数控电火花线切割特种加工

第1篇一、实验目的1. 了解特种加工的基本原理和工艺特点；2. 掌握特种加工设备的操作方法；3. 熟悉特种加工实验流程；4. 培养学生独立完成实验的能力和团队合作精神。

二、实验原理特种加工是指利用机、电、光、声、热、化学、磁、原子能等能源来进行加工，以达到零件设计要求的各种非传统加工方法的总称。

特种加工具有微细加工、高精度、高表面质量、非接触加工等特点。

三、实验设备与材料1. 实验设备：电火花成型加工机床、数控加工中心、超声波加工设备、激光加工设备等；2. 实验材料：不锈钢、铝合金、铜合金等。

四、实验内容1. 电火花成型加工实验（1）了解电火花成型加工机床的结构和原理；（2）学习电火花成型加工工艺参数的设置；（3）进行电火花成型加工实验，观察加工效果。

2. 数控加工实验（1）了解数控加工中心的结构和原理；（2）学习数控编程方法；（3）进行数控加工实验，观察加工效果。

3. 超声波加工实验（1）了解超声波加工设备的工作原理；（2）学习超声波加工工艺参数的设置；（3）进行超声波加工实验，观察加工效果。

4. 激光加工实验（1）了解激光加工设备的工作原理；（2）学习激光加工工艺参数的设置；（3）进行激光加工实验，观察加工效果。

五、实验步骤1. 实验准备（1）检查实验设备是否正常；（2）准备好实验材料；（3）熟悉实验步骤和注意事项。

2. 电火花成型加工实验（1）设置电火花成型加工机床的参数；（2）进行加工实验，观察加工效果；（3）记录实验数据。

3. 数控加工实验（1）编写数控加工程序；（2）设置数控加工中心参数；（3）进行加工实验，观察加工效果；（4）记录实验数据。

4. 超声波加工实验（1）设置超声波加工设备参数；（2）进行加工实验，观察加工效果；（3）记录实验数据。

5. 激光加工实验（1）设置激光加工设备参数；（2）进行加工实验，观察加工效果；（3）记录实验数据。

六、实验结果与分析1. 电火花成型加工实验（1）加工效果：工件表面光滑，尺寸精度高；（2）分析：电火花成型加工具有高精度、高表面质量的特点，适用于加工形状复杂、尺寸精度要求高的零件。

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。

课题C-6 数控电火花线切割加工综合训练一、实训目的及要求：通过简单图形加工、手动碰边加工、跳步加工、冲裁模加工、锥度加工和异形件加工，进一步把握线切割机床的操作，熟练把握机床的操作技术，为尔后的学习打下坚实的基础。

二、实训设备工具及量具：数控电火花线切割机床、特种加工专用油、钼丝、扳手、十字/一字螺丝刀、Q235钢板（厚度5-20mm）、铣刀、碎布、油扫、百分表、直角尺、游标卡尺、千分尺。

三、实训内容及步骤：项目1：简单图形加工数控线切割机是加工各类周密的形状复杂的金属模具的专用机床，可加工各类硬度的金属材料，而且材料淬硬后对其切割状态更有利，适宜用它对模具作最后工序的加工，以减少淬火变形和表面氧化阻碍尺寸精度。

本项目要紧介绍简单图形的加工,并把握线切割机床的操作步骤。

1）、操作内容依照下图C6-1图样，加工出符合图样要求的工件图C6-1 五角星加工2）、工量具预备A 、刀具、工件材料Ф0.18mm 钼丝、 Q235钢板 (厚度5mm)B 、量具钢尺（150mm ，300mm ）C 、工具 一字和十字螺丝刀、垫板、压块、螺栓组、校正规等机床附件3）、操作步骤A 、线切割机的大体操作B 、主机操纵元件的操作开机顺序： A →B →C →D →E 关机顺序： E →D →C →B →A C 、加工完拆卸工件并清洗。

★注意事项：A 、电源总开关（空气开关）接触是不是良好；B 、 电源启动按钮（ON ）是不是能真正启动机床运转或有无漏电现象；C 、微机电源的启动是不是有漏电现象，传输线接口是不是松动，在接触良好情形下方可开机运行。

D 、 在自动编程时，注意起切点与工件的相对位置。

E 、 装夹工件时用手旋紧螺母即可。

F 、 工件伸出支架部份要大于实际尺寸。

4）、项目评判5)、相关知识预备数控电火花线切割加工的机床的型号及组成部份图C6-2 电火花线切割加工原理图1．工作液箱 2. 储丝筒 3. 电极丝 4. 供液管 5. 进电块 6. 工件 7. 夹具 8. 脉冲电源 9. 工作台拖板通常将电极丝与脉冲电源的负极相接，工件与脉冲电源的正极相接。

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。

山西广播电视大学实践调查报告考核表实践课程特种加工学生单位山西凯嘉集团金阳煤业姓名郭义教育层次本科学号市（地）级电大晋中电大专业机械设计制造及其自动化分校（教学点）介休市教学点评阅成绩《特种加工》课程实践调查报告一、调研时间：2014年4月10—2014年4月25日二、调研地点：介休市顺达机械厂介休市金利机械有限公司三、特种加工的类型及机型：1、数控电火花线切割加工（1）电火花线切割加工是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法，它用一根移动着的导线（电极丝）作为工具电极对工件进行切割，故称线切割加工。

线切割加工中，工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的，故又称为数控电火花线切割加工，简称线切割加工。

（2）数控电火花线切割加工机床的型号：（3）数控电火花线切割加工机床可分为机床主机和控制台两大部分（如图所示）：2、平面磨削加工（1）平面磨削主要在平面磨床上进行。

平面磨削时，对于形状简单的铁磁性材料工件，采用电磁吸盘装夹工件，操作简单方便，能同时装夹多个工件，而且能保证定位面与加工面的平行度要求。

对于形状复杂或非铁磁性材料的工件，可采用精密平口虎钳或专用夹具装夹，然后用电磁吸盘或真空吸盘吸牢。

（2）卧式矩台平面磨床结构（如图所示）：1-床身；2-工作台；3-砂轮架；4-滑座；5-立柱图2 卧式矩台平面磨床四、调研报告：1、数控电火花线切割加工电火花数控线切割加工的过程主要包含三部分内容：(1)、电极丝与工件之间的脉冲放电；(2)、电极丝沿轴向（垂直或Z方向）做走丝运动；(3)、工件相对于电极丝在X、Y平面内做数控运动。

电火花数控线切割加工原理：数控线切割加工的基本原理与电火花成形加工相同，但加工方式不同，它是用细金属丝作电极。

线切割加工时，线电极一方面相对工件不断地往上(下)移动(慢速走丝是单向移动，快速走丝是往返移动)，另一方面，装夹工件的十字工作台，由数控伺服电动机驱动，在x、y轴方向实现切割进给，使线电极沿加工图形的轨迹，对工件进行切割加工。

数控机床常见的五种分类第一种按用途分类1.金属切削类数控机床金属切削类数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控插齿机、数控镗铣床、数控凸轮磨床、数控磨刀机、数控曲面磨床等。

磨削中心、加工中心（MC）是带有力库和自动换刀装置的数控机床，如加工中心数控磨床等。

2.金属成形类数控机床金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控液压成形机和数控压力机等。

3.数控特种加工机床数控特种加工机床有数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控电脉冲机床、数控激光加工机床等。

4.其他类型的数控机床如水射流切割机、鞋样切割机、雕刻机、数控三坐标测量机等。

第二种按运动方式分类1.点位控制数控机床如图3-1所示，点位控制数控机床的特点是数控装置只控制刀具或工作台从某一加工位置移到另一个加工位置的精确坐标位置，然后进行定点加工。

在移动和定位过程中对于轨迹不进行严格控制，且不进行任何切削加工。

机床数控系统只需控制行程终点的坐标值，不管运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动不需任何联系。

为了尽可能地减少移动部件的运动时间，并提高定位精度，移动部件首先快速移动，到接近终点坐标时降速，准确移动到终点定位。

这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机以及数控弯管机等。

其相应的数控装置称之为点位数控装置，点位数控装置的控制系统比较简单。

2.直线控制数控机床如图3-1所示，直线控制数控机床的特点是，机床移动部件不仅要实现由一个位置到另一个位置的精确移动定位，而且能够在移动中以给定的进给速度实现平行坐标轴方向的直线切削加工运动。

直线控制数控机床虽然扩大了点位控制数控机床工艺范围，但它的应用仍然受到了很大的限制。

这类数控机床主要有简易数控车床、数控镗铣床和数控磨床等，相应的数控装置称之为直线数控装置。

图3-1点位控制数控机床3.轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床又称为连续控制数控机床或轨迹控制数控机床。

一、判断题（共110题）()1．利用电火花线切割机床不仅可以加工导电材料，还可以加工不导电材料。

()2.如果线切割单边放电间隙为0.01mm,钼丝直径为0.18mm，则加工圆孔时的电极丝补偿量为0.19mm。

()3．电火花线切割加工通常采用正极性加工。

()4．脉冲宽度及脉冲能量越大，则放电间隙越小。

()5．在慢走丝线切割加工中，由于电极丝不存在损耗，所以加工精度高。

()6．在设备维修中，利用电火花线切割加工齿轮，其主要目的是为了节省材料，提高材料的利用率。

()7．电火花线切割加工属于特种加工。

()8．苏联的拉扎连柯夫妇发明了世界上第一台实用的电火花加工装置。

9．目前我国主要生产的电火花线切割机床是慢走丝电火花线切割机床。

()10．由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多，所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。

()11．在电火花线切割加工中，用水基液作为工作液时，在开路状态下，加工间隙的工作液中不存在电流。

()12．在快走丝线切割加工中，由于电极丝走丝速度比较快，所以电极丝和工件间不会发生电弧放电。

()13．电火花线切割不能加工半导体材料。

()14．在型号为DK7732的数控电火花线切割机床中，其字母K 属于机床特性代号，是数控的意思。

()15，在加工落料模具时,为了保证冲下零件的尺寸,应将配合间隙加在凹模上。

()16,上一程序段中有了G02指令,下一程序段如果仍是G02指令,则G02可略。

()18、机床数控精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性()19．轴的定位误差可以反映机床的加工精度能力，是数控机床最关键的技术指标。

20．工作台各坐标轴直线运动的失动量是坐标轴在进给传动链上的驱动元件反向死区和各机械传动副的反向间隙、弹性变形等误差的综合反映。

()21．在型号为DK7632的数控电火花线切割机床中，数字32是机床基本参数，它代表该线切割机床的工作台宽度为320mm。

()22．通常数控系统都具有失动量的补偿功能，这种功能又称为反向间隙补偿功能。

4特种加⼯实训教程（⼿⼯编程）课题C-4 数控电⽕花线切割⼿⼯编程⼀、实训⽬的及要求：1、掌握⼿⼯编程的基础知识，编制简单图形的3B 程序2、、掌握5B 编程与3B 编程的转换⽅法3、、学会G 代码编程，并运⽤到实际加⼯中⼆、实训设备⼯具及量具：电脑、图纸。

三、实训内容及步骤：1、线切割编程简介定义：所谓的编程就是由操作⼈员以规定的加⼯码格式，依照⼈们的设计意图即图纸的各项尺⼨要求等编制加⼯程序，然后制成穿孔纸带或磁带、软盘或光盘等，输⼊到机床的控制系统中完成加⼯任务的⼯作。

分类： 3B 、4B 、5B⼿⼯编程 ISO 标准—G 代码编程⽅法各品牌机型专⽤的⾃动格式⾃动编程 YH 、CAXA 、AUTOP 、MASTERCAM 、UG 、EIA 。

2、编程相关知识1）、公差尺⼨的编程计算法——中差尺⼨中差尺⼨ = 基本尺⼨ + ( ) )例 1：槽32040020。

++的中差尺⼨为： 32 + (2020040。

+) = 32.03 例 2：半径为8.5002.0-的中差尺⼨为： 8.5 + (202.00-) = 8.49 例 3：直径为φ24.5024.0-的中差尺⼨为: 24.5 + (224.00-) = 24.38 其半径的中差尺⼨为: 24.38／2=12.192）、间隙补偿量 f（1）、间隙补偿量的确定⽅法图C4-1(2) 判定±f 的⽅法当考虑电极丝中⼼轨迹后，其圆弧半径⽐原图形半径增⼤时取+f ，否则半径减⼩时取-f ；对于直线段，当考虑电极丝中⼼轨迹后，使该直线段的法线长度P 增加时取+f ，减⼩时则取-f 。

加⼯凹模时,钼丝中⼼轨迹是在轮廓线内，故间隙补偿量取负值（-f ）；反之，加⼯凸模时间隙补偿量取正值（+f ）。

(3) 间隙补偿量f 的算法加⼯冲模的凸、凹模时，应考虑电极丝半径r 丝、电极丝和⼯件之间的单边放电间隙δ电及凸模和凹模间的单边配合间隙δ配。

我们知道冲裁模包括冲孔模与落料模两种。

特种加工基础北京航空航天大学工程训练中心陈娇娇目录◼特种加工技术特点◼特种加工技术分类◼特种加工技术方法一、特种加工技术特点随着科学技术的发展,新型材料层出不穷,各种产品逐渐向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展,由此对机械加工提出了新的要求,从而产生了不是主要依靠机械能,而是利用光、电、化学等非机械能进行加工的方法。

特种加工非传统加工非常规机械加工3一、特种加工技术特点1.特种加工的产生生产的发展和科技的进步,对机械制造部门提出了新的要求:1)解决各种难切削材料的加工问题硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石等高硬度、高强度、高韧性、高脆性2)解决各种特殊复杂表面的加工问题3)解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题4一、特种加工技术特点2.特种加工的特点特种加工产生和发展的原因,在于它具有切削加工所不具有的本质和特点。

切削加工的本质和特点:一是靠刀具材料比工件更硬;二是靠机械能把工件上多余的材料切除。

与切削加工的不同点如下:1)不是主要依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料。

2)工具硬度可以低于被加工材料的硬度。

3)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。

可获得很低的表面粗糙度。

5一、特种加工技术特点3.特种加工对机械制造的影响特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度零件。

同时,有些方法还可用以进行超精加工、镜面光整加工和纳米级加工。

1)提高了材料的可加工性材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等成直接、正比关系；加工范围从普通材料发展到硬质合金、超硬材料和特殊材料。

2)改变了零件的典型工艺路线通常切削加工、成型加工等都必须安排在淬火热处理工序之前。

特种加工的出现,改变了这种一成不变的程序格式。

6一、特种加工技术特点3)特种加工改变了试制新产品的模式。

如采用数控电火花线切割,可以直接加工出各种特殊、复杂的二次曲面体零件。