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1、四川工程职业技术学院四川工程职业技术学院落料模凹模落料模凹模各种零件的加工多孔窄缝加工数控线切割任务数控线切割任务 四川工程职业技术学院四川工程职业技术学院特特 种种 加加 工工直接利用电能、光能、声能、热能、化学能、电化学能及特 殊机械能等多种形式的能量实现去除或添加材料的工艺方法来完 成对零件的成型加工。四川工程职业技术学院四川工程职业技术学院数控电火花线切割概述及工艺基础数控电火花线切割概述及工艺基础一、电火花加工概述一、电火花加工概述电火花加工又称放电加工(ElectricalDischargeMachining，简称EDM) 是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。按加工方式不同电
2、火花加 工又分为电火花成形加工、电火花线切割加工!1 1、电火花加工原理、电火花加工原理电火花成形加工原理第一阶段：放电通道形成第二阶段：放电通道形成高温 第三阶段：蚀除物抛出，介质恢复绝缘电火花成形加工的基本原理:是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求!由于放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。【日本、英国、美国称之为放电加工，俄罗斯称之为电蚀加工。】2 2、电火花加工相关知识（、电火花加工相关知识（题外话题外话）电腐蚀现象早在20世纪初就被人们发现，【例如：在插头或电器开关触点开、闭时，往往产生火花
3、而把接触表面烧毛，腐蚀成粗糙不平的凹坑而逐渐损坏。】长期以来，电腐蚀一直被认为是一种有害的现象，人们不断地研究电腐蚀的原因并设法减轻和避免电腐蚀的发生。1940年前后，前苏联科学院电工研究所拉扎连柯夫妇的研究结果表明，电腐电腐蚀的主要原因是：蚀的主要原因是：电火花放电时火通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、汽化而被蚀除掉，形成放电凹坑。但只要掌握规律，在一定条件下可以把坏事转化但只要掌握规律，在一定条件下可以把坏事转化为好事，把有害变为有用。为好事，把有害变为有用。这样，人们在研究抗电腐蚀办法的同时，开始研究利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工，终于在1943年
4、拉扎连柯夫妇研制出利用电容器反复充电放电原理的世界上第一台实用化的电火花加工装置，并申请了发明专利，以后在生产中不断推广应用，拉扎连柯因此被评为前苏联科学院院士。 实践经验表明，要把有害的火花放电转化为有用的加工技术，必须实践经验表明，要把有害的火花放电转化为有用的加工技术，必须创造条件创造条件，做到以下几点：，做到以下几点： n必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙；n脉冲波形是单向的； n放电必须在具在有一定绝缘性能的液体介质中进行； n有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属被熔化或气化。 电电电电极极工件工件工作液工作液电电电电子子 初始状态介质电离、击穿，
5、 形成放电通道火花放电产生熔化、 气化、热膨胀抛出蚀除物间隙介质消电离 （恢复绝缘状态）3 3、电火花加工的特点、发展和应用、电火花加工的特点、发展和应用没有机械力施加在工件上、无宏观切削力 传统加工需要的较大的夹紧力传统加工受工件材料硬度限制不受工件材料硬度等方面的限制EDM只须很小的夹紧力EDM不受工件材料硬度限制目前这一工艺技术已广泛用于加工淬火钢、不锈钢、模具钢、硬质合金等难加工材 料，以及用于加工模具等具有复杂表面的零部件，在民用和国防工业中获得愈来愈多的 应用，已成为切削加工的重要补充和发展。 19551955年前苏联年前苏联 19681968年瑞士年瑞士 7070年代中国年代中国
6、极性效应概念 火花放电时电极和工件都会被蚀除掉，但蚀除的速度是不同的，这种现象称为极性效应！ 产生 原因 由于电子的质量小、离子质量大，它们在电 场力作用下轰击阳极和阴极的能量不同。 长脉冲加工时，正离子对负极的轰击能量大 ，工件接负极（称负极性加工）。短脉冲加工 时正好相反！电极材料常用电极材料种类电极材料 的选用应选择损耗小、加工过程稳 定、生产率高、机械加工性 能良好、来源丰富、价格低 廉的材料作电极材料 型腔加工常用电极材料主要是石墨； 电火花穿孔：紫铜、铸铁、钢等。 紫铜：紫铜组织致密，适用于形状复杂轮廓清晰、 精度要求较高模具。 石墨电极容易成形，密度小，宜作大、中型电极 电电极材
7、料 电电火花加工性能机械加 工性能说说 明 加工稳稳定性电电极损损 耗钢钢较较差中等 好在选择电选择电 参数时应时应 注意加工的稳稳定性铸铸 铁铁一般中等 好石 墨 尚好 较较小 尚好机械强度较较差，易崩角黄 铜铜 好 大 尚好电电极损损耗太大紫 铜铜 好 较较小 尚好磨削困难难铜钨铜钨 合金 好 小 尚好价格贵贵，多用于深孔、直壁孔、硬质质合金穿孔银钨银钨 合金 好 小 尚好价格昂贵贵，用于精密及有特殊要求的加工4 4、电火花线切割加工原理、电火花线切割加工原理电火花线切割加工(WireCutEDM，简称 WEDM)是在电火花加工基础上发展起来的一种新 的工艺形式，是用线状电极(铜丝或钼丝)
8、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。 电火花线切割加工的基本原理：电火花线切割加工的基本原理：是利用移动 的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉 冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极) 进行脉冲火花放电、切割成形。 5 5、电火花线切割加工的特点、电火花线切割加工的特点电火花线切割具有电火花加工的共性，“以柔克刚以柔克刚”，常用来加工淬火钢 和硬质合金，对于非金属材料的加工，也正在开展研究，当前绝大多数的线切 割机，都采用数字程序控制，其工艺特点为： 适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬 火钢、硬质合金、耐热合金等。 以金属线为工具电极，节
9、约了电极设计和制造费用 和时间，能方便地加工形状复杂的外形和通孔，能 进行套料加工。 冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节 优点优点缺点缺点被加工材料必须导电 不能加工盲孔 传统加工不可能获得直角EDM很容易获得直角1）机床分类、型号分类按控制方式分按脉冲电源形式分加工特点分靠模仿形控制光电跟踪控制数字程序控制RC电源晶体管电源晶体管电源分组脉冲电源分组脉冲电源自适应控制电源大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型， 还有切割上下异形的线切割机床等。6 6、电火花线切割加工机床简介、电火花线切割加工机床简介在加工前，预先制造出与工件形状相同的模，加 工时把工件毛坯和模同时装夹在机床工作台上， 在
10、切割过程中电极丝紧紧地贴着模边缘作轨迹移 动，从而切割出与模形状和精度相同的工件来； 在加工前，先根据零件图样按一定放大比例描绘 出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光 电跟踪台上，跟踪台上的光电头始终追随墨线图 形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控 制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运 动，从而切割出与图样形状相同的工件来； 用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照 加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数 控加工程序自动完成加工 【9595以上以上】快速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床(WEDM-HS)(WEDM-LS)线切割加工机床线切割加工机床按电极丝的走丝速度（1 1
11、）高速走丝线切割机床）高速走丝线切割机床这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8 10ms，常用的 电极丝为钼丝，加工液为乳化液。 经济性好，但运丝稳定性差，加工精度相对较低，表面较粗糙。 目前能达到的加工精度为0.01mm，表面粗糙度Ra3.20.8m （2 2）低速走丝线切割机床）低速走丝线切割机床这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2ms，常用的 电极丝为铜丝，加工液为去离子水。 运丝稳定性好，加工精度高，表面质量好，但成本高。加工精度可达0.00l mm，表面粗糙度Ra0.4m。 高速走丝系统示意图 低速走丝系统示意图 回忆： 机械加工工艺规程（数控加工内容选择
12、，有错误吗？）测试：如图所示端盖，材料：HT200，规格：170X110X50，试进行工艺分析，并 完成加工程序编制！1、装夹几次？每次如何装夹？对刀？ 2、各表面的加工方案？3、各表面的加工刀具、量具、切削用量？4、您能绘制出每次装夹下的进给路线吗？基点坐标能确定出吗 ？5、您认为工件坐标原点选择在哪里好些？为什么？尝试着编一下程序吧！机械加工工艺规程（数控加工内容选择）项目高速走丝电火花线切割机床低速走丝电火花线切割机床走丝速度8 12 ms-11 15 mmin-1走丝方向 往复 单向工作液 线切割乳化液、水基工作液 去离子水电极丝材料 钼、钨钼合金 黄铜、铜、钨、钼电源晶体管脉冲电源，
13、开路电压80 100V，工作电流15A晶体管脉冲电源，开路电压300V 左右，工作电流132A放电间隙 0.01mm 0.020.05mm切割速度 20 160 mm2min-1 20 240 mm2min-1表面粗糙度 3.2 1.6 m 1.6 0.8 m加工精度 0.01 0.02 mm 0.005 0.01 mm电极丝损耗加工（310）104 mm2时损耗 0.01 mm不计重复精度 0.01 0.002高速与低速走丝电火花线切割机床的主要区别型号国标规定的数控电火花线切割机床的型号DK7725基本含义为D如 机床的类别代号，表示是电加工机床为机床的特性代号，表示是数控机床K第一个7组
14、代号，表示是电火花加工机床第二个7快走丝线切割机床为7 慢走丝线切割机床为6 电火花成型机床为1系代号25基本参数代号 工作台横向行程为250 mm1-软盘驱动器 2-电源总开关 3-键盘 4-开机按钮 5-关机按钮 6-急停按钮 7-彩色显示器 8-电压表 9-电流表 10-机床电器按钮 11-运丝机构 12-丝架 13-坐标工作台 14-床身（1）床身 一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和固定基础，通常采用箱 式结构，应有足够的强度和刚度。床身内部安置电源和工作液箱，考虑电源的发热和工作液泵的振动，有些机床 将电源和工作液箱移出床身外另行安放。2）数控电火花线切割机床的基本组成
15、（2）坐标工作台由步进电动机、滚珠丝杠和导轨组成。带动工件实现X、Y两个坐标方向 各自的进给运动，可合成获得各种平面图形曲线轨迹。（3）走丝机构通过与储丝筒同轴的走丝电机的正反旋转使电极丝往复运行并保持一 定的张力，储丝筒再旋转的同时做轴向移动。（4）锥度切割装置电极丝是由丝架支撑，当直壁切割时，电极丝与工作台面垂直。需要锥 度切割时，采用偏移上下导轮的方法，可使电极丝倾斜一定的几何角度。主要作用是在电火花线切割加工过程中，按加工要求自动控制电极丝相对工件的 运动轨迹和进给速度来实现对工件的形状和尺寸加工。（5 5）脉冲电源脉冲电源提供工件和电极丝之间的放电加工能量。线 切割加工总是用正极性加工。（6 6）数控装置）数控装置思 考线切割加工如图凹模刃口尺寸，已知材料为Cr12， 已知凸凹模双面间隙为0.010.02 mm。讨论以下问题：落料模凹模1.分析零件图 2.选择线电极的材料和尺寸 3.确定穿丝孔的位置 4.加工过程中应注意的问题 数控线切割工艺分析数控线切割工艺分析 一、
