0.01mm,表面粗糙度可达Ra1.6μm.加工过程中,工具与工件不直接接触,不存在显著的切削力,有利加工低刚度工件.由于切缝很细,而且只对工件进行轮廓加工,实际金属蚀除量很少,材料利用率高,对于贵重金属加工更具有重要意义.与电火花成形相比,以线电极代替成形电极,省去了成形工具电极的设计和制造费用,缩短了生产准备时间.电火花线切割加工的缺点是生产率低,且不能加工盲孔类零件和阶梯表面.电火花线切割主要用于各种冲模,塑料模,粉末冶金模等二维及三维直纹面组成的模具及零件.也可切割各种样板,磁钢,硅钢片,半导体材料或贵重金属,还可进行微细加工,异形槽和试件上标准缺陷的加工.广泛用于电子仪器,精密机床,轻工,军工等.§2 电火花数控线切割机床的组成,传动及功能简介电火花数控线切割机床的组成电火花数控线切割机床由主机,数控装置,脉冲电源装置等三部分组成.(1)主机部分由工作台,运丝装置,丝架,锥度装置,夹具,操纵盒,工作液箱,床身,防水罩等组成.工作台和锥度装置均可在水平面内移动,工作台的移动轴称为X轴,Y轴,锥度装置的移动轴称为U轴,V轴.切割带锥度工件时,工作台和锥度装置必须同时移动,从而使电极丝相对于工件有一定的倾斜.把X,Y,U,V四轴同时移动称作四轴联动.操纵盒上设有机床的常用开关. (2)数控装置作为机床的编程,控制系统,其内配备有486以上的微机,装有线切割专用软件,通过操作线切割加工软件,能够实现绘制线切割加工轨迹图,进行自动编程并对线切割加工的全过程进行自动控制.也可以利用"Auto CAD"或"电子图板"等常用绘图软件绘制线切割加工轨迹图.(3)脉冲电源装置为线切割机床提供符合要求的脉冲电源.脉冲电源装置可单独设置,也可与数控装置合并在一个控制柜内.脉冲电源装置上设有各项脉冲参数选择按钮(旋钮).图1-2是FW-1型电火花数控线切割机床外形图.其主要技术参数如下表:主机外形尺寸mm1615×1222×1630工作台尺寸(长×宽)mm650×420X行程mmY行程mmZ行程mmU行程mmV行程mm35032015018(±9)18(±9)工作台最大承重Kg200最大切割厚度mm200最大切割锥度±3.(50mm厚)脉冲当量mm0.001最佳表面粗糙度Ra2.5μm电极丝(钼丝)直径mmφ0.12～0.20图1-2 线切割机床外观图1—动丝筒; 2—线架; 3—锥度装置; 4—电极丝; 5—工作台;6—工作液箱; 7—床身;8—操纵盒; 9—控制柜二,数控线切割机床的传动系统采用步进电机带动滚珠丝杠传动,如图1—3.工作台的传动路线为:X向控制系统发出进给脉冲——步进电机A——齿轮/齿轮——丝杠1—螺母1.Y向控制系统发出进给脉冲——步进电机B——齿轮/齿轮——丝杠2—螺母2.图1-3 线切割机床的传动控制系统每发出一个脉冲,工作台就移动0.001㎜.通过X,Y向两个摇手柄也可以使工作台实现X,Y向移动.运丝装置的传动路线为:运丝电机C——联轴节——运丝筒高速旋转——齿轮/齿轮——丝杠3——螺母3带动拖板——行程开关.运丝装置带动电极丝按一定的速度运行,并将电极丝整齐地饶在运丝筒上,行程开关控制运丝筒的正反转.线架运丝筒旋转带动电极丝往返运动,排丝轮,导轮保持电极丝轨迹,导电块通电.通过手柄转动丝杠,带动上悬臂上下移动.锥度装置位于线架上悬臂的头部,两个步进电机分别控制锥度装置作U,V两个方向运动,实现锥度切割.三,数控线切割机床控制系统功能特点:FW—1型数控线切割机床是数控高速走丝线切割机,采用计算机控制,可X,Y,U,V四轴联动,能与其它计算机和控制系统方便地交换数据,放电参数可自动选取与控制,采用国际通用的ISO代码编程,亦可使用3B/4B格式,配有CAD/CAM系统.主要系统功能如下:·镜像加工·常规锥度切割·比例缩放·上下异形切割·单段运行·四轴联动切割·程序编辑·自动电极丝半径补偿·模拟运行·加工条件自动转换· 1/2 移动·丝杠螺距补偿·接触感知·丝找正·公英制转换·图形实时跟踪·自动找孔中心·中,英,印尼,日,葡,法,西班牙文界面·图形描画·各模块的直接进入,操作快捷· X-Y轴交换·在线操作提示,使用方便·子程序调用§3 数控线切割加工的操作方法与其他机床相比,数控线切割机床的操作部位较多.按其操作部位不同可分为主机操作,计算机程控操作,脉冲电源参数的选择等.以FW—1型数控线切割机床为例分别介绍.主机操作主机的操作包括绕装电极丝,装夹工件和各种开关的操作.1,绕装电极丝绕装电极丝是指将一定长度的电极丝通过线架上各导轮后整齐排列在运丝筒上,以保证电极丝能在线架上作往复运动.上丝前应根据工件高度调整好线架高度,电极丝的松紧应当合适,且要保证电极丝与工作台垂直.2,装夹工件数控高速走丝线切割的装夹特点:(1) 由于快走丝切割的加工作用力小,不象金属切削机床要承受很大的切削力,因而其装夹夹紧力要求不大,有的地方还可用磁力夹具定位.(2) 快走丝切割的工作液是靠高速运行的丝带入切缝的,不象慢走丝那样要进行高压冲水,因此对切缝周围的材料余量没有要求,便于装夹.(3) 线切割是一种贯通加工方法,因而工件装夹后被切割区域要悬空于工作台的有效切割区域,因此一般采用悬臂支撑或桥式支撑方式装夹.工件装夹的一般要求工件的定位面要有良好的精度,一般以磨削加工过的面定位为好.切入点要导电.热处理件要充分回火去应力,平磨件要充分退磁.工件装夹的位置应利于工件找正,并应与机床的行程相适,夹紧螺钉高度要合适,避免干涉到加工过程.对工件的夹紧力要均匀,不得使工件变形和翘起.加工精度要求较高时,工件装夹后,必须用百分表找正.工件装夹完毕,要清除干净工作台面上的一切杂物.3,开关主机除设有电源总开关,急停开关,强电开关外,还设有手控盒,其上有操作停止开关OFF,工作液泵开关PUMP,运丝筒开关WR,暂停开关HALT等,根据需要操作即可.二,加工条件的选择加工条件的选用包括脉冲电源参数的选择,工作液的选择,电极丝的选择.1,脉冲电源参数的选择波形(GP)的选择数控线切割有两种波形可供选择:"0"为矩形波脉冲;"1"为分组脉冲.A:矩形波:波形如图1-3,矩形波加工效率高,加工范围广,加工稳定性好,是快走丝线切割常用的加工波形.B:分组脉冲:波形如图1-4,分组波适于薄工件的加工,精加工较稳定.脉宽(ON)的选择图1 - 3本机脉宽的值为(ON+1)μS,最大为32μS.在特定的工艺条件下,脉宽增加,切割速度提高,表面粗糙度增大,这个趋势在脉宽增加的初期,加工速度增加较快,但随着脉宽的进一步增大,加工速度的增大相对平缓,粗糙度变化趋势也一样.这是因为单脉冲脉宽过大,也就是单脉冲放电时间过长,会使局部温度升高,形成对侧边的加工量增大,热量散发快,因此减缓了加工速度.通常情况下,脉图1 - 4宽的取值要考虑工艺指标及工件的材质,厚度.如果对表面粗糙度要求较高,工件材质易加工,厚度适中,脉宽取值较小,一般在3—10μS.中,粗加工,工件材质切割性能差,较厚时,脉宽取值一般为10—25μS.脉间(OFF)的选择本机脉间的值为(OFF+1)×5Μs,最大值160μS.在特定的工艺条件下,脉间减小,切割速度增大,表面粗糙度增大不多.这表明脉间对加工速度影响较大,而对表面粗糙度影响较小.但脉间不能太小,否则消电离不充分,电蚀产物来不及排除将使加工变得不稳定,易烧伤工件并断丝.脉间太大也会导致不能连续进给,使加工变的不稳定.通常难加工,厚度大,排屑不利的工件,脉间应选长一些,为脉宽的5—8倍较合适.对于加工性能好,厚度不大的工件,脉间可选脉宽的3—5倍.脉间取值主要考虑加工稳定,防短路及排屑,在满足要求的前提下,通常减小脉间以取得较高的加工速度.功率管数(IP)的选择选择投入放电加工回路的功率管数,以0.5为基本选择单位,取值范围为0.5—9.5.管数的增,减决定脉冲峰值电流的大小,每只管子投入的峰值电流为5A,电流越大切割速度越高,表面粗糙度增大,放电间隙变大.一般情况下,中厚度精加工为3—4只管子,中厚度中加工,大厚度精加工为5—6只管子,大厚度中粗加工为6—9只管子. 间隙电压(SV)的选择用来控制伺服的参数,最大值为7.加工状态的好坏,与间隙电压取值密切相关.间隙电压取值过小,会造成放电间隙小,排屑不畅,易短路.反之,加工速度下降,对薄工件一般取01—02,对大厚度工件一般取03—04.电压V电压V,即加工电压值.有两种选择,"0"常压,一般加工时选用."1"低压,一般找正时选用.2,工作液的选择快走丝线切割选用的工作液是乳化液,乳化液具有一定的绝缘性能,良好的洗涤性能,良好的冷却性能和良好的防锈能力.3,电极丝的选择快走丝线切割的电极丝要反复使用,因此要有一定的韧性,抗拉强度和抗腐蚀能力.可用做快走丝电极丝的材料有:钨(W)丝,钼(Mo)丝,钨钼(W50Mo)丝等,常用的丝径有φ0.12,φ0.14,φ0.18,φ0.2几种,根据需要选用.三,计算机编程,控制部分的操作计算机编程,控制部分的操作方法取决于机床控制系统所使用的软件,机床生产厂家不同,所开发的软件各具特点,具体操作方法将有所不同.这里以北京阿奇FW- 1数控线切割的控制系统为例.系统在启动成功后,即出现如图1-5所示的手动模式主画面,系统所有的操作按钮,状态,图形显示全部在屏幕上实现.手动模式主画面与自动模式主画面可分为8大区域.[1]坐标显示区:分别用数字显示X,Y,Z,U,V轴的坐标.(注:Z轴为非数控,因此其坐标显示一直为0)[2]参数显示区:显示当前NC程序执行时一些参数的状态.[3]加工条件区:显示当前加工条件.[4]输入格式说明区:在手动方式下说明主要手动程序的输入格式;在自动方式执行时,显示加工轨迹.[5]点动速度显示区:显示当前点动速度.[6]功能键区:显示各F功能键所对应的模式.[7]模式显示区:显示当前模式.[8]执行区:在手动模式执行输入的程序.在自动模式为执行已在缓冲区的NC程序.各种操作命令均可用鼠标轨迹球或相应的按键完成.[1] [2]X 0.000Y 0.000Z 0.000U 0000.000 文件名: ACT ★V 0000.000 手动公英制:公制命令:绝对座标系:G54 嵌套:0X 镜像:OFF 重复:000Y镜像:OFF 补偿:G40轴交换:OFF 旋转:OFF丝半径:000 异形:OFF喷夜:OFF 运丝:OFF锥度:G50 断丝:NO锥度角: 000.000缩放比例: 001.000旋转角度: 000.000COND = ON OFF IP SV GP V C001 = 02 03 2.0 01 00 00┃输入格式:感知:G80 X–极限:G81 X–半程:G82 X [3]移动:G00X–10.G00X–10.Y–10.加工:C004G01X10.C104G01X10.Y10.点动速度:中速FW3.05置零起点中心找正条件参数CAM自动编程F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10[8] [7] [6] [5] [4]图1-5 FW-1系统手动模式主画面四,具体操作步骤操作准备启动电源开关,让机床空载运行,观察其工作状态是否正常.按机床加工要求注油;添加或更换工作液,一般每隔10～15天更换一次为宜;决定是否调换电极丝.调整线架,根据工件的厚度选择相应的切割跨距.校正电极丝与夹具垂直.操作步骤开机.工件装夹.定位.此步只用于工件有定位要求的情况下.编程及加工程序送控制台.确定脉冲电源参数(当需要调整参数时,必须先关断高频脉冲输出).启动运丝电机,启动工作液泵.将控制柜高频脉冲置于"ON"状态.手摇工作台手柄,使电极丝与工件接近直到出现火花(已进行定位操作时此步必须省略).按"Enter"(回车)键,开始执行程序,进行加工.加工结束后应先关闭工作液泵电机,然后关闭运丝电机,检查X,Y坐标是否到终点.到终点时拆下工件清洗并检查质量;未到终点时应检查程序是否有错或控制台有否故障.注:机床操纵盒和控制柜控制面板上都有红色急停开关,工作中如有意外情况,按下此开关即可断电停机.§4 线切割加工的绘图编程方法目前,先进的数控线切割机床都有计算机绘图及自动编程功能.其具体操作方法由计算机控制系统内应用软件来确定.一,自动编程操作方法1.绘制图形在手动模式主画面下按F8,即进入线切割自动编程系统(SCAM),显示如图1-6.线切割自动编程系统CADCAM中文返回F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10图1-6 SCAM主菜单画面主菜单画面功能键作用:F1 —进入CAD绘图; F2 —进入CAM主画面;F10 —返回到控制系统.在SCAM主菜单画面下按F1功能键进入CAD绘图软件.进入绘图软件后即可绘制零件图,并且可把该零件转换成加工路径状态.图1-7为CAD绘图环境的主画面.辅助绘图画图编辑一编辑二显示设定档案线切割CAM北京AGIE〈〈〈〉〉〉〈辅助〉〈画图〉〈编辑一〉〈编辑二〉〈显示〉〈设定〉〈挡案〉纸张设定齿轮阿螺线补偿路径C A M端点交点中点切点圆心四分垂直引入最近方向长度半径X Y C U无法载入基本范例图设定WRK挡:SCAM.WRK外载指令:'shell'已载入.@输入指令:图1-7 CAD绘图软件主画面屏幕共分八个区:1).状态区位于屏幕最上方的一行,用来显示目前所在之图层名称,各种操作模式的ON/OFF(记录,整点,轴向),目前光标所在位置坐标…等状态.2).绘图区位于屏幕中央,为屏幕中最大的区域,用来绘制图形.3).命令区位于屏幕下方,占有三行位置,用来下达命令,显示命令提示及显示执行结果.4).屏幕功能区位于屏幕的最右边,您可选取某项目来执行TurboCAD的命令,此菜单的项目及内容是由菜单文件所定义.5).下拉式菜单区位于屏幕的最上方,当您将光标移至屏幕的最上方时,此下拉式菜单的项目会立即出现,您可选取某菜单项,然后在下拉出的菜单中选取欲执行的命令,此下拉式菜单的项目及内容由菜单文件所定义.6).锁定功能定义区位于屏幕的下方,用来定义抓点锁定功能及其它常用的功能,以便绘图时能很方便且迅速的选取使用,目前此区域的定义是由系统内定,使用者是无法更改的.7).辅助命令区与屏幕命令表区相重叠,当您执行某些具有辅助命令的命令时,屏幕命令表立即消失改而显示此命令的辅助命令,您可选取所需的辅助命令来继续此命令之操作,当命令操作完毕后会恢复原先的屏幕命令表.8).功能键定义区位于屏幕的最下方,当您将光标移至屏幕下方时,此功能键定义会立即出现,此区域之定义是对应于键盘上之功能键F1～F10,此功能键定义区的目的是希望免除去记忆那些功能键的苦恼,您直接选取所需的功能键即可执行指定的功能.2.自动编程在CAD状态下,绘制好零件图后,下拉CAD的线切割菜单,选择正确,合理的"补偿量"和"线切路径",按回车键后,屏幕显示要切割的图形及切割方向.退出CAD系统返回到SCAM主菜单.在SCAM主菜单下按F2进入CAM画面,在此画面中,进行图形文件,参数设定和放电参数的设定,完成后按F键即进入绘图和生成NC代码画面. 线切割编程起始位置与切割路线要合理选择.选择切割编程起始位置与切割路线应以工件装夹位置为依据,再考虑工件切割过程中刚性的变化以及工件内是否存在残余应力等.图1-8是线切割路线与工件刚性变化的实例.夹持部分夹持部分(a) 不合理(b) 合理图1-8加工过程中,随着切割的进行,工件上需要切离的部分和夹持部分的连接也越来越少,工件刚度也大为降低,容易产生变形,影响加工精度.这种情形是比较普遍的,应采用合理的切割路线,使其得到改善.一般应将工件与其夹持部分相分割的路线,安排在切割总程序的末端.二,编程代码含义为了能读懂程序代码以及个别场合需要对程序进行修改时能够进行手动修改.下面简要介绍编程代码含义.一般数控切割机床编程系统采用的代码是国际通用ISO代码.其格式如下:G92 X Y :以相对坐标方式设定加工坐标起点;G27:设定XY/UV平面联动方式;G01:X Y (U V ):直线插补指令;XY表示在XY平面中以直线起点为坐标原点的终点坐标;UV表示在UV平面中以直线起点为坐标原点的终点坐标;G02 X Y I J :顺圆插补指令;G02 U V I J :以圆弧起点为坐标原点,XY(UV)表示终点坐标,IJ表示圆心坐标; G03 X Y I J :逆圆插补指令;M00:暂停指令;M02:加工结束指令;例如:图1-9,可编程如下:加工起点(0,30),顺时针方向切割.G92 X0 Y30000G01 X0 Y10000G02 X10000 Y-10000 I0 J-10000G01 X0 Y-20000G01 X20000 Y0G02 X0 Y-20000 I0 J-10000G01 X-40000 Y0G01 X0 Y40000G02 X10000 Y10000 I10000 J0 图1-9G01 X0 Y-10000M00M02附表:ISO代码一览表组代码功能组代码功能AG00快速移动,定位指令JG40取消电极补偿G01直线插补,加工指令G41电极左补偿G02顺时针圆弧插补指令G42电极右补偿G03逆时针圆弧插补指令G45比例缩放G04暂停指令KG50取消锥度BG05X镜像G51左锥度G06Y镜像G52右锥度G07Z镜像LG54选择工作坐标系1G08X—Y交换G55选择工作坐标系2G09取消镜像和X—Y交换G56选择工作坐标系3CG11打开跳转(SKIP ON)G57选择工作坐标系4G12关闭跳转(SKIP OFF) G58选择工作坐标系5EG20英制G59选择工作坐标系6G21公制MG60上下异形OFFFG22软极限开关ON,未用G61上下异形ONG23软极限开关OFF,未用NG74四轴连动打开G25回最后设定的坐标系原点G75四轴连动关闭GG26图形旋转打开(ON)OG80移动轴直到接触感知G27图形旋转关闭(OFF)G81移动到机床的极限HG28尖角圆弧过渡G82移到圆点与现位置的一半G29尖角直线过渡PG90绝对坐标指令IG30取消过切G91增量坐标指令G31加入过切G92指定坐标原点I圆心X坐标SR轴转速,未用J圆心Y坐标T84启动液泵K圆心Z坐标T85关闭液泵L***子程序重复执行次数T86启动运丝机构P****指定调用子程序号T87关闭运丝机构M00暂停指令X轴指定M02程序结束Y轴指定M05忽略接触感知U轴指定M98子程序调用V轴指定M99子程序结束A指定加工锥度N****程序号C加工条件号O****程序号ON定义脉宽Q****跳转代码,未用OFF定义脉间R转角功能IP定义峰值电流RA图形或坐标旋转的角度SV定义间隙基准电压RI图形旋转的中心X坐标D***补偿码RJ图形旋转的中心Y坐标H***补偿码练习题1.线切割加工的工作原理是什么2.数控线切割机床由哪几部分组成各部分有何作用3.FW-1控制系统有哪些主要功能控制系统每发出一个进给脉冲,工作台移动多少距离4.四轴联动是指哪四轴5.解释下列代码的含义并反译成图形:G92 X-40000 Y0G02 X18292 Y33597 I40000 J0G03 X9078 Y15143 I-10854 J16799G01 X2664 Y37088G02 X19236 Y2922 I9966 J-828G01 X44581 Y-110208G01 X-43064 Y-12060G02 X-50787 Y38518 I-10787 J38518M00M026,由于线切割加工的工艺路线是一闭合回路,所以切割编程的起点和路途可以任意选择.这句话对吗为什么举例说明.。