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1、,电火花线切割加工概述,第五讲,特种加工项目之线切割加工：,教学目的要求:,了解电火花线切割加工的原理、特点、分类、应用，会选用电规准的有关参数和工作液、电极丝种类，掌握工件装夹的方法及预防变形的措施。,主要教学内容：,一、线切割加工的原理、特点、分类、应用 二、电规准的选择 三、工作介质的选择 四、电极丝的选择 五、工件的装夹与预防变形的措施,教学重点、难点：,电规准的选择 预防变形的措施,复习旧课,导入新课,电火花穿孔加工效率低，如何提高？,电火花加工前工件如何准备？,粗、精规准如何选用？,视频,一、电火花线切割的原理、特点、分类、应用,1、加工原理,移动的电极丝,电腐蚀,按预定轨迹运动的
2、工件,1、数控装置 2、储丝筒 3、导轮 4、钼丝 5、工件 6、喷嘴7、十字滑板 8、脉冲电源 9、泵 10、工作液 11、步进电动机,加工过程,2、机床的组成,（1）床身（2）坐标工作台（3）运丝机构（4）工作液及循环系统（5）高频脉冲电源（6）数控系统,快走丝线切割机床,加工精度为0.01mm，表面粗糙度Ra1.66.3m,加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。,慢走丝线切割机床,3、分类,（1）控制方式 靠模仿形加工、光电跟踪加工、数字控制加工、微机控制 （2）电源形式 RC电源，晶体管、分组脉冲、自适应控制电源（3）加工特点 大、中、小型；普通直壁型与锥度切割型（
3、4）走丝速度 高速走丝机床（一般走丝速度为8-10m/s） 低速走丝机床（一般走丝速度0.001-0.25m/s） （5）电极丝位置：立式、卧式 （6）工作液供给方式：冲液式、浸液式,4、加工特点（与电火花成型加工比）,（1）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期 ；（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）加工电流小、脉宽窄，属中、精加工，采用正极性加工，一次成型，不需转换电规准；（4）快走丝线切割采用低损耗电源且电极丝高速移动、慢走丝线切割单向走丝时在加工区域总是保持新电极加工，因而电极损耗极小（一般可忽略不计），有利于加工精度的提高（精度可达0
4、.010.0015mm，表面粗糙度可达Ra1.60.2m）； （5）切缝可窄达仅0.005mm，材料利用率高；（6）一般采用水基工作液，安全可靠；（7）自动化程度高，操作方便（如加工冲模的凹凸模间隙可任意调节）；（8）采用四轴联动，可加工锥度，上、下面异形体零件。,5、应用,（1）加工微细结构、复杂形状、高精度、高表面质量零件。（2）加工特殊形状、特殊材料、贵重材料（3）加工成形刀具、样板、轮廓量规；（4）加工形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极；（5）加工注塑模、挤压模、拉伸模、冲模；,应用举例,微细结构零件,复 杂 型 面,刀 具,模 具,二、加工规准的选择,1、峰值电流Im(Ie),Im 加
5、工电流、单个脉冲能量、放电痕、Ra、损耗 加工精度,过大或过小，会使加工速度慢，加工状态不稳定；投入功放管数量愈多，加工电流会增大。厚的工件，选择较大加工电流 。,一般加工电流幅值小于40A，平均电流小于5A。,2、脉冲宽度（ton或ti）,ton 单个脉冲能量、放电痕、Ra、切割速度,加工稳定,一般ton=2-60s范围内，当ton40s后，加工速度提高不多，但电极丝损耗却在增大。,3、脉冲间隔（toff或to）,一般t0ff=10-250，工件厚度大， t0ff加大,对切割速度影响大，Ra影响小,toff f、放电次数、平均电流、切割速度,t0ff太小：电蚀产物不易排除、间隙来不及消电离、
6、加工不稳定，易烧伤、断丝 t0ff太大：切割速度太慢，严重时不能进给，加工不稳定,脉冲间隔比toff /ton选择,4、电压幅值或峰值电压（Um）,Um 加工电流、切割速度、加工间隙、Ra 加工精度,加工间隙大，有利于排除电蚀产物和消电离，提高加工稳定性和脉冲利用率,电压幅值常在60120V之间进行选择。由于机型不同，选择电压幅值也有差别，控制档位也有所不同，一般通过档位可调的波段开关来控制加工电压的幅值。,结论：,（1）切割速度V：,（2）粗糙度Ra：,Ra,V,（3）稳定性：,Im、ton、f、Um,Im、ton、Um,Um toff适当： toff4ton,加工稳定性,脉冲利用率高,电规
7、准对工艺指标的影响,快走丝线切割加工电参数的选择,40mm以下的钢，一般参数怎么设置都能切，脉宽大了，电流大就能快一些，反之就慢一些而粗糙度好一点。40-100mm的钢，就一定有大于20s的脉宽和大于6倍脉宽的间隔，峰值电流也一定达到12A以上，以保证有足够的单个脉冲能量和足够排除蚀物的间隔时间。 100-200mm的钢，就一定有大于40s的脉宽和大于10倍脉宽的间隔，峰值电流应维持在20A以上，此时保证足够的火花爆炸力和蚀除物排出的能力已是至关重要了。 200mm以上的钢，已属大厚度切割的范围，最重要的是让单个脉冲能量达到0.15(伏.安.秒)，也就是100V，25A，60s或100V，30
8、A，50s；125V，30A，40s；125V，40A，30s；为不使丝的载流量过大，12倍以上的脉冲间隔已是必备条件了。 对一些特殊材料，如电导率低的氧化铝、氧化硅等导电陶瓷材料，单晶硅、聚晶金刚石等晶体材料和磁性材料等，把电压幅值提高到120-150V甚至200V，对加工稳定和消除短路是很有效的。,三、工作介质的选择,1、基本要求 （1）一定的绝缘性能；（2）较好的洗涤性能；（3）较好的冷却性能；（4）对环境无污染、配制方便、寿命长。,2、对工艺指标的影响 （1）自来水、蒸馏水、去离子水等水类工作液：对放电间隙冷却效果较好，但切割速度低、易断丝；洗涤性能差，对放电产物排除不利，放电间隙状态
9、差，表面黑脏。 （2）煤油：介电强度高、放电间隙小、排屑困难、切割速度低，但润滑性能好、不易断丝。 （3）乳化型工作液：乳化液的介电强度比水高，比煤油低，冷却能力比水弱，比煤油好，洗涤性比水和煤油都好，有利于排屑，切割速度高。,结论：,快走丝：乳化液；,慢走丝：煤油、去离子水等。,四、电极丝的选择,1、要求： 电极丝应具有良好的抗电蚀性、抗拉强度，材值均匀。,2、常用电极丝 快走丝：有钼丝、钨丝、钨钼丝等。钨丝用于窄缝精加工，价格昂贵；常用钼丝，抗拉强度高。 慢走丝：一般用黄铜丝（国外是内为黄铜丝，外镀熔点较低的锌或锌合金)，切割速度较高。切割细微缝槽或要求较小圆角时采用钨丝或钼丝，最小直径可
10、为0.030.06mm。,结论：,快走丝： 走丝速度为810m/s，0.080.22mm钼丝，往复循环，加工精度为0.01mm，表面粗糙度Ra1.66.3m。工作液为乳化液，如：DX-1、TM-1、502型。 慢走丝: 走丝速度是0.001-0.25m/s，0.030.35mm铜丝，单向移动，可达到加工精度0.001mm， 表面粗糙度为Ra5mm。,B、夹压方法、切割路径 不便在凸模外钻穿丝孔，改变切割路线及夹压位置可减小或避免变形。,C、凹模切去的实体部分太多 淬火前先将中部去除，留2-3mm线切割余量，减少切割应力。 D、凹模尖角处易应力集中 尖角处设适当圆角，避免应力集中 E、热处理不当 保证硬度前提下，较低淬火温度、较缓慢的加热、冷却速度；对易变形、开裂件，切割后进行180-200、4h回火。 F、其它 分粗、精两次切割，粗切为精切留约0.5mm余量。,小结：,线切割加工的一点原理、八大特点、五类应用、六种分类方式 电规准对工艺指标影响的三点规律 常用的两种工作介质、电极丝 工件的五种装夹方式 预防变形的六条措施,作业：,复习和预习P121-130,
