电火花线切割加工

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1、电火花线切割加工电火花线切割加工1.1.电火花线切割加工的原理、特点及应用电火花线切割加工的原理、特点及应用原理原理 电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原理一样，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐理一样，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理，实现零部件的加工。不同的是，电火花蚀原理，实现零部件的加工。不同的是，电火花线切割加工不需要制造复杂的成形电极，而是利线切割加工不需要制造复杂的成形电极，而是利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）作为工具电极，用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）作为工具电极，工件按照预定的轨迹运动，工件按照预定的轨迹运动，“切割切割”出

2、所需要的各出所需要的各种尺寸和形状。种尺寸和形状。特点特点1 1）不需要制造复杂的成形电极。）不需要制造复杂的成形电极。2 2）能够方便快捷地加工薄壁、窄槽、异形孔等复杂结构零件。）能够方便快捷地加工薄壁、窄槽、异形孔等复杂结构零件。3 3）一般采用精规准一次加工成形，在加工过程中大都不需要转）一般采用精规准一次加工成形，在加工过程中大都不需要转换加工规准。换加工规准。4 4）由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损）由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度的影响比较小。耗较少，从而对加工精度的影响比较小。5 5）工作液多采用水基乳化液，很少使用煤

3、油，不易引燃起火，）工作液多采用水基乳化液，很少使用煤油，不易引燃起火，容易实现安全无人操作运行。容易实现安全无人操作运行。6 6）脉冲电源的加工电流较小，脉宽较窄，属于中、精加工范畴。）脉冲电源的加工电流较小，脉宽较窄，属于中、精加工范畴。应用应用1 1）适用于各种形式的冲裁模及挤压模、粉末冶金模、）适用于各种形式的冲裁模及挤压模、粉末冶金模、塑压模等。塑压模等。2 2）高硬度材料零件的加工。）高硬度材料零件的加工。3 3）特殊形状零件的加工。）特殊形状零件的加工。4 4）加工电火花成形加工用的铜、铜钨、银钨合金等）加工电火花成形加工用的铜、铜钨、银钨合金等材料电极。材料电极。2.2.电火花

4、线切割加工机床电火花线切割加工机床 电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。控制系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。2.1 2.1 机床本体机床本体 机床本体由床身、坐标工作台、运丝机构、丝架、工作液机床本体由床身、坐标工作台、运丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部分组成。箱、附件和夹具等几部分组成。1.1.机床床身：一般为铸件、是坐标工作台、绕丝机构及丝架机床床身：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。的支承和固定基础。2.2.坐标工作台部分：一般采用坐标工作台

5、部分：一般采用“十十”字滑板、滚动导轨和丝字滑板、滚动导轨和丝杆传动副将电动机的旋转运动变为工作台的直线运动，通过杆传动副将电动机的旋转运动变为工作台的直线运动，通过两个坐标方向各自的进给移动，可合成获得各种平面图形曲两个坐标方向各自的进给移动，可合成获得各种平面图形曲线轨迹。线轨迹。3.3.走丝机构：走丝系统使电极丝以一定的速度运动并保持一走丝机构：走丝系统使电极丝以一定的速度运动并保持一定的张力。定的张力。4.4.锥度切割装置：为了切割落料角的冲模和某些有锥度的内锥度切割装置：为了切割落料角的冲模和某些有锥度的内外表面，有些线切割机床具有锥度切割功能。外表面，有些线切割机床具有锥度切割功能

6、。2.2 2.2 脉冲电源脉冲电源 线切割加工脉冲电源的脉宽较窄（线切割加工脉冲电源的脉宽较窄（2 26060ss），单个脉冲），单个脉冲能量、平均电流（能量、平均电流（1 15A5A）一般较小。）一般较小。2.3 2.3 工作液循环系统工作液循环系统 目前，快走丝线切割工作液广泛采用的是乳化液，其加工目前，快走丝线切割工作液广泛采用的是乳化液，其加工速度快。慢走丝线切割机床采用的工作液是去离子水和煤油。速度快。慢走丝线切割机床采用的工作液是去离子水和煤油。工作液循环装置一般由工作液泵、液箱、过滤器、管道和流工作液循环装置一般由工作液泵、液箱、过滤器、管道和流量控制阀等组成。对快速走丝机床，通

7、常采用浇注式供液方量控制阀等组成。对快速走丝机床，通常采用浇注式供液方式，而对慢速走丝机床，近年来有些采用浸泡式供液方式。式，而对慢速走丝机床，近年来有些采用浸泡式供液方式。3.1 3.1 主要工艺指标主要工艺指标1 1切割速度切割速度 线切割加工中的切割速度是指在保证一定的表线切割加工中的切割速度是指在保证一定的表面粗糙度的切割过程中，面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积的总和，单位为在工件上切过的面积的总和，单位为mmmm2 2/min/min。最高。最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件

8、下，所能达到的最大切割速度。通常快走丝线切割下，所能达到的最大切割速度。通常快走丝线切割加工的切割速度为加工的切割速度为404080mm80mm2 2/min/min。 3.3.电火花线切割加工工艺规律电火花线切割加工工艺规律2 2加工精度加工精度 加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。加工精度是一项综合指标，它包和位置精度的总称。加工精度是一项综合指标，它包括切割轨迹的控制精度、机械传动精度、工件装夹定括切割轨迹的控制精度、机械传动精度、工件装夹定位精度以及脉冲电源参数的波动、电极丝的直径误差位精度以及脉冲电源参数的波动、电极丝

9、的直径误差、损耗与抖动、工作液脏污程度的变化、加工操作者、损耗与抖动、工作液脏污程度的变化、加工操作者的熟练程度等对加工精度的影响。快速走丝线切割的的熟练程度等对加工精度的影响。快速走丝线切割的可控加工精度在可控加工精度在0.010.010.02mm0.02mm左右，低速走丝线切割左右，低速走丝线切割可达可达0.0050.0050.0020.002mm左右。左右。3 3表面粗糙度表面粗糙度 表表面面粗粗糙糙度度常常用用轮轮廓廓算算术术平平均均偏偏差差Ra(m)Ra(m)来来表表示示，快快速速走走丝丝线线切切割割一一般般的的表表面面粗粗糙糙度度为为Ra5Ra52.52.5mm，最最佳佳也也只只有

10、有1m1m左左右右。低低速速走走丝丝线线切切割割一一般般可可达达Ra1.25mRa1.25m，最最佳佳可可达达Ra0.2mRa0.2m4 4电极丝损耗量电极丝损耗量 对对快快走走丝丝机机床床，电电极极丝丝损损耗耗量量用用电电极极丝丝在在切切割割10 10 000 000 mmmm2 2面面积积后后电电极极丝丝直直径径的的减减少少量量来来表表示示，一一般般减减小小量量不不应应大大于于0.01 0.01 mmmm。对对慢慢走走丝丝机机床床，由由于于电电极极丝丝是是一一次次性性的的，故故电电极丝损耗量可忽略不计。极丝损耗量可忽略不计。1 1放电峰值电流对工艺指标的影响放电峰值电流对工艺指标的影响 放

11、放电电峰峰值值电电流流增增大大，单单个个脉脉冲冲能能量量增增多多，工工件件放放电电痕痕迹迹增增大大，故故切切割割速速度度迅迅速速提提高高，表表面面粗粗糙糙度度数数值值增增大大，电电极极丝丝损损耗耗增增大大，加加工工精精度度有有所所下下降降。因因此此第第一一次次切切割割加加工工及及加加工工较较厚厚工工件件时时取取较较大的放电峰值电流。大的放电峰值电流。 放放电电峰峰值值电电流流不不能能无无限限制制增增大大，当当其其达达到到一一定定临临界界值值后后，若若再再继继续续增增大大峰峰值值电电流流，则则加加工工的的稳稳定性变差，加工速度明显下降，甚至断丝。定性变差，加工速度明显下降，甚至断丝。3.23.2

12、电参数对工艺指标的影响电参数对工艺指标的影响2 2脉冲宽度对工艺指标的影响脉冲宽度对工艺指标的影响 在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，增增大大脉脉冲冲宽宽度度，线线切切割割加加工工的的速速度度提提高高，表表面面粗粗糙糙度度变变差差。这这是是因因为为当当脉脉冲冲宽宽度度增增加加时时，单单个个脉脉冲冲放放电电能能量量增增大大，放放电电痕痕迹迹会会变变大大。同同时时，随随着着脉脉冲冲宽宽度度的的增增加加，电电极极丝丝损损耗耗也也变变大大。因因为为脉脉冲冲宽宽度度增增加加，正正离离子子对对电电极极丝丝的的轰轰击击加加强强，结结果果使使得得接接负极的电极丝损耗变大。负极的电极丝损耗变大。 当

13、当脉脉冲冲宽宽度度增增大大到到一一临临界界值值后后，线线切切割割加加工工速速度度将将随随脉脉冲冲宽宽度度的的增增大大而而明明显显减减小小。因因为为当当脉脉冲冲宽宽度度达达到到一一临临界值后，加工稳定性变差，从而影响了加工速度。界值后，加工稳定性变差，从而影响了加工速度。3 3脉冲间隔对工艺指标的影响脉冲间隔对工艺指标的影响 在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，减减小小脉脉冲冲间间隔隔，脉脉冲冲频频率率将将提提高高，所所以以单单位位时时间间内内放放电电次次数数增增多多，平平均均电电流流增增大大，从而提高了切割速度。从而提高了切割速度。 脉脉冲冲间间隔隔在在电电火火花花加加工工中中的的主

14、主要要作作用用是是消消电电离离和和恢恢复复液液体体介介质质的的绝绝缘缘。脉脉冲冲间间隔隔不不能能过过小小，否否则则会会影影响响电电蚀蚀产产物物的的排排出出和和火火花花通通道道的的消消电电离离，导导致致加加工工稳稳定定性性变变差差和和加加工工速速度度降降低低，甚甚至至断断丝丝。当当然然，也也不不是是说说脉脉冲冲间间隔隔越越大大，加加工工就就越越稳稳定定。脉脉冲冲间间隔隔过过大大会会使使加加工工速速度度明明显显降低，严重时不能连续进给，加工变得不稳定。降低，严重时不能连续进给，加工变得不稳定。 在电火花成型加工中，脉冲间隔的变化对加工表面粗糙度影在电火花成型加工中，脉冲间隔的变化对加工表面粗糙度影

15、响不大。在线切割加工中，在其余参数不变的情况下，脉冲间响不大。在线切割加工中，在其余参数不变的情况下，脉冲间隔减小，线切割工件的表面粗糙度数值稍有增大。这是因为一隔减小，线切割工件的表面粗糙度数值稍有增大。这是因为一般电火花线切割加工用的电极丝直径都在般电火花线切割加工用的电极丝直径都在0.25 mm0.25 mm以下，放电以下，放电面积很小，脉冲间隔的减小导致平均加工电流增大，致使加工面积很小，脉冲间隔的减小导致平均加工电流增大，致使加工表面粗糙度值增大。表面粗糙度值增大。 脉冲间隔的合理选取，与电参数、走丝速度、电极丝直径、脉冲间隔的合理选取，与电参数、走丝速度、电极丝直径、工件材料及厚度

16、有很大关系。因此，在选取脉冲间隔时必须根工件材料及厚度有很大关系。因此，在选取脉冲间隔时必须根据具体情况而定。当走丝速度较快、电极丝直径较大、工件较据具体情况而定。当走丝速度较快、电极丝直径较大、工件较薄时，因排屑条件好，可以适当缩短脉冲间隔时间。反之，则薄时，因排屑条件好，可以适当缩短脉冲间隔时间。反之，则可适当增大脉冲间隔。可适当增大脉冲间隔。 综综上上所所述述，电电参参数数对对线线切切割割电电火火花花加加工工的的工工艺艺指指标标的的影响有如下规律：影响有如下规律： (1) (1) 加加工工速速度度随随着着加加工工峰峰值值电电流流、脉脉冲冲宽宽度度的的增增大大和和脉脉冲冲间间隔隔的的减减小

17、小而而提提高高，即即加加工工速速度度随随着着加加工工平平均均电电流流的增加而提高。的增加而提高。 (2) (2) 加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大及脉冲间隔的减小而增大，不过脉冲间隔对表度的增大及脉冲间隔的减小而增大，不过脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。面粗糙度影响较小。 实实践践表表明明，在在加加工工中中改改变变电电参参数数对对工工艺艺指指标标影影响响很很大大，必必须须根根据据具具体体的的加加工工对对象象和和要要求求，综综合合考考虑虑各各因因素素及及其其相相互互影影响响关关系系，选选取取合合适适的的电电参参数数，既既优优先先满满足足主

18、主要要加加工工要要求求，又又同同时时注注意意提提高高各各项项加加工工指指标标。例例如如，加加工工精精密密小小零零件件时时，精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度是是主主要要指指标标，加加工工速速度度是是次次要要指指标标，这这时时选选择择电电参参数数主主要要满满足足尺尺寸寸精精度度高高、表表面面粗粗糙糙度度好好的的要要求求。又又如如加加工工中中、大大型型零零件件时时，对对尺尺寸寸的的精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度要要求求低低一一些些，故故可可选选较较大大的的加加工工峰峰值值电电流流、脉脉冲冲宽宽度度，尽尽量量获获得得较较高高的的加加工工速速度度。此此外外，不不管管加加工工对对象象和和要要求求如如何何

19、，还还需需选选择择适适当当的的脉脉冲冲间间隔隔，以以保保证证加加工工稳稳定定进进行行，提提高高脉脉冲冲利利用用率率。因因此此选选择择电电参参数数值值是是相相当当重重要要的的，只只要要能能客客观观地地运运用用它它们们的的最最佳佳组组合合，就就一一定定能能够够获获得得良良好的加工效果。好的加工效果。3.3.13.3.1电极丝及其材料对工艺指标的影响电极丝及其材料对工艺指标的影响1 1电极丝的选择电极丝的选择 目目前前电电火火花花线线切切割割加加工工使使用用的的电电极极丝丝材材料料有有钼钼丝丝、钨钨丝丝、钨钼合金丝、黄铜丝、铜钨丝等。钨钼合金丝、黄铜丝、铜钨丝等。 采用钨丝加工时，可获得较高的加工速

20、度，但放电后丝质采用钨丝加工时，可获得较高的加工速度，但放电后丝质易变脆，容易断丝，故应用较少，只在慢走丝弱规准加工中易变脆，容易断丝，故应用较少，只在慢走丝弱规准加工中尚有使用。钼丝比钨丝熔点低，抗拉强度低，但韧性好，在尚有使用。钼丝比钨丝熔点低，抗拉强度低，但韧性好，在频繁的急热急冷变化过程中，丝质不易变脆、不易断丝。频繁的急热急冷变化过程中，丝质不易变脆、不易断丝。 3.33.3非电参数对工艺指标的影响非电参数对工艺指标的影响 钨钨钼钼丝丝加加工工效效果果比比前前两两种种都都好好，它它具具有有钨钨、钼钼两两者者的的特特性性，使使用用寿寿命命和和加加工工速速度度都都比比钼钼丝丝高高。铜铜钨

21、钨丝丝有有较较好好的的加加工工效效果果，但但抗抗拉拉强强度度差差些些，价价格格比比较较昂昂贵贵，来来源源较较少少，故故应应用用较较少少。采采用用黄黄铜铜丝丝做做电电极极丝丝时时，加加工工速速度度较较高，加工稳定性好，但抗拉强度差，损耗大。高，加工稳定性好，但抗拉强度差，损耗大。 目目前前，快快走走丝丝线线切切割割加加工工中中广广泛泛使使用用钼钼丝丝作作为为电电极极丝丝，慢慢走走丝丝线线切切割割加加工工中中广广泛泛使使用用直直径径为为0.1 0.1 mmmm以以上上的的黄黄铜铜丝作为电极丝。丝作为电极丝。 电极丝的直径电极丝的直径是根据加工要求和工艺条件选取的。在加工要是根据加工要求和工艺条件选

22、取的。在加工要求允许的情况下，可选用直径大些的电极丝。直径大，抗拉强求允许的情况下，可选用直径大些的电极丝。直径大，抗拉强度大，承受电流大，可采用较强的电规准进行加工，能够提高度大，承受电流大，可采用较强的电规准进行加工，能够提高输出的脉冲能量，提高加工速度。同时，电极丝粗，切缝宽，输出的脉冲能量，提高加工速度。同时，电极丝粗，切缝宽，放电产物排除条件好，加工过程稳定，能提高脉冲利用率和加放电产物排除条件好，加工过程稳定，能提高脉冲利用率和加工速度。若电极丝过粗，则难加工出内尖角工件，降低了加工工速度。若电极丝过粗，则难加工出内尖角工件，降低了加工精度，同时切缝过宽使材料的蚀除量变大，加工速度

23、也有所降精度，同时切缝过宽使材料的蚀除量变大，加工速度也有所降低；若电极丝直径过小，则抗拉强度低，易断丝，而且切缝较低；若电极丝直径过小，则抗拉强度低，易断丝，而且切缝较窄，放电产物排除条件差，加工经常出现不稳定现象，导致加窄，放电产物排除条件差，加工经常出现不稳定现象，导致加工速度降低。细电极丝的优点是可以得到较小半径的内尖角，工速度降低。细电极丝的优点是可以得到较小半径的内尖角，加工精度能相应提高。加工精度能相应提高。2. 2. 走丝速度对工艺指标的影响走丝速度对工艺指标的影响 对对于于快快走走丝丝线线切切割割机机床床，在在一一定定的的范范围围内内，随随着着走走丝丝速速度度的的提提高高，有

24、有利利于于脉脉冲冲结结束束时时放放电电通通道道迅迅速速消消电电离离。同同时时，高高速速运运动动的的电电极极丝丝能能把把工工作作液液带带入入厚厚度度较较大大工工件件的的放放电电间间隙隙中中，有有利利于于排排屑屑和和放放电电加加工工稳稳定定进进行行。故故在在一一定定加加工工条条件件下下，随随着着丝丝速速的增大，加工速度提高。的增大，加工速度提高。快速走丝方式丝速对加工速度的影响快速走丝方式丝速对加工速度的影响 当当走走丝丝速速度度由由1.4 1.4 m/sm/s上上升升到到7 79 9 m/sm/s时时，走走丝丝速速度度对对切切割割速速度度的的影影响响非非常常明明显显。若若再再继继续续增增大大走走

25、丝丝速速度度，切切割割速速度度不不仅仅不不增增大大，反反而而开开始始下下降降，这这是是因因为为丝丝速速再再增增大大，排排屑屑条条件件虽虽然然仍仍在在改改善善，蚀蚀除除作作用用基基本本不不变变，但但是是储储丝丝筒筒一一次次排排丝丝的的运运转转时时间间减减少少，使使其其在在一一定定时时间间内内的的正正反反向向换换向向次次数数增增多多，非加工时间增多，从而使加工速度降低。非加工时间增多，从而使加工速度降低。慢速走丝方式丝速对加工速度的影响慢速走丝方式丝速对加工速度的影响 对慢走丝线切割机床来说，同样也是走丝速度越快，加对慢走丝线切割机床来说，同样也是走丝速度越快，加工速度越快。因为慢走丝机床的电极丝

26、的线速度范围约为每工速度越快。因为慢走丝机床的电极丝的线速度范围约为每秒零点几毫米到几百毫米。这种走丝方式是比较平稳均匀的，秒零点几毫米到几百毫米。这种走丝方式是比较平稳均匀的，电极丝抖动小，故加工出的零件表面粗糙度好、加工精度高；电极丝抖动小，故加工出的零件表面粗糙度好、加工精度高；但丝速慢导致放电产物不能及时被带出放电间隙，易造成短但丝速慢导致放电产物不能及时被带出放电间隙，易造成短路及不稳定放电现象。路及不稳定放电现象。 提提高高电电极极丝丝走走丝丝速速度度，工工作作液液容容易易被被带带入入放放电电间间隙隙，放放电电产产物物也也容容易易排排出出间间隙隙之之外外，故故改改善善了了间间隙隙状

27、状态态，进进而而可可提提高高加加工工速速度度。但但在在一一定定的的工工艺艺条条件件下下，当当丝丝速速达达到到某某一一值值后后，加加工工速速度就趋向稳定。度就趋向稳定。 3.3.2 3.3.2 工作液对工艺指标的影响工作液对工艺指标的影响 在相同的工作条件下，采用不同的工作液可以得到不同的在相同的工作条件下，采用不同的工作液可以得到不同的加工速度、表面粗糙度。电火花线切割加工的切割速度与工加工速度、表面粗糙度。电火花线切割加工的切割速度与工作液的介电系数、流动性、洗涤性等有关。快走丝线切割机作液的介电系数、流动性、洗涤性等有关。快走丝线切割机床的工作液有煤油、去离子水、乳化液、洗涤剂液、酒精溶床

28、的工作液有煤油、去离子水、乳化液、洗涤剂液、酒精溶液等。但由于煤油、酒精溶液加工时加工速度低、易燃烧，液等。但由于煤油、酒精溶液加工时加工速度低、易燃烧，现已很少采用。目前，快走丝线切割工作液广泛采用的是乳现已很少采用。目前，快走丝线切割工作液广泛采用的是乳化液，其加工速度快。慢走丝线切割机床采用的工作液是去化液，其加工速度快。慢走丝线切割机床采用的工作液是去离子水和煤油。离子水和煤油。3.3.3 3.3.3 工件材料及厚度对工艺指标的影响工件材料及厚度对工艺指标的影响1 1工件材料对工艺指标的影响工件材料对工艺指标的影响 工工艺艺条条件件大大体体相相同同的的情情况况下下，工工件件材材料料的的

29、化化学学、物物理理性能不同，加工效果也将会有较大差异。性能不同，加工效果也将会有较大差异。 在在慢慢速速走走丝丝方方式式、煤煤油油介介质质情情况况下下，加加工工铜铜件件过过程程稳稳定定，加加工工速速度度较较快快。加加工工硬硬质质合合金金等等高高熔熔点点、高高硬硬度度、高高脆脆性性材材料料时时，加加工工稳稳定定性性及及加加工工速速度度都都比比加加工工铜铜件件低低。加加工工钢钢件件，特特别别是是不不锈锈钢钢、磁磁钢钢和和未未淬淬火火或或淬淬火火硬硬度度低低的的钢钢等等材材料料时时，加加工工稳稳定定性性差差，加加工工速速度度低低，表表面面粗粗糙糙度也差。度也差。 在在快快速速走走丝丝方方式式、乳乳化

30、化液液介介质质的的情情况况下下，加加工工铜铜件件、铝铝件件时时，加加工工过过程程稳稳定定，加加工工速速度度快快。加加工工不不锈锈钢钢、磁磁钢钢、未未淬淬火火或或淬淬火火硬硬度度低低的的高高碳碳钢钢时时，加加工工稳稳定定性性差差些些，加加工工速速度度也也低低，表表面面粗粗糙糙度度也也差差。加加工工硬硬质质合合金金钢钢时时，加加工工比比较较稳稳定定，加工速度低，但表面粗糙度好。加工速度低，但表面粗糙度好。 材材料料不不同同，加加工工效效果果不不同同，这这是是因因为为工工件件材材料料不不同同，脉脉冲冲放放电电能能量量在在两两极极上上的的分分配配、传传导导和和转转换换都都不不同同。从从热热学学观观点点

31、来看，材料的电火花加工性与其熔点、沸点有很大关系。来看，材料的电火花加工性与其熔点、沸点有很大关系。 2 2工件厚度对工艺指标的影响工件厚度对工艺指标的影响 工工件件厚厚度度对对工工作作液液进进入入和和流流出出加加工工区区域域以以及及电电蚀蚀产产物物的的排排除除、通通道道的的消消电电离离等等都都有有较较大大的的影影响响。同同时时，电电火火花花通通道道压压力力对对电电极极丝丝抖抖动动的的抑抑制制作作用用也也与与工工件件厚厚度度有有关关。这这样样，工工件件厚厚度度对对电电火火花花加加工工稳稳定定性性和和加加工工速速度度必必然然产产生生相相应应的的影影响响。工工件件材材料料薄薄，工工作作液液容容易易

32、进进入入和和充充满满放放电电间间隙隙，对对排排屑屑和和消消电电离离有有利利，加加工工稳稳定定性性好好。但但是是工工件件若若太太薄薄，对对固固定定丝丝架架来来说说，电电极极丝丝从从工工件件两两端端面面到到导导轮轮的的距距离离大大，易易发发生生抖抖动动，对对加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度带带来来不不良良影影响响，且且脉脉冲冲利利用用率率低低，切切割割速速度度下下降降；若若工工件件材材料料太太厚厚，工工作作液液难难进进入入和和充充满满放放电电间间隙，这样对排屑和消电离不利，加工稳定性差。隙，这样对排屑和消电离不利，加工稳定性差。3.3.4 3.3.4 进给速度对工艺指标的影响进给速度对工艺

33、指标的影响 1 1进给速度对加工速度的影响进给速度对加工速度的影响 正正常常的的电电火火花花线线切切割割加加工工就就要要保保证证进进给给速速度度与与蚀蚀除除速速度度大大致致相相等等，使使进进给给均均匀匀平平稳稳。若若进进给给速速度度过过高高，即即电电极极丝丝的的进进给给速速度度明明显显超超过过蚀蚀除除速速度度，则则放放电电间间隙隙会会越越来来越越小小，以以致致产产生生短短路路。当当出出现现短短路路时时，电电极极丝丝马马上上会会产产生生短短路路而而快快速速回回退退。当当回回退退到到一一定定的的距距离离时时，电电极极丝丝又又以以大大于于蚀蚀除除速速度度的的速速度度向向前前进进给给，又又开开始始产产

34、生生短短路路、回回退退。这这样样频频繁繁的的短短路路现现象象，一一方方面面造造成成加加工工的的不不稳稳定定，另另一一方方面面造造成成断断丝丝；若若进进给给速速度度太太慢慢，即即电电极极丝丝的的进进给给速速度度明明显显落落后后于于工工件件的的蚀蚀除除速速度度，则则电电极极丝丝与与工工件件之之间间的的距距离离越越来来越越大大，造造成成开开路路。这这样样出出现现工工件件蚀蚀除除过过程程暂暂时时停停顿顿，整整个个加加工工速速度度自自然然会会大大大大降降低低。由由此此可可见见，在在线线切切割割加加工工中中调调节节进进给给速速度度虽虽然然本本身身并不具有提高加工速度的能力，但它能保证加工的稳定性。并不具有

35、提高加工速度的能力，但它能保证加工的稳定性。2 2进给速度对工件表面质量的影响进给速度对工件表面质量的影响 进进给给速速度度调调节节不不当当，不不但但会会造造成成频频繁繁的的短短路路、开开路路，而而且且还还影影响响加加工工工工件件的的表表面面粗粗糙糙度度，致致使使出出现现不不稳稳定定条条纹，或者出现表面烧蚀现象。分下列几种情况讨论：纹，或者出现表面烧蚀现象。分下列几种情况讨论： (1) (1) 进进给给速速度度过过高高。这这时时工工件件蚀蚀除除的的线线速速度度低低于于进进给给速速度度，会会频频繁繁出出现现短短路路，造造成成加加工工不不稳稳定定，平平均均加加工工速速度度降降低低，加加工工表表面面

36、发发焦焦，呈呈褐褐色色，工工件件的的上上下下端端面面均均有有过烧现象。过烧现象。 (2) (2) 进进给给速速度度过过低低。这这时时工工件件蚀蚀除除的的线线速速度度大大于于进进给给速速度度，经经常常出出现现开开路路现现象象，导导致致加加工工不不能能连连续续进进行行，加加工工表表面亦发焦，呈淡褐色，工件的上下端面也有过烧现象。面亦发焦，呈淡褐色，工件的上下端面也有过烧现象。 (3) (3) 进进给给速速度度稍稍低低。这这时时工工件件蚀蚀除除的的线线速速度度略略高高于于进进给给速度，加工表面较粗、较白，两端面有黑白相间的条纹。速度，加工表面较粗、较白，两端面有黑白相间的条纹。 (4) (4) 进进

37、给给速速度度适适宜宜。这这时时工工件件蚀蚀除除的的线线速速度度与与进进给给速速度度相相匹匹配配，加加工工表表面面细细而而亮亮，丝丝纹纹均均匀匀。因因此此，在在这这种种情情况况下，能得到表面粗糙度好、精度高的加工效果。下，能得到表面粗糙度好、精度高的加工效果。4.4.电火花线切割编程电火花线切割编程线切割加工的步骤线切割加工的步骤 目目前前生生产产的的线线切切割割加加工工机机床床都都有有计计算算机机自自动动编编程程功功能能，即即可可以以将将线线切切割割加加工工的的轨轨迹迹图图形形自自动动生生成成机机床能够识别的程序。床能够识别的程序。 线线切切割割程程序序与与其其它它数数控控机机床床的的程程序序

38、相相比比，有有如如下下特点：特点： (1) (1) 线切割程序普遍较短，很容易读懂。线切割程序普遍较短，很容易读懂。 (2) (2) 国内线切割程序常用格式有国内线切割程序常用格式有3B(3B(个别扩充为个别扩充为4B4B或或5B)5B)格式和格式和ISOISO格式。其中慢走丝机床普遍采用格式。其中慢走丝机床普遍采用ISOISO格式，快走丝机床大部分采用格式，快走丝机床大部分采用3B3B格式。格式。 4.1 4.1 线切割线切割3B3B代码程序格式代码程序格式 线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的它们的3B3B程序指令格式如下表所示。程序指令格

39、式如下表所示。 表表3B3B程序指令格式程序指令格式 注注：B B为为分分隔隔符符，它它的的作作用用是是将将X X、Y Y、J J数数码码区区分分开开来来；X X、Y Y直直线线的的终终点点或或圆圆弧弧起起点点的的坐坐标标值值；J J为为加加工工线线段段的的计计数长度；数长度；G G为加工线段计数方向；为加工线段计数方向；Z Z为加工指令。为加工指令。 1. 1. 直线的直线的3B3B代码编程代码编程 1) x 1) x，y y值的确定值的确定 (1) (1) 以以直直线线的的起起点点为为原原点点，建建立立正正常常的的直直角角坐坐标标系，系，x x，y y表示直线终点的坐标绝对值，单位为表示直

40、线终点的坐标绝对值，单位为mm。 (2) (2) 在在直直线线3B3B代代码码中中，x x，y y值值主主要要是是确确定定该该直直线线的的斜斜率率，所所以以可可将将直直线线终终点点坐坐标标的的绝绝对对值值除除以以它它们们的的最大公约数作为最大公约数作为x x，y y的值，以简化数值。的值，以简化数值。 (3) (3) 若若直直线线与与X X或或Y Y轴轴重重合合，为为区区别别一一般般直直线线，x x，y y均可写作均可写作0 0，且在，且在B B后可不写。后可不写。 2) G 2) G的确定的确定 G G用用来来确确定定加加工工时时的的计计数数方方向向，分分GxGx和和GyGy。直直线线编编程

41、程的的计计数数方方向向的的选选取取方方法法是是：以以要要加加工工的的直直线线的的起起点点为为原原点点，建建立立直直角角坐坐标标系系，取取该该直直线线终终点点坐坐标标绝绝对对值值大大的的坐坐标标轴轴为为计计数数方方向向。具具体体确确定定方方法法为为：若若终终点点坐坐标标为为(xe(xe，ye)ye)，令令x=|xe|x=|xe|，y=|ye|y=|ye|，若若yxyxyx，则则G=Gy G=Gy ( (如如图图(b)(b)所所示示) )；若若y=xy=x，则则在在一一、三三象象限限取取G=GyG=Gy，在在二二、四四象象限限取取G=GxG=Gx。由由上上可可见见，计计数数方方向向的的确确定定以以

42、4545线线为为界界，取取与与终终点点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图(c)(c)。 G G的确定的确定 3) J3) J的确定的确定 J J为为计计数数长长度度，以以mm为为单单位位。以以前前编编程程应应写写满满六六位位数数，不不足足六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。 J J的的取取值值方方法法为为：由由计计数数方方向向G G确确定定投投影影方方向向，若若G=GxG=Gx，则则将将直直线线向向X X轴轴投投影影得得到到长长度度的的绝绝对对值值即即为为J J的的值值；若若G=GyG=Gy，

43、则则将将直直线向线向Y Y轴投影得到长度的绝对值即为轴投影得到长度的绝对值即为J J的值。的值。4) Z4) Z的确定的确定 加加工工指指令令Z Z按按照照直直线线走走向向和和终终点点的的坐坐标标不不同同可可分分为为L1L1、L2L2、L3L3、L4L4，其其中中与与+X+X轴轴重重合合的的直直线线算算作作L1L1，与与-X-X轴轴重重合合的的直直线线算算作作L3L3，与，与+Y+Y轴重合的直线算作轴重合的直线算作L2L2，与，与-Y-Y轴重合的直线算作轴重合的直线算作L4L4。 Z Z的确定的确定 2. 2. 圆弧的圆弧的3B3B代码编程代码编程 1) x 1) x，y y值的确定值的确定

44、以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x x，y y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为mm。图图 (a) (a)中，中，x=30000x=30000，y=40000y=40000；图；图 (b) (b)中，中，x=40000,y=30000x=40000,y=300002) G2) G的确定的确定 G G用用来来确确定定加加工工时时的的计计数数方方向向，分分GxGx和和GyGy。圆圆弧弧编编程程的的计计数数方方向向的的选选取取方方法法是是：以以某某圆圆心心为为原原点点建建立立直直角角坐坐标标系系，取取终终点点坐坐标标绝

45、绝对对值值小小的的轴轴为为计计数数方方向向。具具体体确确定定方方法法为为：若若圆圆弧弧终终点点坐坐标标为为(xe(xe，ye)ye)，令令x=|xe|x=|xe|，y=|ye|y=|ye|，若若yxyxyx，则则G=Gx G=Gx ( (如如图图 (b)(b)所所示示) )；若若y=xy=x，则则GxGx、GyGy均可。均可。 由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反，即取与圆弧终点处走向较平行的其确定方法与直线刚好相反，即取与圆弧终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图轴作为计数方向，具体可参见

46、图 (c) (c)。 3) J3) J的确定的确定 圆圆弧弧编编程程中中J J的的取取值值方方法法为为：由由计计数数方方向向G G确确定定投投影影方方向向，若若G=GxG=Gx，则则将将圆圆弧弧向向X X轴轴投投影影；若若G=GyG=Gy，则则将将圆圆弧弧向向Y Y轴轴投投影影。J J值值为为各各个个象象限限圆圆弧弧投投影影长长度度绝绝对对值值的的和和。如如在在图图 (a)(a)、(b)(b)中中 ， J1J1、 J2J2、 J3J3大大 小小 分分 别别 如如 图图 中中 所所 示示 ，J=|J1|+|J2|+|J3|J=|J1|+|J2|+|J3|。 4) Z 4) Z的确定的确定 加工指

47、令加工指令Z Z按照第一步进入的象限可分为按照第一步进入的象限可分为R1R1、R2R2、R3R3、R4R4；按切割的走向可分为顺圆；按切割的走向可分为顺圆S S和逆圆和逆圆N N，于是共有，于是共有8 8种指令：种指令：SR1SR1、SR2SR2、SR3SR3、SR4SR4、NR1NR1、NR2NR2、NR3NR3、NR4NR4，具体可参考，具体可参考下图。下图。 Z Z的确定的确定例例1 1 请写出下图所示轨迹的请写出下图所示轨迹的3B3B程序。程序。解解 对图对图 (a) (a)，起点为，起点为A A，终点为，终点为B B，J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+2

48、0000=130000J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000故其故其3B3B程序为：程序为：B30000 B40000 B130000 GY NR1B30000 B40000 B130000 GY NR1对图对图 (b) (b)，起点为，起点为B B，终点为，终点为A A，J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000故其故其3B3B程序为：程序为：40000 B30000 B170000 GX SR440000 B

49、30000 B170000 GX SR4例例2 2 用用3B3B代代码码编编制制加加工工图图所所示示的的线线切切割割加加工工程程序序。已已知知线线切切割割加加工工用用的的电电极极丝丝直直径径为为0.18 0.18 mmmm，单单边边放放电电间间隙隙为为0.01 0.01 mmmm，图图中中A A点点为为穿穿丝丝孔孔，加加工工方方向向沿沿ABCABCDEFGHADEFGHA进行。进行。线切割切割图形线切割切割图形 解解 (1) (1) 分分析析。现现用用线线切切割割加加工工凸凸模模状状的的零零件件图图，实实际际加加工工中中由由于于钼钼丝丝半半径径和和放放电电间间隙隙的的影影响响，钼钼丝丝中中心心

50、运运行行的的轨轨迹迹形形状状如如图图 (b)(b)中中虚虚线线所所示示，即即加加工工轨轨迹迹与与零零件件图图相相差差一一个个补补偿偿量量，补补偿偿量量的的大大小小为为在在加加工工中中需需要要注注意意的的是是EFEF圆圆弧弧的的编编程程，圆圆弧弧EF(EF(如如图图 (a)(a)所所示示) )与与圆圆弧弧EF(EF(如如图图 (b)(b)所所示示) )有有较较多多不不同同点点，它它们们的的特特点点比比较较如如下表所示。下表所示。表表 圆弧圆弧EFEF和和EFEF特点比较表特点比较表(2) 计计算算并并编编制制圆圆弧弧EF的的3B代代码码。在在图图 (b)中中，最最难难编编制制的是圆弧的是圆弧EF

51、，其具体计算过程如下：，其具体计算过程如下： 以以圆圆弧弧EF的的圆圆心心为为坐坐标标原原点点，建建立立直直角角坐坐标标系系，则则E点点的坐标为：的坐标为： = 0.1mm = 。 根据对称原理可得根据对称原理可得F的坐标为的坐标为(-19.900，0.1)。 根根据据上上述述计计算算可可知知圆圆弧弧EF的的终终点点坐坐标标的的Y的的绝绝对对值值小小，所以计数方向为所以计数方向为Y。圆弧圆弧EF在第一、二、三、四象限分别向在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影得到长轴投影得到长度的绝对值分别为度的绝对值分别为0.1 mm、19.9 mm、19.9 mm、0.1 mm，故，故J=40000。 圆圆弧弧EFEF首首先先在在第第一一象象限限顺顺时时针针切切割割，故故加加工工指指令为令为SR1SR1。由上可知，圆弧由上可知，圆弧EFEF的的3B3B代码为代码为 (3) (3) 经经过过上上述述分分析析计计算算，可可得得轨轨迹迹形形状状的的3B3B程程序序，如下表所示。如下表所示。 表表 切割轨迹切割轨迹3B3B程序程序习题习题电火花线切割加工的工艺和机理与电火花成电火花线切割加工的工艺和机理与电火花成形加工有哪些相同点和不同点？形加工有哪些相同点和不同点？