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1、- 1 -,放电加工-线切割,缩写：Wire-EDM,- 2 -,Wire-EDM,开始于原苏联的新工艺市场覆盖率大于60%水平较高的是瑞士、日本已经涉及精密微细加工领域,采用线切割模具加工出的IC芯片引脚,一级方程式赛车零件,- 3 -,加工形状不再是2D，而扩展到3D,Wire-EDM,采用线切割加工出的三维零件,- 4 -,采用简单的线状电极替代成型电极 简化电极的制作电极丝源源不断地贯穿工件的加工区电极损耗得以均匀分 布，减少或得到补偿,一、线切割加工的构思及原理,1. 构思：,- 5 -,一、线切割加工的构思及原理,2. 原理：,线切割加工原理图,- 6 -,电压、电流波形类似加工机
2、理、生产率、Ra、材料可加工性等类似,二、线切割加工的特点,1.与电火花成型加工的共性：,- 7 -,正极性加工采用水或水基工作液，安全，但有电解没有稳定的电弧放电状态疏松接触式放电现象节省成型电极、缩短新品试制周期切缝窄，节省材料并提高加工效率损耗分散化，提高精度,一、线切割加工的构思及原理,2. 特性：,- 8 -,三、线切割加工的应用范围,模具加工：,IC芯片引脚框架模,- 9 -,电火花成型电极的加工,零件加工,三、线切割加工的应用范围,线切割零件,- 10 -,往复走丝快速快走丝电火花线切割（810m/s）慢速自旋转式慢走丝线切割（312m/s）单向走丝慢走丝线切割（0.2m/s）,
3、第一节 电火花线切割加工概述,四、线切割加工的分类,- 11 -,波形图,一、快走丝线切割加工的外部表现,1. 快走丝线切割放电波形的特点：,线切割加工中的波形图,线切割加工中的波形图,- 12 -,与成型加工 波形基本一致同一脉冲宽度内，可以出现多种形式的状态转换击穿延时与击穿后的放电状态无关没有检测到稳定拉弧放电有电解现象,一、快走丝线切割加工的外部表现,1. 快走丝线切割放电波形的特点：,- 13 -,一、快走丝线切割加工的外部表现,2. 快走丝线切割的微观蚀除特性：,蚀除坑的微观照片,- 14 -,现象：放电坑大多为椭圆形，长轴方向与运丝方向一致残留物堆积在椭圆长轴的一端，且有被电极丝
4、划过的痕迹单次放电会出现多个放电坑,一、快走丝线切割加工的外部表现,2. 快走丝线切割的微观蚀除特性：,- 15 -,分析：电极丝的高速运动导致放电坑呈椭圆形；单个放电期间，放电通道沿工件表面是运动的；电极丝的高速运动；极间介质被电极丝所带动；多坑表明放电通道可以跳跃转移，不止一次的击穿和不止一种的击穿方式；放电间隙：0.0020.01mm；,一、快走丝线切割加工的外部表现,2. 快走丝线切割的微观蚀除特性：,- 16 -,上海电表长张维良工程师,一、快走丝线切割加工的外部表现,2. 快走丝线切割的“疏松接触”式放电现象：,疏松接触观察实验装置,- 17 -,床身工作台,二、快走丝线切割加工机
5、床,1. 机床本体：,- 18 -,丝筒机构,二、快走丝线切割加工机床,1. 机床本体：,快速走丝线切割机床绕丝筒原理,- 19 -,运丝及张力机构,二、快走丝线切割加工机床,1. 机床本体：,- 20 -,恒张力机构,二、快走丝线切割加工机床,1. 机床本体：,- 21 -,蓝宝石V形导向器和圆孔 金刚石导向器减少振动,二、快走丝线切割加工机床,1. 机床本体：,锥度切割,- 22 -,钼丝 0.080.2mm,正极性加工电极丝细 允许脉冲能量小脉冲宽度、脉冲电流小宜采用正极性加工,二、快走丝线切割加工机床,2. 脉冲电源：,3. 电极丝：,- 23 -,电阻率低于成型加工：103104cm
6、洗涤性能冷却能力环保性乳化液,二、快走丝线切割加工机床,4. 工作液循环系统：,- 24 -,丝刚性差电极丝振动电极丝的退让精度下降,二、快走丝线切割加工机床,5. 快走丝线切割系统结构特点：,- 25 -,相对切向运动利于介质更换无拉弧 放电的转移提高光洁度 机床动态性能不好，高速部件易损，丝耗影响精度,二、快走丝线切割加工机床,5. 快走丝线切割系统结构特点：,- 26 -,龙门式,二、快走丝线切割加工机床,6. 其他快走丝线切割机床：,江南电子龙门式线切割机床,- 27 -,龙门式,二、快走丝线切割加工机床,7. 工件：,- 28 -,加辅助旋转轴所加工的复杂形状工件,二、快走丝线切割加
7、工机床,7. 工件：,螺旋体闭合,螺旋体旋开,- 29 -,加辅助旋转轴所加工的复杂形状工件,二、快走丝线切割加工机床,7. 工件：,弹簧,正弦连轴器,- 30 -,最大切割速度：218mm2/min最好的表面粗糙度：1um 最高加工精度105um最大切割厚度：1000mm最大切割锥度 ：90,三、快走丝线切割加工现状,- 31 -,断丝的预报与防断丝对策恒张力机构的研究大锥度机床的关键技术自动编程技术,四、快走丝线切割加工的发展方向,- 32 -,走丝速度慢，振动小，精度高，机床寿命长丝不重复使用，单向移动，不回收损耗小，加工精度高采用铜丝作为电极丝采用去离子水作为工作液有时采用浸液式加工,
8、一、慢走丝线切割加工的特点,- 33 -,二、慢走丝线切割加工的运丝原理,- 34 -,二、慢走丝线切割加工的运丝原理,- 35 -,三、慢走丝线切割加工的自动断丝,CHARMILLES的断丝原理,- 36 -,三、慢走丝线切割加工的自动断丝,- 37 -,四、慢走丝线切割机床及加工,CHMER的慢走丝线切割机床,AGIE的慢走丝线切割机床,- 38 -,四、慢走丝线切割机床及加工,线切割加工引脚模,线切割加工状态-冲液,- 39 -,四、慢走丝线切割机床及加工,线切割放电CHARMILLES浸液式,慢走丝线切割机床SODICK-直线电机,- 40 -,五、慢走丝线切割加工实例,慢走丝工件SO
9、DICK直线电机-回转体,慢走丝线切割工件,- 41 -,五、慢走丝线切割加工实例,慢走丝线切割工件（CHMER）,慢走丝线切割工件（CHMER）,- 42 -,五、慢走丝线切割加工实例,慢走丝线切割工件SODICK直线,慢走丝线切割工件SODICK直线,- 43 -,五、慢走丝线切割加工实例,双线切割工件（CHARMILLES）,线切割工件CHARMILLES-大锥度,- 44 -,五、慢走丝线切割加工实例,线切割工件CHARMILLES-IC引脚冲模,- 45 -,一、总体结构,- 46 -,二、运丝及自旋转机构,- 47 -,周转轮系n3=n1*Z1*Z3/Z2*Z4,n1,n3,Z1,
10、Z2,Z3,Z4,二、运丝及自旋转机构,- 48 -,电火花加工和无火花磨削加工的复合加工，改善加工工件表面粗糙度；改串行排屑方式为并行，排屑好，无拉弧;恒张力，从而可进行二次和多次加工；电极丝高速旋转，可加工内、外尖角；改单边损耗为圆周损耗，降低了损耗速度，延长寿命；,三、性能优势,- 49 -,四、加工,自旋转式线切割加工,- 50 -,电极丝的直径决定了切缝的大小丝速与加工速度的关系,一、电极丝及移动速度对工艺指标的影响,- 51 -,恒张力机构改善丝的波动慢走丝的张力均匀，振动小，加工指标好,一、电极丝及移动速度对工艺指标的影响,- 52 -,太薄，丝抖动，精度与粗糙度不好；薄，易消电
11、离，加工稳定；厚，工作液 难以进入，加工不稳定，但 丝不易抖动，精度与粗糙度好。,二、工件厚度及材料对工艺指标的影响,1.工件厚度对工艺指标的影响：,- 53 -,铜、铝、淬火钢：稳定，速度高；不锈钢、磁钢、未淬火高碳钢：稳定性差，速度低，表面质量不好；硬质合金：稳定，速度低，表面质量好,二、工件厚度及材料对工艺指标的影响,2.工件材料对工艺指标的影响：,- 54 -,太快短路多速度低 上下端面呈焦黄色 表面粗糙度差 断丝太慢开路多或振荡速度低 上下端面呈焦黄色“紧密跟踪”,三、预置进给速度对工艺指标的影响,- 55 -,热处理残余应力大面积切割应力分配变形精度,对策：,材料的选择：CrWMn，Cr12Mo、GCr15合金工具钢合理的切割路线：,四、工件材料内部残余应力对加工的影响,- 56 -,四、工件材料内部残余应力对加工的影响,（a）错误的切割路线 （b）正确的切割路线,
