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1、1,第三章 电火花线切割加工线切割加工的基本概念：（Wire Cut EDM WEDM）用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割。一、线切割加工的原理利用移动的细金属导线（钼丝或铜丝）作电极，对工件进行脉冲放电、切割成形。根据切割速度的不同，将线切割机床分为两类：高走丝电火花切割机床，一般走丝速度为810m/s，这是我国独创的电火花线切割机床模式。慢走丝电火花切割机床，一般走丝速度为0.2m/s，这是国外生产和使用的主要机种。从机床的控制方式上来看，以前机床多采用靠模仿形、光电跟踪控制方式，现在多采用数控系统进行控制。线切割机床原理，见图3-1。,2,3,二、线切割机床的特点1、 电火
2、花线切割与电火花成型加工机床的共同点：1）电压、电流波形与电火花加工相似；2）加工机理、生产效率、表面粗糙度等工艺规律，及材料的可加工性相似。,4,2、电火花线切割与电火花成型加工机床的不同点：1）由于电极工具线较细，所以加工过程中采用较小的电规准，属中、精加工。正极加工；2）采用水、或水基工作液，不会引起火灾；3）一般没有稳定的电弧放电状态。因为电极丝与工件始终有相对运动。4）电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。这是由于电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质。只有当工件将电极丝顶弯，偏移一定距离（几微米几十微米）时，移动摩擦，将绝缘介质减薄到可被击穿的程度，才产生火花
3、放电。5）省掉了成形的工具电极；6）可加工微细异形孔、窄缝、复杂形状的工件；7）长电极丝加工，使单位长度上电极丝的损耗少，因此对加工精度影响小。,5,三、线切割加工的应用范围：1）加工模具；2）加工成型电极；3）加工零件。不用制造模具，缩短制造周期。,6,第二节 电火花线切割加工设备电火花线切割机床的设备组成：一、机床本体1、床身部分；2、坐标工作台；3、走丝机构，给电极丝一定的速度， 并保持一定的张力。为了减轻电极丝的振动，采用蓝宝石V形导向器、圆孔金刚石模块导向器。4、锥度切割装置：（1）偏移式丝架；（2）双坐标联动装置，参见图3-6，解释其原理。,7,线切割机床具体指标实例,（1）型号：
4、DK7740大锥度数控线切割机床（4轴联动）或DK7732E （2）技术指标：工作台台面尺寸：608360mm工作台行程：320400mm最大切割厚度：300mm最大切割锥度：6/100精度：0.015mm粗糙度um：Ra2.5生产率: 140m/min电极线（钼丝）：0.10-0.20工作液：DX-1DX-4混合皂化液脉冲电源：GD-8控制柜：CNC-8B CNC-10T CNC-10B CNC-10A工作电源：380V/415V 50HZ三相3-phase功耗：1.5 KW机床尺寸：155115145重量：1.3 T 四轴四联动 最大摆动角度30 CAD/CAM一体化备注：变跨距（3）供应
5、厂家：苏州长风线切割有限公司、北京迪蒙卡特公司。（4）需要说明的问题：具体技术指标，应待于有关供应厂家商定后确定，否则特殊定制的产品价格方面讲极其昂贵。,8,9,北京迪蒙卡特公司,北京迪蒙卡特公司专业生产大锥度、大规格数控电火花线切割机及精密电火花成型机。数控电火花线切割机床，产品规格从7725CTW800品种齐全，最大加工厚度可达到500mm（特殊定制切割厚度可达到800mm）。机床的“四连杆” 专利结构可保证15306080锥度工件的加工精度。 机床适用于各类模具加工外，还适于直（斜）齿轮，花键及异型刀具的加工。精密电火花成型机控制柜采用全套日本沙迪克电路设计，技术先进，质量稳定可靠。电极
6、损耗小，加工精度及加工效率较高。 机床主轴采用抗扭性好的矩形结构。驱动采用宽调速直流伺服电机。电源具有自适应放电加工控制，定时抬刀，抬刀高度控制，正反向控制，油路、油温控制，自动报警安全装置，防积碳等功能。Z轴单轴数控，X、Y轴采用精密光栅数显座标显示。键盘输入，内存70组加工参数、提供30组加工参数存储空间。,10,二、脉冲电源（1）线切割加工对脉冲电源的要求：1）脉宽较窄，260微秒；2）单个脉冲能量，平均电流15A。（2）线切割脉冲电源的种类1）晶体管矩形波脉冲电源，广泛用于高速走丝机床；2）高频分组脉冲电源：有效解决：切割速度与表面粗糙度的矛盾问题；3）并联电容型脉冲电源：常用于低速走
7、丝线切割机床；4）低损耗电源：见图3-12 原理：减小放电电流的上升率，可降低电极丝的损耗。,11,三、工作液循环系统（1）工作液类型的选择：慢走丝机床，选用去离子水；在有特殊加工精度要求时，采用绝缘性能更好的煤油。高速走丝机床，选用专用乳化液。型号很多，有的适用于快速加工、有的适用于大厚度加工。（2）循环装置的组成：泵、液箱、过滤器、管道、流量控制阀。,12,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术一、线切割控制系统1、轨迹控制：获得各种加工形状及尺寸；2、加工控制功能1）进给速度控制：自动调整伺服进给速度，保持某一平均放电间隙；2）短路回退：经常记忆电极丝走过的路线，发生短路时，减小电规，并
8、按原来的路线快速回退；3）间隙补偿：数控系统所控制的运动轨迹，是电极丝中心运动的轨迹，所以，加工有配合间隙要求的凸、凹模时，应进行偏移控制。偏移数值的大小=放电间隙+电极丝的半径；4）图形的缩放、旋转和平移；5）适应控制：在工件厚度变化的场合，能自动的改变预置的进给速度或电参数（包括：加工电流、脉冲宽度、间隔等）；6）自动寻找中心：电极丝同过找正，自动停止在孔的中心处；7）信息显示：动态显示程序号、计数长度等轨迹参数；显示电规准参数和切割轨迹图形。,13,二、线切割编程要点：3B(4B、5B)格式；ISO或EIA格式。三、自动编程：自动编程系统；进行图形扫描，自动编程系统。,讲解P66编程实例
9、BBB40000GxL1B1B9B90000GyL1B30000B40000B60000GxNR1B1B9B90000GyL4,14,第四节 影响线切割工艺指标的因素一、线切割加工主要工艺指标：1、 切割速度：1）切割速度的概念：在保持一定的表面粗糙度的情况下，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和。mm2/min；高速走丝的切割速度为4080 mm2/min;2）切割效率：每安培电流的切割速度，一般切割效率为20 mm2/(minA)2、表面粗糙度：高速走丝：Ra52.5微米，最佳Ra1微米；慢速走丝：Ra1.25微米，最佳Ra0.2微米。3、电极丝损耗量：0.01mm/10000m2
10、；4、加工精度：快速走丝：0.010.02mm；慢速走丝：0.0050.002微米。,15,二、电参数的影响1、脉冲宽度ti=260微秒，分组脉冲及光整加工时可小至0.5微秒 以下2、脉冲间隔：t0减小时，平均电流增大，切割速度加快，但，脉间过小，易引起电弧和断丝。一般，t0=(48)ti。 3、开路电压：开路电压增加，会增加丝损。4、放电峰值电流：放电峰值电流加大，切割速度加快，表面粗糙度降低，电极丝损耗比加大，甚至断丝。 一般：高速走丝，峰值电流小于40A，平均电流小于5A; 低速走丝，由于脉宽窄，电极丝又粗，峰值电流有时大于100A，甚至500A。5、放电波形：1）高频分组脉冲，加工效果
11、较好； 2）电流波形，前沿上升比较缓慢时，电极丝损耗少； 3）当脉宽较窄时，必须有较陡的前沿才能进行有效的工。,16,三、非电参数的影响1、电极丝及其移动速度（走丝速度）（1）电极丝直径的影响：1）粗可提高张力，减轻丝振，提高零件的加工精 度；2）影响切缝宽度、和允许的峰值电流；3）影响切削速度：粗速度高。（2）走丝速度的影响：1）高：有利于向放电间隙中带入更多的切削液； 有利于电视产物的排出； 缺点：振动大，加工精度低、表面粗糙度低，易断丝。2）低：直径选择的范围大； 允许较大的电流峰值和气化爆炸力； 振动小，加工精度高、表面粗糙度高。,17,2、工件厚度及材料（1）工件厚度的影响：薄：有利
12、于进入切削液；电极丝易振动，加工精 度低；厚：不利于进入切削液；电极丝不易振动，加工精度高，表面粗糙度高。 厚度大于50100mm时，速度下降。（2）材料的影响：1）加工铜、铝、淬火钢时，易；2）加工不锈钢、磁钢、未淬火高碳钢时，稳定性差、切削速度低，粗糙度低；3）加工硬质合金时，比较稳定，表面粗糙度高。,18,3、预置进给速度预置进给速度的目的：紧密跟踪工件的蚀除速度。快频繁断路；慢偏开路、造成时开时断。理想状态：电压表或电流表稳定不动。四、合理选择电参数1、要求切割速度高时：脉冲电源空载电压高、断路电流大、脉冲宽度大；2、要求表面粗糙度好时：选用分组波的电源，脉宽小、脉间适当、峰值电压低、
13、峰值电流小；3、要求电极丝损耗小时：选用前阶梯脉冲波形，或脉冲前沿上升比较缓慢的的波形。di/dt小。4、要求切割厚工件时：选用矩形波、高电压、大电流、大脉宽；选用大脉间，可充分消电离。,19,五、合理调整变频进给的方法进给速度应及时地调节，不是固定不变的。进给速度低于工件的蚀除速度，偏开路；进给速度高于工件的蚀除速度，偏断路。1、用示波器观察和分析加工状态（P71 图3-17）1）进给速度过高（过跟踪），间隙中空载电压消失，接近于断路，加工表面发焦呈褐色，工件上下面均有过烧现象；2）进给速度过低（欠跟踪），间隙中空载电压波形较浓，接近于开路，加工表面亦发焦，呈淡褐色，工件上下面均也有过烧现象；3）进给速度稍低（欠佳跟踪），间隙中空载、加工、断路三种波形均较明显，波形比较稳定。加工表面较粗较白，两端面有黑、白交错相间的条纹；4）进给速度稍适宜（最佳跟踪），间隙中空载及断路波形弱，加工波形浓而稳定。加工表面细而亮，丝纹均匀，表面粗糙度高。,20,2、用电压电流表，观察分析加工状态的方法使指针摆动量最小，或不动。最佳。3、按加工电流和短路电流的比值，来调节电流表上指示的电流，调到大约等于断路电流的7080%。第五节 线切割加工工艺及其扩展的应用 见光盘演示。,21,
