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1、第8章 数控线切割加工工艺,第8章 数控线切割加工工艺,8.1 数控线切割加工工艺概述,8.2 数控线切割加工工艺的制订,8.3 典型零件的线切割工艺案例,1,3,2,本章主要内容,8.1 数控线切割加工工艺概述,8.1.1 数控线切割机床工作原理及特点 8.1.2 数控线切割加工的应用范围 8.1.3 数控线切割加工的主要工艺指标 8.1.4 影响线切割加工质量的主要因素,本节主要内容,1数控线切割工作原理 2加工特点,8.1.1 数控线切割机床工作原理及特点,数控线切割机床通常分为两大类： 一类是高速走丝(快走丝)数控线切割机床 另一类是低速走丝(慢走丝)数控线切割机床 高速数控线切割机床
2、的基本工作原理如图8-1所示,1数控线切割工作原理,1）工件的变形很小 2）不需要制作专用电极 3）可以加工形状复杂的工件 4）可加工异形体等零件 5）可以加工硬度很高或很脆的材料 6）可以方便地对影响加工精度的加工参数进行调整 7）工作液采用水基乳化液，成本低 8）不能加工非导电材料 9）金属去除率低，因此加工成本高,2加工特点,图8-1 数控线切割机床的基本工作原理 1数控装置 2信号 3储丝筒 4导轮 5电极丝 6工件 7脉冲电源 8下工作台 9上工作台 10垫铁 11步进电机 12丝杠,1）加工模具 3）加工零件 2）加工电火花成形加工用的电极,8.1.2 数控线切割加工的应用范围,1
3、切割速度 单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面 积总和称为切割速度，单位为mm2/min 2表面粗糙度 一般为Ra1.252.5 3电极丝损耗量 加工精度在0.010.02mm左右 4加工精度 用电极丝在切割l0000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示,8.1.3 数控线切割加工的主要工艺指标,1电参数对线切割加工指标的影响 2非电参数对线切割加工指标的影响 3其他因素对线切割加工的影响 4诸因素对工艺指标的相互影响关系,8.1.4 影响线切割加工质量的主要因素,脉冲宽度ti 脉冲间隔to 开路电压ui 放电峰值电流ie 放电波形 极性 变频、进给速度,1电参数对线切割加工指标的影响,电极
4、丝直径 常用电极丝直径一般为0.120.18mm(快走丝) 电极丝松紧程度 一般高速走丝线切割机床钼丝张力应为510N。 电极丝垂直度 图8-4 导轮水平方向径向跳动 电极丝走丝速度 高速走丝线切割加工时的走丝速度一般以小于10m/s为宜。图8-5 工件厚度对切割速度的影响 工件材料为T10淬火钢；铝丝直径为22mm； 丝速7m/s；采用浓度为10的乳化液； ti=30m；to=50m；ie=30A 工件厚度及材料 工作液 切割速度与工件厚度h的关系如图8-5所示,2非电参数对线切割加工指标的影响,图8-2电极丝直径对切割速度的影响曲线 工件材料Cr12，HRC55，厚度40mm， 电极趁Mo
5、，丝速11m/s，工作液15DX- l,图8-3 放电切割时 电极丝弯曲滞后,图8-4 导轮水平方向径向跳动,图8-5 工件厚度对切割速度的影响 工件材料为T10淬火钢；铝丝直径为22mm； 丝速7m/s；采用浓度为10的乳化液； ti=30m；to=50m；ie=30A,机械部分的精度 传动误差,3其他因素对线切割加工的影响,8.2 数控线切割加工工艺的制订,8.2.1 零件图的工艺性分析 8.2.2 线切割加工工艺准备 8.2.3工件的装夹和位置校正 8.2.4 线切割加工参数的选择,本节主要内容,1凹角和尖角的尺寸分析 2表面粗糙度和加工精度分析,8.2.1 零件图的工艺性分析,如图8-
6、6所示，即 。加工凸模类零件时，电极丝中心轨迹应放大；加工凹模类零件时，电极丝中心轨迹应缩小，如图8-7所示。 间隙补偿量JB。 （81） 加工凸模时取“+”值，加工凹模时取“”值。 加工凹角时 （82） 加工尖角时 （83）,图8-6 电极丝与工件位置的关系 图8-7 电极丝中心运动轨迹与给定图线的关系,采用线切割加工时工件表面粗糙度的要求可以较机械加工法减低半级到一级。 切割加工精度一般为6级左右,1电极丝准备 2工件准备,电极丝材料选择 电极丝直径的选择,图8-8 电极丝直径 与拐角半径的关系,工件材料的选择和处理 工件加工基准的选择 以外形为校正和加工基准 以外形为校正基准，内孔为加工
7、基准如图8-9所示。 穿丝孔的确定 切割凸模 切割凹模。 穿丝孔直径 切割路线的确定图8-10所示 二次切割法，如图8-11所示 工作液的选择,图8-9 加工基准的选择,图8-10 切割起点与切割路线的安排,图8-11二次切割孔类零件 1第一次切割的理论图形； 2第一次切割的实际图彤； 3第二次切割的图形,1对工件装夹的基本要求 2工件的装夹方式 3常用夹具的类型和用途 4工件的找正 5确定电极丝坐标位置的方法,8.2.3工件的装夹和位置校正,1）装夹基准面清理 2）保证夹具定位精度 3）工件位置适当 4）夹紧力作用点适当 5）考虑辅助装置。如图8-13所示,图8-12 两个侧面固定工件,图8
8、-13 辅助工作台和夹具,悬臂支承方式。如图8-14所示 两端支承方式。如图8-15所示 桥式支承方式。如图8-16所示 板式支承方式。如图8-17所示 复式支承方式。如图8-18所示,图8-14 悬臂支承夹具 图8-15 两端支承夹具,图8-16 桥式支承夹具 图8-17 板式支承夹具,图8-18 复式支承夹具,压板夹具 磁性夹具图8-19所示 分度夹具。如图8-20所示,图8-19磁性夹具的工作原理,图8-20分度夹具 1电极丝 2工件 3螺杆 4压板 5垫板 6轴承 7定位板 8定位销 9底座 10工作台,拉表法图8-21所示 划线法。如图8-22所示 图8-23 固定基面靠定法。,图8
9、-21 拉表法找正 图8-22 划线法找正,图8-23 固定基面靠定法找正,目视法 图8-24所示 图8-25所示 火花法 图8-26所示 自动找中心法 图8-27所示,图8-24 观测基准面确定电极丝位置 图8-25 观测基准线确定电极丝位置,图8-26 火花法确定电极丝位置 图8-27 找电极丝中心,1脉冲电源参数的选择 2速度参数的选择 3工作液参数的选择 4线径偏移量的确定 5多次切割加工参数的选择,8.2.4 线切割加工参数的选择,空载电压 空载电压可参考表8-3进行选择 放电电容 脉冲宽度和脉冲间隔 峰值电流ie 表8-4是不同直径钼丝可承受的峰值电流,进给速度 走丝速度,工作液的
10、电阻率 参考表8-5进行选择 工作液喷嘴的流量和压力,有关参数可按表8-6进行选择,8.3 典型零件的线切割工艺案例,8.3.1 典型零件线切割工艺技巧 8.3.2冷冲模线切割工艺 8.3.3复杂形状零件线切割工艺,本节主要内容,1复杂工件的数控线切割加工工艺 2不易装夹工件的装夹方法 3薄片工件切割工艺,1）尺寸精度高、表面粗糙度低的工件及窄缝、薄壁工件的加工 2）大厚度、高生产率及大工件的加工,1）坯料余量小工件的装夹方法图8-28所示 2）切割圆棒工件时的装夹方法图8-29所示 3）切割六角形薄壁工件时的装夹方法图8-30所示 5）加工无夹持余量的工件的装夹方法。图8-32所示 4）加工
11、多个复杂工件的装夹方法。图8-31所示,图8-28 坯料余量小工件的装夹,图8-29 切割圆棒工件时的装夹,图8-30 六角薄壁零件的装夹,图8-31 多个复杂工件的装夹,图8-32 无夹持余量的工件的装夹,图8-33 不锈钢带切割 图8-34 硅钢片的夹紧,1）不锈钢带切割 2）硅钢片切割,1加工工艺路线 凸模类工件图8-35所示 凹模类工件图8-36所示 2线切割加工顺序 3加工实例 数字冲裁模凸凹模的加工图8-37所示数字冲裁模(凸凹模) 大、中型冷冲模加工图8-38所示,图8-35 凸模工件示例,图8-36 凹模工件示例,图8-37 数字冲裁模(凹凸模) 图8-38卡箍落料模(凹模),图8-39 异形孔喷丝板,1复杂形状零件零件加工的特点 1）具有薄壁、窄槽、异形孔等复杂工艺结构 图8-39所示为异形孔喷丝板 2）有时出现阿基米德螺旋线、抛物线、双曲线等特殊曲线的图形。 3）图形大小和材料厚度常有很大的差别；在加工精度和表面粗糙度方面有着不同的要求。 4）品种多，批量大小不定。 2、加工实例 图8-39所示为异形孔喷丝板,Thank You!,
