電火花線切割加工工藝參數(shù)選擇與優(yōu)化試驗(yàn)終稿

1、 . . . 電火花線切割加工工藝參數(shù)選擇與優(yōu)化試驗(yàn)摘要闡述了電火花線切割加工設(shè)備的組成部分、功能、工作原理與操作方法。論述了電火花線切割加工的基本原理，通過(guò)對(duì)制作電極，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)不同材料進(jìn)行一系列的電火花線切割加工試驗(yàn)，對(duì)電參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)試，對(duì)加工件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較，優(yōu)選參數(shù)，進(jìn)行對(duì)比工藝試驗(yàn)，得到最佳試驗(yàn)結(jié)果，以研究電火花線切割加工各種孔徑小孔與三維型面的工藝特性，即脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流等加工電參數(shù)對(duì)加工精度、表面粗糙度與效率的影響規(guī)律，再進(jìn)行分析、總結(jié)，形成可指導(dǎo)實(shí)際加工的工藝文件。關(guān)鍵詞：電火花加工 線切割加工 參數(shù)優(yōu)化 工藝AbstractDescribes

2、 the electric spark wire-cutting processing equipment, the function, the part of the working principle and the method ofoperation. Discusses the basic principle of electric spark wire-cutting processing, through to make electrodes, ready to experimental equipment of different materials for a series

3、of edm wire-cutting processing experiment, with electric parameters for on-line test, to the product testing, the analysis of the results comparison, optimizing parameters, compared the process test, get the best test results to study edm wire-cutting processing all kinds of pore diameter holes and

4、the 3 d model process characteristics, namely the pulse width and pulse interval, such as peak current JiaGongDian parameters on the surface roughness and machining precision and the influence law of efficiency, again carries on the analysis, the summary, forming a guide practical processing process

5、 documents.Keywords: EDM ，WEDM ，Parameter optimization，process 目錄摘要IIAbstractIII第一章 引言11.1 特種加工技術(shù)的概念與其意義11.2 特種加工技術(shù)的類別與其應(yīng)用圍11.2.1 機(jī)械特種加工11.2.2 電氣特種加工21.2.3 熱特種加工21.2.4 化學(xué)特種加工21.3 特種加工技術(shù)現(xiàn)狀與實(shí)際應(yīng)用21.3.1 機(jī)械特種加工21.3.2 電氣特種加工21.3.3 熱特種加工31.3.4 化學(xué)特種加工31.4 電火花線切割加工的發(fā)展與現(xiàn)狀31.4.1 電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與工藝進(jìn)展3第二章 電火花線切割

6、加工的機(jī)理與應(yīng)用72.1電火花線切割加工基本原理72.1.1低速走絲線切割加工基本原理82.1.2高速走絲線切割加工基本原理92.2電火花線切割加工物理過(guò)程102.3電火花線切割加工的特點(diǎn)152.4電火花線切割加工的局限性152.5電火花線切割加工的應(yīng)用16第三章 電火花加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備173.1機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)173.1.1工作臺(tái)的傳動(dòng)路線（見圖3-2)173.1.2運(yùn)絲部件的傳動(dòng)路線（見圖3-3）183.1.3線架183.2機(jī)床搬運(yùn)和安裝193.3機(jī)床操作和調(diào)整193.3.1班前準(zhǔn)備工作193.3.2工作臺(tái)調(diào)整203.3.3調(diào)整線架203.3.4鉬絲繞裝203.3.5.工件裝夾213.3.6.機(jī)床

7、操作步驟213.3.7機(jī)床的維護(hù)與故障的排除223.4機(jī)床控制系統(tǒng)233.4.1操作面板23第四章 加工試驗(yàn)與分析264.1試驗(yàn)簡(jiǎn)介264.1.1試驗(yàn)方式264.1.2試驗(yàn)設(shè)備264.1.3試驗(yàn)過(guò)程264.1.4試驗(yàn)結(jié)果記錄264.2電極工具頭制作294.2.1電火花線切割技術(shù)加工微凸起工具電極294.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象分析324.3.1影響切割速度的主要因素324.3.2影響加工精度的主要因素364.3.3影響加工表面質(zhì)量的主要因素374.3.4影響電極絲損耗的主要因素39第五章 試驗(yàn)總結(jié) 結(jié)論 體會(huì)與展望405.1實(shí)驗(yàn)總結(jié)405.1.1反映電火花加工工藝效果的主要指標(biāo)405.1.2電參數(shù)的影

8、響415.1.3非電參數(shù)的影響425.2所獲結(jié)論445.2.1合理選擇電參數(shù)445.2.2合理調(diào)整變頻進(jìn)給的方法455.3 體會(huì)485.4展望48致 50參考文獻(xiàn)51附錄5153 / 59第一章 引言1.1 特種加工技術(shù)的概念與其意義特種加工是一種利用化學(xué)能、電能、聲能、機(jī)械能以與光能和熱對(duì)金屬或非金屬材料進(jìn)行加工的方法。它具有傳統(tǒng)加工無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):1) 能量密度高,能加工常規(guī)切削方法難以加工的材料;2) 作用時(shí)間短,熱影響小,工件不易變形;3) 可進(jìn)行細(xì)小精密零件加工;4) 無(wú)切屑或者粉末狀切屑,易于自動(dòng)處理;5) 加工過(guò)程易于自動(dòng)化。隨著科學(xué)技術(shù)迅猛地發(fā)展,新型材料不斷地涌現(xiàn)出來(lái),而有些

9、材料對(duì)工件制造的精度要求越來(lái)越高,因而對(duì)切削加工提出了新的要求。由于受刀具材料性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備加工能力的限制,使用傳統(tǒng)的切削方法難以完成對(duì)高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫和磁性等新材料,以與精密復(fù)雜或難以處理的形狀的加工。為了解決這些加工的難題,目前國(guó)外正在不斷開發(fā)研究或采用的特種加工技術(shù)和方法,并已攻克和解決了一些難以加工的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題,推動(dòng)了科技進(jìn)步,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,在工作上發(fā)揮了較好的作用。1.2特種加工技術(shù)的類別與其應(yīng)用圍1.2.1機(jī)械特種加工機(jī)械特種加工不同于傳統(tǒng)的切削加工方法,而是用機(jī)械能或者間接用聲能、熱能進(jìn)行加工。可分磨料流動(dòng)加工、磨料噴射加工、液力加工、低應(yīng)力

10、磨削、熱輔助加工、超聲波加工、全成型加工、噴水加工等8種方法。它適用于切割、穿孔、研磨、拋光、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削、鏜削和套料等加工疇。1.2.2電氣特種加工電氣特種加工是將被加工的金屬工件置于直流電場(chǎng)和電解液中產(chǎn)生陰極溶解的電化學(xué)反應(yīng)而對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的一種方法。通常稱為電化學(xué)加工(電解加工) 。它有電解液沖刷加工、成型管電解加工、電化學(xué)削平加工、電化學(xué)珩磨加工、電化學(xué)車削加工、電化學(xué)去毛刺加工、電化學(xué)放電磨削加工、電化學(xué)加工、電化學(xué)拋光加工等10 種方法。它適用于磨削、成型、去毛刺、車削、珩磨、拋光等加工疇。1.2.3 熱特種加工熱特種加工是用電子束、激光束、等離子束、電火花放電產(chǎn)生

11、熱量來(lái)熔蝕金屬而達(dá)到加工目的。它有電子束加工、電火花磨削、電火花成型加工、電火花切割、電火花線切割、激光加工、等離子束加工等8 種方法。它適用于鉆孔、成型、磨削、車削、切割、開割、劃線等加工疇。1.2.4化學(xué)特種加工化學(xué)特種加工是用熱化學(xué)方法、化學(xué)腐蝕方法進(jìn)行加工的。它有化學(xué)加工、光化學(xué)加工、熱化學(xué)加工、電拋光等4 種方法。它適用于削平、拋光、腐蝕、去毛刺和飛邊等加工疇。1.3 特種加工技術(shù)現(xiàn)狀與實(shí)際應(yīng)用1.3.1機(jī)械特種加工在一般采用金屬切削刀具難以加工的場(chǎng)合,采用機(jī)械特種加工。它是借助于水、磨料、超聲波、熱能等,實(shí)施對(duì)工件進(jìn)行的精密加工。1.3.2電氣特種加工電氣特種加工又稱為電解加工。它

12、是特種加工技術(shù)中重要的方法之一,是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽(yáng)極溶解來(lái)將工件加工成形的。電解加工成功應(yīng)用于鍛模、齒輪、花鍵、高溫合金葉片等機(jī)械零件成型加工,采用電解液沖刷加工和成型管電解加工可以加工孔徑0. 2 mm5 mm ,也可以加工異型孔的小深孔機(jī)械零件。1.3.3熱特種加工電子束、激光束、等離子束、電火花放電加工等熱特種加工,是特種加工應(yīng)用較為普通的一種技術(shù),電火花放電加工更為成熟更為普與,也是機(jī)械加工不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。1.3.4 化學(xué)特種加工化學(xué)特種加工是一種使用面較窄的特種加工技術(shù),它是在工件表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使用金屬腐蝕溶解而改變工件尺寸和形狀,具有加工周期短、變換產(chǎn)品快、工藝

13、性能好等特點(diǎn),它主要用于印刷線路板制造,這種使用場(chǎng)合稱為化學(xué)銑切。另一種化學(xué)加工方法是把工件暴露在高溫、腐蝕性氣體中來(lái)切除材料。1.4 電火花線切割加工的發(fā)展與現(xiàn)狀電火花線切割加工（Wire Cut Electro-discharge Machine,，簡(jiǎn)稱WEDM ）是在電火花加工基礎(chǔ)上于20世紀(jì)50年代末最早在前聯(lián)發(fā)展起來(lái)的一種工藝形式，是用線狀電極（鉬絲或銅絲）靠火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割，故稱為電火花線切割，有時(shí)簡(jiǎn)稱線切割。它已獲得廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)外的線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床的60%以上。1.4.1 電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與工藝進(jìn)展目前電火花線切割加工技術(shù)的研究與發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)

14、在以下幾個(gè)方面:(1) 在穩(wěn)定發(fā)展高速走絲機(jī)的同時(shí)，重視低速走絲電火花線切割的開發(fā)和發(fā)展 1）高速走絲機(jī)仍然穩(wěn)步發(fā)展高速走絲電火花線切割機(jī)是我國(guó)的發(fā)明創(chuàng)造。由于高速走絲有利于改善排屑條件，適合于大厚度和大電流高速切割，加工性能價(jià)格比優(yōu)異，是我國(guó)電加工行業(yè)的主要發(fā)展機(jī)型。 2）重視低速走絲電火花線切割的開發(fā)和發(fā)展 低速走絲電火花線切割機(jī)由于電極絲移動(dòng)平穩(wěn)，易獲得較高精度和表面粗糙度看，適于精密模具和高精度零件加工?，F(xiàn)在需要加強(qiáng)對(duì)低速走絲機(jī)的深入研究，開發(fā)新的規(guī)格品種，為市場(chǎng)提供更多的國(guó)產(chǎn)低速走絲電火花線切割機(jī)。于此同時(shí)，還要在大量實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立完整的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，完善其CAD/CAM軟件。

15、(2) 完善機(jī)床設(shè)計(jì)，改進(jìn)走絲機(jī)構(gòu) 1）為使機(jī)床結(jié)構(gòu)更加合理，必須用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。應(yīng)用陷阱的計(jì)算機(jī)有限元分析模擬軟件對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)和熱穩(wěn)定性分析。還應(yīng)注重造型設(shè)計(jì)，在保證機(jī)床技術(shù)性能和清潔加工的前提下，使機(jī)床結(jié)構(gòu)合理，操作方便，外形新穎。由于電火花加工中工具電極與工件之間沒(méi)有宏觀作用力,因此,將電火花加工裝置、尤其是電極驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行微小型化,使電極進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的慣性得以大幅度減小,必將更好地發(fā)揮電火花加工技術(shù)的工藝特點(diǎn)。 2）機(jī)床上的坐標(biāo)工作臺(tái)大多采用十字滑板結(jié)構(gòu)，為了提高它的精度，除考慮熱變形與先進(jìn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)采用絲距誤差補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償技術(shù)，以提高機(jī)床的運(yùn)

16、動(dòng)精度。對(duì)于大型線切割機(jī)來(lái)說(shuō)，采用十字滑板工作臺(tái)結(jié)構(gòu)就不夠合理，而江南電子儀器廠開發(fā)的DK77100型龍門式機(jī)床則值得研究。龍門式機(jī)床的工作臺(tái)只作Y方向運(yùn)動(dòng)，X方向運(yùn)動(dòng)在龍門架上完成，上下導(dǎo)輪座掛于橫架上，可以分別控制。這不僅增加了絲架的剛性，而且工作臺(tái)只作Y方向運(yùn)動(dòng)，省去了X方向滑板，有助于提高工作臺(tái)的承重能力，降低整機(jī)總重量。 3）高速走絲電火花線切割機(jī)的走絲機(jī)構(gòu)，是影響其加工質(zhì)量與加工穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件，目前存在的問(wèn)題較多。目前巳開發(fā)的恒力裝置與可調(diào)速的走絲系統(tǒng)，應(yīng)在進(jìn)一步完善的基礎(chǔ)上推廣應(yīng)用。（3）推廣多次切割工藝，提高綜合工藝水平切割速度與加工表面質(zhì)量是一種矛盾，欲想在一次切割過(guò)程既獲

17、得很高的切割速度，又要獲得很好的加工質(zhì)量是困難的。提高電火花線切割的綜合工藝水平，采用多次切割是一種有效方法，即用較大的電規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行第一次切割，以獲得較高的切割速度，然后依次減小電規(guī)準(zhǔn)，進(jìn)行第二次、第三次切割，逐步修光，以獲得滿意的加工表面粗糙度和加工精度。高速走絲電火花線線切割機(jī)采用多次切割工藝不僅是必要的，而且是可行的。（4） 發(fā)展PC機(jī)控制系統(tǒng)，擴(kuò)充線切割機(jī)的控制功能 目前國(guó)已有的基于PC機(jī)電火花線切割機(jī)數(shù)控系統(tǒng)主要用于加工軌跡的編程和控制，PC機(jī)的資源并沒(méi)有得到充分開發(fā)利用，今后的趨勢(shì)是將在以下幾個(gè)方面進(jìn)行深人開發(fā)研究：1）開發(fā)和完善開放式的數(shù)控系統(tǒng)。目前高速走絲電火花線切割機(jī)所用的數(shù)控

18、軟件是在DOS基礎(chǔ)上開發(fā)的，有很大的局限性，難于進(jìn)一步擴(kuò)充其功能?，F(xiàn)在應(yīng)加速向以pc機(jī)為基礎(chǔ)的開放式、多任務(wù)管理與控制系統(tǒng)發(fā)展，以便充分開發(fā)PC機(jī)的資源，擴(kuò)充數(shù)控系統(tǒng)功能。2）繼續(xù)完善數(shù)控電火花線切割加工的計(jì)算機(jī)繪圖、自動(dòng)編程、加工規(guī)機(jī)控制與其縮放等功能，擴(kuò)充自動(dòng)定位、自動(dòng)找中心、低速走絲與自動(dòng)穿絲、高速走絲與自動(dòng)緊縮等功能，提高電火花線切割加工的自動(dòng)化程度。3）研究放電間隙狀態(tài)數(shù)值檢測(cè)技術(shù)，建立伺服控制模型，開發(fā)加工過(guò)程伺服進(jìn)給自適應(yīng)控制系統(tǒng)。為了提高加工精度，還應(yīng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的絲距誤差與傳動(dòng)間隙進(jìn)行精確檢測(cè)，并利用PC機(jī)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。4）開發(fā)和完善數(shù)值脈沖電源，并在工藝試驗(yàn)基礎(chǔ)上建立工藝數(shù)據(jù)

19、庫(kù)，開發(fā)加工參數(shù)優(yōu)化選取系統(tǒng)，以幫助操作者根據(jù)不同的加工條件和要求合理選用加工參數(shù)，充分發(fā)揮機(jī)床潛力。5）深人研究電火花線切割加工工藝規(guī)律，建立加工參數(shù)的控制模型，開發(fā)加工參數(shù)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，提高加工穩(wěn) 定性。6）進(jìn)一步開發(fā)有自主的電火花線切割和人工智能軟件。積極采用現(xiàn)代技術(shù)，促進(jìn)電火花線切割技術(shù)發(fā)展今后的電火花線切割技術(shù)開發(fā)研究將會(huì)涉與到：用激光測(cè)量技術(shù)來(lái)分析研究機(jī)床零部件的制造質(zhì)量；用有限元技術(shù)來(lái)分析機(jī)床結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性；用瓷等新材料來(lái)制造機(jī)床的關(guān)鍵零部件與其工夾具；用模糊控制技術(shù)來(lái)開發(fā)伺服進(jìn)給和加工參數(shù)控制系統(tǒng)；用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)研究各種復(fù)雜系統(tǒng)的輸入量與輸出量之間的關(guān)系.并建

20、立相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；用數(shù)值模擬（計(jì)算機(jī)仿真）技術(shù);上過(guò)程的各種疑難問(wèn)題，并預(yù)測(cè)其結(jié)果；用專家系統(tǒng)或人工智能系統(tǒng)來(lái)控制加工過(guò)程等。圖1-1為電火花線切割加工機(jī)床1一貯絲筒 2走絲溜板 3絲架 4一上滑板 5一下滑板 6床身電源 7電源、控制柜圖1-2往復(fù)高速走絲線切割加工設(shè)備組成第二章 電火花線切割加工的機(jī)理與應(yīng)用2.1電火花線切割加工基本原理電火花線切割加工時(shí)，在電極絲和工件之間進(jìn)行脈沖放電。如圖所示，一般電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。當(dāng)一個(gè)脈沖發(fā)生時(shí)，在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬間可以達(dá)到10000以上，高溫使得放電附近的金屬瞬間熔化甚至汽化，

21、高溫也使得電極絲和工件之間的工作液產(chǎn)生部分汽化，這些汽化后的工作液和金屬蒸汽瞬間迅速膨脹，并具有爆炸特性。這種熱膨脹和局部爆炸作用，使得金屬材料以熔化和汽化的方式拋出，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料進(jìn)行電蝕切割加工。為了確保每一個(gè)脈沖放電時(shí)電極絲與工件之間產(chǎn)生火花放電而不是電弧放電，必須要使兩個(gè)脈沖之間有足夠的間隔時(shí)間，以使間隙中的電離充分消除或轉(zhuǎn)移，并且恢復(fù)本次放電通道處間隙中介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以免在同一點(diǎn)上發(fā)生接連放電而產(chǎn)生的電弧放電現(xiàn)象。一般電火花線切割加工的脈沖停歇時(shí)間以脈沖寬度的4倍以上（比電火花成形要長(zhǎng)一些）。另外，為了確保電極絲不被瞬時(shí)的局部高溫?zé)龜啵仨毾蚍烹婇g隙中注入大量的工作液，這些工作液不

22、僅可以使電極絲得到充分的冷卻，還可以起到消除電離和排屑與清洗的作用。圖2.1電火花線切割加工原理示意圖2.1.1低速走絲線切割加工基本原理低速走絲電火花線切割機(jī)床的電極絲作低沖單向運(yùn)動(dòng),一般走絲速度為0.2 15m/min。低速走絲電火花線切割加的電極絲為黃銅絲、鍍鋅黃銅絲或者鉬絲，電極絲直徑一般為 0.100.35mm。圖所示為低速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖。電極絲的路徑是從儲(chǔ)絲筒6出來(lái)，經(jīng)過(guò)上導(dǎo)輪后穿過(guò)要切割的工件，再經(jīng)過(guò)下導(dǎo)輪，被收絲筒11沒(méi)收或排出不再重復(fù)使用。被切割的工件2固定在工作臺(tái)7上，被切割面水平放置。在切割過(guò)程中，工件在工作臺(tái)上受電動(dòng)機(jī)8、9的拖動(dòng)，在水平方向按照預(yù)置的X

23、Y軌跡伺服運(yùn)動(dòng)，電極絲除了由上至下不停運(yùn)轉(zhuǎn)外，還可以下導(dǎo)輪為軸心，上導(dǎo)輪在上拖板的拖動(dòng)下按預(yù)置軌跡作方向的運(yùn)行，這些運(yùn)動(dòng)的合成可以切割出不同曲面與錐面的工件。脈沖電源1的正、負(fù)極性通過(guò)進(jìn)電塊分別加在工件和電極絲上，為放電加工提供脈沖能量。低速走絲的加工方式一般為浸液式，工作液為去離子水，與高速走絲線切割相比，低速走絲對(duì)工作液的要求比較高，工作液的電阻率、離子數(shù)量、雜質(zhì)含量都要嚴(yán)格控制在允許圍。由于低速走絲的電極絲力可以得到很好的控制，電極絲的振幅影響比較小，在加上工作液的電阻率也比高速走絲的電阻率高許多，因此低速走絲線切割加工時(shí)，間隙電壓以與伺服跟蹤速度與電火花成形加工相似。1脈沖電源 2工件

24、 3工作液箱 4一去離子水 5泵 6儲(chǔ)絲筒 7工作臺(tái) 8X軸電動(dòng)機(jī) 9一數(shù)控裝置10Y軸電動(dòng)機(jī) 11一收絲筒 12電極絲13進(jìn)電塊圖2.2低速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖2.1.2高速走絲線切割加工基本原理高速走絲電火花線切割機(jī)床的主要特點(diǎn)是電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為7 11m/s，電極絲的直徑為為0.120.22mm，電極絲的材料為鉬絲。圖所示為高速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖。它是利用電極絲4作為工具電極進(jìn)行切割的，電極絲穿過(guò)工件上預(yù)鉆好的小孔，經(jīng)導(dǎo)輪3由儲(chǔ)絲筒2帶動(dòng)電極絲作正反向交替運(yùn)轉(zhuǎn)。加工能量由脈沖電源8供給，靠進(jìn)電塊分別加在電極絲與工件兩端。工件安裝在工作臺(tái)上，由數(shù)控

25、裝置1按加工要求發(fā)出指令，控制執(zhí)行電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)工作臺(tái)在水平X、Y兩個(gè)坐標(biāo)方向移動(dòng)，加工出的零件截面形狀與設(shè)計(jì)軌跡完全一樣。如果機(jī)床帶有錐度切割裝置，上下導(dǎo)輪受步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的十字托板控制，使電極絲與中心線偏移角度，并與X、Y軸的運(yùn)動(dòng)軌跡合成來(lái)實(shí)現(xiàn)錐度加工，從而可以實(shí)現(xiàn)各種變截面零件加工。 在加工時(shí)，由噴嘴6將工作液以一定的壓力噴向加工區(qū)。高速走絲線切割加工因?yàn)殡姌O絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)后容易松絲，力不好控制，電極絲振動(dòng)明顯，極間短路是不可避免的。為了抑制電極絲的振幅，一般都采用過(guò)跟蹤方法控制切割的進(jìn)給速度，換句話說(shuō)就是加工過(guò)程中，間隙電壓偏短路。為了避免由于頻繁短路造成燒絲現(xiàn)象發(fā)生，利用提高電極絲的運(yùn)轉(zhuǎn)

26、速度，靠高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電極絲向放電間隙帶人的工作液的速度加快，沖液量加大，蝕除物更有效地排出，同時(shí)有助于斷弧和消除電離，這也是高速 走絲線切割的電極絲運(yùn)行速度相對(duì)較高的原因之一。1一數(shù)控裝置 2儲(chǔ)絲筒 3導(dǎo)輪 4一電極絲 5工件 6噴嘴 7絕緣板 8脈沖電源 9一液壓泵 10工作液箱11執(zhí)行電動(dòng)機(jī)圖2.3高速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖2.2電火花線切割加工物理過(guò)程電火花線切割加工的物理過(guò)程是非常短暫而復(fù)雜的，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)資料的分析來(lái)看，每次電火花腐蝕的微觀過(guò)程是電動(dòng)力、電磁力、熱動(dòng)力以與流體動(dòng)力等綜合作用的過(guò)程，并可大致分為介質(zhì)擊穿和通道形成、能量轉(zhuǎn)換和傳遞、電極 材料的拋出、極間介質(zhì)消電離等

27、幾個(gè)階段。電火花線切割加工實(shí)際上是一個(gè)重復(fù)脈沖放電過(guò)程，前一個(gè)脈沖放電所形成的電蝕產(chǎn)物與放電凹坑必定會(huì)影響后一個(gè)脈沖的放電過(guò)程，因而實(shí)際加工時(shí)的放電過(guò)程會(huì)比單個(gè)脈沖放電過(guò)程復(fù)雜得多。但單個(gè)脈沖放電畢竟是研究電火花線 切割加工機(jī)理的基礎(chǔ)。為有助于掌握電火花線切割加工的基本規(guī)律，并對(duì)電火花線切割設(shè)備提出合理的要求，仍有必要進(jìn)一步了解單個(gè)脈沖放電的微觀過(guò)程。1.單個(gè)脈沖瞬時(shí)擊穿放電過(guò)程電火花線切割加工一般都是在水基工作液（去離子水和皂化油的乳化液，也有用煤油的）中進(jìn)行的。當(dāng)脈沖電壓施加在電極絲與工件之間時(shí)，極間電場(chǎng)將會(huì)因電極表面的微觀不平而變得極不均勻，極間介電液中的雜質(zhì)以與弱電解質(zhì)的極性分子都會(huì)在

28、極間電場(chǎng)的作用下向電場(chǎng)較強(qiáng)的方向聚集、結(jié)鏈，進(jìn)一步引起極間 電場(chǎng)的畸變。當(dāng)極間距離逐步縮小或是脈沖電壓不斷升高時(shí)，極間某處的電場(chǎng)強(qiáng)度將會(huì)超過(guò)極間介電液的介電強(qiáng)度，使介電液發(fā)生雪崩式的碰撞電離，并形成極間放電通道。此刻，極間電阻將在很短時(shí)間從絕緣狀態(tài)急速下降到數(shù)歐姆以下，而電流隨即上升，極間電壓相應(yīng)下降到火花維持電壓，如圖2.4所示。極間放電通道實(shí)際上是高溫、高壓的電離氣體，其初始?jí)毫蛇_(dá)數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)大氣壓。這個(gè)部高壓將極力使通道與其周圍瞬時(shí)形成的分子團(tuán)（以后發(fā)展成氣泡）急速擴(kuò)展，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向外傳播。在放電的初始階段，氣泡和放電通道之間并沒(méi)有明顯的界面，但因放電通道除受到 周圍液體介質(zhì)

29、慣性的壓縮作用外，還受到它自身電磁場(chǎng)箍束 效應(yīng)作用，因而氣泡會(huì)在放電過(guò)程中與放電通道界面分離并繼續(xù)擴(kuò)展，放電通道則被約束成一個(gè)細(xì)小的通道，其截面甚小，致使通道中的電流密度高達(dá)105106A/cm2.放電通道是由數(shù)量大體相等的帶正電和帶負(fù)電離子以與中性離子組成 的等離子體。通道中的正負(fù)帶電離子在極間電場(chǎng)作用下高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，將發(fā)生劇烈碰撞，并產(chǎn)生大量的熱量，使通道溫度升高到10 000義以上。與此同時(shí)，陽(yáng)極表面和陰極表面分別受到電子流和離子流的高速轟擊，也將產(chǎn)生大量熱量。這樣，在兩極之間將沿放電通道形成-個(gè)瞬時(shí)高溫?zé)嵩础D2.4矩形脈沖道放電電壓與放電電流波形2）幻電火花放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換極間介質(zhì)一旦

30、被擊穿放電，脈沖電源就將通過(guò)放電通道瞬時(shí)釋放能量，并把電能轉(zhuǎn)換為熱能、動(dòng)能、磁能、光能、聲能以與電磁波輻射能等：其部分轉(zhuǎn)換成熱能，用于加熱兩極放電點(diǎn)與極間放電通道，使兩極放電點(diǎn)的金屬局部熔化或汽化。熱能與電火花線切割加工密切相關(guān)，傳遞（或稱分配）給電極表面的主要有下列幾種形式：在電場(chǎng)作用下，帶電粒子（電子和正離子）對(duì)電極表面的轟擊；電極材料汽化噴爆時(shí)所形成的蒸氣炬對(duì)相對(duì)的電極表面的沖擊：放電通 道的熱輻射；放電通道中高溫氣體質(zhì)點(diǎn)對(duì)電極表面的熱沖擊。在上述四種傳遞形式中，帶電粒子對(duì)電極表面高速轟擊是主要的。由于負(fù)電子的質(zhì)量和體積都相當(dāng)小，在電場(chǎng)作用下能獲得很高的加速度和速度，所以在脈沖放電的最初

31、階段就會(huì)有大量的高速電子轟擊陽(yáng)極表面；而正離子則因質(zhì)量慣性大，加速度小，在短時(shí)間無(wú)法獲得很高的速度，所以, 采用高頻窄脈沖電源的電火花線切割加工，都應(yīng)選用正極性加工，即工件接電源正極，以充分利用電子的轟擊作用來(lái)提高切割速度。3）電極表面被蝕材料的拋出傳遞給電極表面的能量轉(zhuǎn)化成熱能，并在電極表面放電點(diǎn)附近形成一瞬時(shí)高溫?zé)嵩础＿@個(gè)熱源的中心處溫度最高，并向工件材料部傳導(dǎo)，形成一個(gè)溫度梯度場(chǎng)，即離放電點(diǎn)中心愈遠(yuǎn)愈低。據(jù)工件材料的熔點(diǎn)和汽化點(diǎn)不同，使受熱材料形成余金屬汽化、金屬熔融、金屬固態(tài)受熱三種情況。由于電極材料的熔化和汽化過(guò)程十分短促，有爆炸特性。爆炸力將把熔化和汽化的金矚材料拋巧電極表面，而在

32、電極表面留下一個(gè)小凹坑，如圖3.14所示。圖2.5放電凹坑形成研究發(fā)現(xiàn)，在高速走絲電火花線切割加工情況下，脈沖 放電時(shí)所形成的電極表面高溫?zé)嵩?，不可以?jiǎn)化成一個(gè)固定 的點(diǎn)熱源，而只能簡(jiǎn)化成快速移動(dòng)的點(diǎn)熱源。這種熱源所形 成的放電凹坑不是半球形，而是鴨蛋形。移動(dòng)速度愈快，以 與脈沖放電持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，其凹坑的長(zhǎng)度將愈長(zhǎng)。4）消電離和極間介電性能的恢復(fù)一個(gè)脈沖放電結(jié)束之后，極間電場(chǎng)急速減小到零，碰撞電離也隨之停止，而且放電通道會(huì)因消電離過(guò)程（即通道中的正負(fù)帶電粒子復(fù)合成 中性粒子過(guò)程）而使通道中的帶電粒子急速減少，并逐漸恢復(fù)極間介電液的介電性能。必須指出，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合速度是比較快的，極間電導(dǎo)將

33、在很短的時(shí)間減少。但是，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合和極間電導(dǎo)的減少，并不等于極間介電性能的恢復(fù)。因?yàn)榉烹?后的電蝕產(chǎn)物（含有微粒、氣泡給余熱等）在短時(shí)間還來(lái)不與擴(kuò)散，介電液的高溫與大量的電蝕產(chǎn)物都會(huì)降低其介電性能。因此，在電火花線切割加工中，為了保證加工的正常進(jìn)行，在先后二次脈沖放電之間都應(yīng)有足夠的停歇時(shí)間。其最小脈沖停歇時(shí)間的選擇，不僅要考慮極間介電液的消電離汽化的金矚材料拋巧電極表面，而在電極表面留下一個(gè)小凹坑，如圖2.5所示。圖2.5放電凹坑形成研究發(fā)現(xiàn)，在高速走絲電火花線切割加工情況下，脈沖放電時(shí)所形成的電極表面高溫?zé)嵩矗豢梢院?jiǎn)化成一個(gè)固定的點(diǎn)熱源，而只能簡(jiǎn)化成快速移動(dòng)的點(diǎn)熱源。這種熱源所形

34、成的放電凹坑不是半球形，而是鴨蛋形。移動(dòng)速度愈快，以與脈沖放電持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，其凹坑的長(zhǎng)度將愈長(zhǎng)。4）消電離和極間介電性能的恢復(fù)一個(gè)脈沖放電結(jié)束之后，極間電場(chǎng)急速減小到零，碰撞電離也隨之停止，而且放電通道會(huì)因消電離過(guò)程（即通道中的正負(fù)帶電粒子復(fù)合成中性粒子過(guò)程）而使通道中的帶電粒子急速減少，并逐漸恢復(fù)極間介電液的介電性能。必須指出，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合速度是比較快的，極間電導(dǎo)將在很短的時(shí)間減少。但是，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合和極間電導(dǎo)的減少，并不等于極間介電性能的恢復(fù)。因?yàn)榉烹?后的電蝕產(chǎn)物（含有微粒、氣泡給余熱等）在短時(shí)間還來(lái)不與擴(kuò)散，介電液的高溫與大量的電蝕產(chǎn)物都會(huì)降低其介電 性能。因此，在電火花線

35、切割加工中，為了保證加工的正常進(jìn)行，在先后二次脈沖放電之間都應(yīng)有足夠的停歇時(shí)間。其最小脈沖停歇時(shí)間的選擇，不僅要考慮極間介電液的消電離極限速度，而且還應(yīng)該考慮電蝕產(chǎn)物的擴(kuò)散和棑出，以與放電通道中的熱量傳散。5）實(shí)際加工時(shí)的重復(fù)脈沖放電過(guò)程從上面的論述中可以看出，一個(gè)脈沖經(jīng)過(guò)擊穿放電、能量轉(zhuǎn)換、電極材料拋出以與極間消電離過(guò)程之后，便完成了一次電腐蝕，而在工件表面留下一個(gè)小凹坑。這個(gè)小凹坑是十分微小的，但無(wú)數(shù)個(gè)脈沖放電累積，就可以加工出所需要的形狀和尺寸。此時(shí)，人們非常關(guān)心實(shí)際加工過(guò)程中重復(fù)脈沖放電是如何進(jìn)行的。生產(chǎn)實(shí)踐表明，加工過(guò)程中的每個(gè)脈沖放電，絕不是簡(jiǎn)單地在二極之間相對(duì)最近的尖端處進(jìn)行，而

36、是一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)過(guò)程。加工時(shí)，首先是在二極間介電能力最薄弱的凸起處產(chǎn)生火花放電。由于前一次放電所產(chǎn)生的加工屑與氣泡等使放電周圍的電蝕產(chǎn)物濃度增大，加上放電后的余熱使此處的液溫升高，都會(huì)降低此處工作液的介電能力，導(dǎo)致第二個(gè)脈沖容易在第一個(gè)脈沖放電的附近區(qū)域再次擊穿放電。另一方面，沒(méi)有發(fā)生脈沖放電的附近區(qū)域工作液比較干凈，介電性能好，不易發(fā)生擊穿放電。只有當(dāng)加工區(qū)的間隙增大到超出能 擊穿放電的限度時(shí)，重復(fù)脈沖放電才會(huì)轉(zhuǎn)移另一處相對(duì)易擊穿的區(qū)域進(jìn)行。正因?yàn)槿绱?，電極絲移出加工區(qū)域的出口處放電間隙一般要比進(jìn)口處的放電間隙大：在實(shí)際電火花線切割加工過(guò)程中，由于電極材料的不斷蝕除，電蝕產(chǎn)物與極間介電液的溫

37、度不斷增加，加上電極絲的持續(xù)進(jìn)給以與電極絲的振動(dòng)等，使極間各處的間隙大小與 物理狀態(tài)千變?nèi)f化，因而極間放電狀態(tài)也是隨機(jī)變化的。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)資料可以得出：極間距離減小以與電蝕產(chǎn)物濃度增加，都會(huì)減小擊穿延時(shí)時(shí)間，或降低擊穿初始電壓，以致發(fā)生極間短路，其規(guī)律如圖2.6所示。圖2.6右邊的放電壓波形反映其極間距離較大或介電液的介電性能良好，而左邊的電壓波形則反映其極間距離小且介電液的介電性能差；最左邊的電壓波形是極間短路波形。圖2.6極間放電電壓波形高速走絲電火花線切割加工因電極絲振動(dòng)較明顯，極間短路是不可避免的。為了抑制電極絲的振幅，一般都采取過(guò)跟蹤方法控制線切割的進(jìn)給速度，所以高速走絲電火花線切

38、割加工時(shí)的空載波形出現(xiàn)的概率很小。實(shí)驗(yàn)表明，在一次放電過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)空載、正常放電與短路三種不同波形，如圖2.7所示。圖2.7-a為短暫延時(shí)立即擊穿放電；圖 2.7-b為擊穿放電后產(chǎn)生瞬時(shí)短路又發(fā)生擊穿過(guò)程；圖2.7-c是從空載到短路再到正常放電。這是用示波器觀察到的放電波形，其發(fā)生的機(jī)理有待進(jìn)一步研究。圖2.7線切割時(shí)的極間電壓波形2.3電火花線切割加工的特點(diǎn)電火花線切割加工與其他電火花加工一樣，其加工速度與工件材料的力學(xué)性能（硬度和韌性）無(wú)關(guān)，常用來(lái)加工淬火鋼、硬質(zhì)合金。磁鋼以與不銹鋼等金屬材料，也可以加工金剛石、瓷之類的非金屬材料。電火花線切割的工藝特點(diǎn)可以歸納如下：（1）它是用一根細(xì)

39、長(zhǎng)（0.030.35mm）的金屬絲作工具電極，而不需要制成特定形狀的成形電極；（2）加工對(duì)象主要是平面形狀，當(dāng)機(jī)床上裝有能使電極絲上、下導(dǎo)向器相對(duì)偏移的裝置之后，還可以加工錐面或上下面異形的以直線為母線的復(fù)雜曲面；（3）因電極絲直徑很細(xì)，切縫很窄，有利于材料的利用，還適合加工細(xì)微零件，如采用0.03mm鉬絲作電極絲，切縫可以減小到0.04mm，角半徑小到0.04mm；（4）因電極絲細(xì)長(zhǎng)，并不斷更新（單向低速走絲）或往復(fù)使用，電極絲的絲徑損耗很小，因而加工精度很高；（5）常用水基工作液（去離子水或乳化液），不會(huì)發(fā)生火災(zāi)，有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管下的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；（6）依靠數(shù)控系統(tǒng)的絲徑偏移補(bǔ)償功能，可以方

40、便地調(diào)節(jié)凹、凸模的配合間隙，依靠錐度切割功能還可以實(shí)現(xiàn)凹、凸模一次同時(shí)加工；（7）自動(dòng)化程度高、操作方便、加工周期短、加工成本低。2.4電火花線切割加工的局限性1.主要用于金屬等導(dǎo)電材料，但在一定的條件下也可加工半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料。2.一般情況下加工速度較慢，生產(chǎn)率不高。3.會(huì)損耗電極絲，影響成形精確度。2.5電火花線切割加工的應(yīng)用電火花線切割加工不僅有很多工藝特點(diǎn)，而且非常經(jīng)濟(jì)有效，為新產(chǎn)品試制、精密零件加工與模具制造開辟了一條新的工藝途徑?，F(xiàn)已廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)生產(chǎn)制造部門，并成為一種必不可少的工藝手段。目前主要用于沖模、擠壓模、拉伸模、塑料模、電火花成形用的工具電極以與各種復(fù)雜零件加工

41、等。（1） 加工模具適用于各種形狀的沖模。調(diào)整不同的間隙補(bǔ)償量，只需一次編程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模與卸料板等。模具配合間隙、加工精度通常都能達(dá)到0.010.02mm (雙向高速走絲線切割機(jī)）和0.0020.005mm (單向低速走絲線切割機(jī)）的要求。 此外，還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等，也可加工帶錐度的模具。（2） 切割電火花成形加工用的電極 一般穿孔加工用的電極以與帶錐度型腔加工用的電 極，以與銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，用線切割加工特別經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也適用于加工微細(xì)復(fù)雜形狀的電極。（3） 加工零件 在試制新產(chǎn)品時(shí)，用線切割在坯料上直接割出零件，例如試制切割特殊 微電

42、機(jī)硅鋼片定轉(zhuǎn)子鐵心，由于不需另行制造模具，可大大縮短制造周期、降低成本。另外 修改設(shè)計(jì)、變更加工程序比較方便，加工薄件時(shí)還可多片疊在一起加工。在零件制造方面， 可用于加工品種多，數(shù)量少的零件，特殊難加工材料的零件，材料試驗(yàn)樣件，各種型孔、型 面、特殊齒輪、凸輪、樣板、成型刀具。有些具有錐度切割的線切割機(jī)床，可以加工出 “天圓地方”等上下異形面的零件。同時(shí)還可進(jìn)行微細(xì)加工，異形槽和標(biāo)準(zhǔn)缺陷的加工等。第三章 電火花加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖3-1 DK7740E電火花數(shù)控線切割機(jī)床圖中，1為床身，2為工作臺(tái)， 3為運(yùn)絲裝置，4為線架，5為夾具，6為防水罩 （冷卻液箱在機(jī)床后側(cè)，圖中為給出）圖3-1實(shí)驗(yàn)的型號(hào)為

43、DK7740E電火花數(shù)控線切割機(jī)床。機(jī)床由主機(jī)和控制臺(tái)兩部分組成。機(jī)床主機(jī)部分由床身、工作臺(tái)、運(yùn)絲裝置、線架、冷卻液箱、夾具、防水罩等部件組成。工作臺(tái)行程400mm*500mm。3.1機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)3.1.1工作臺(tái)的傳動(dòng)路線（見圖3-2)X向：控制系統(tǒng)發(fā)出進(jìn)給脈沖-步進(jìn)電機(jī)D-齒輪4/齒輪3-橫向絲杠1-螺母8Y向：控制系統(tǒng)發(fā)出進(jìn)給脈沖-步進(jìn)電機(jī)E-齒輪5/齒輪6-縱向絲杠2-螺母7控制系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖，工作臺(tái)就移動(dòng)0.001mm，通過(guò)X、Y向兩個(gè)搖手柄也可以使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)X、Y向移動(dòng)。圖3-2工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.1.2運(yùn)絲部件的傳動(dòng)路線（見圖3-3）電動(dòng)機(jī)G-聯(lián)軸器-運(yùn)絲筒高速旋轉(zhuǎn)-齒輪9/齒

44、輪10-齒輪11/齒輪12- 絲杠13-螺母14帶動(dòng)拖板-行程開關(guān)。運(yùn)絲裝置帶動(dòng)電極絲按一定線速度運(yùn)行，并將電極絲整齊地排繞在運(yùn)絲筒上，行程開關(guān)控制運(yùn)絲筒的正反轉(zhuǎn)。圖3-3運(yùn)絲裝置傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.1.3線架運(yùn)絲筒旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電極絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排絲輪、導(dǎo)輪保持電極絲軌跡、導(dǎo)電塊進(jìn)電。線架由兩步進(jìn)電機(jī)控制線架做U、V方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)錐度切割。3.2機(jī)床搬運(yùn)和安裝1.機(jī)床外包裝箱吊運(yùn)，主機(jī)吊運(yùn)。吊裝的鋼絲繩長(zhǎng)度和角度應(yīng)適當(dāng)，鋼絲繩承受的載荷量必須大于4500Kg。吊繩應(yīng)避免與機(jī)床零部件接觸，必要時(shí)可以在接觸處填放軟性物，以免損傷機(jī)床外觀與機(jī)床精度。搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)避免顛簸、傾斜、沖擊等不平穩(wěn)現(xiàn)象。2.機(jī)床安裝方向

45、應(yīng)盡量使操縱者面對(duì)自然光源。機(jī)床周圍不允許有強(qiáng)烈的振動(dòng)源和強(qiáng)電磁場(chǎng)以與噪音干擾，否則會(huì)直接影響機(jī)床的正常工作。如果工作場(chǎng)地條件欠佳，可采用防震式地基將機(jī)床與震源隔離，防震溝可填充軟性物消震。本機(jī)床屬精密機(jī)床，建議工作環(huán)境溫度控制在20土5。3.機(jī)床拆箱后，將四只防震墊鐵安裝在機(jī)床床身下面，然后進(jìn)行平面布置。拆去工作臺(tái)上下兩層導(dǎo)軌兩端壓緊用壓板共8件，換上 DK7750EJ.2-21擋板。同樣拆去運(yùn)絲導(dǎo)軌兩端壓緊用壓板共4件，換上DK7725J.3-12擋板。4.絲杠副、導(dǎo)軌、導(dǎo)輪等關(guān)鍵件和重要運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)擦干凈，不得有紗頭之類雜物粘附其上面，凡已經(jīng)去除防銹油脂的部位應(yīng)立即擦上機(jī)械油N46以防止生

46、銹，并使各部位在工作之前充分潤(rùn)滑。5.調(diào)節(jié)四只防震墊鐵，將機(jī)床調(diào)節(jié)水平，要求水平儀在工作臺(tái)面縱橫向的讀數(shù)允差為0.04/1000。3.3機(jī)床操作和調(diào)整3.3.1班前準(zhǔn)備工作1.啟動(dòng)電源開關(guān)，讓機(jī)床空載運(yùn)行，觀察其工作狀態(tài)是否正常。容包括：l 控制臺(tái)必須正常工作十分鐘以上。l 機(jī)床各部件運(yùn)動(dòng)副正常工作。l 脈沖電源和機(jī)床電器工作正常無(wú)失誤。l 各個(gè)行程開關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作靈敏。l 工作液各個(gè)進(jìn)出管路暢通無(wú)阻，壓力正常，揚(yáng)程符合要求。 2.按機(jī)床潤(rùn)滑要求注油3.添加或更換工作液一般以每隔10-15天更換一次為宜。4） 決定是否調(diào)換電極絲 3.3.2工作臺(tái)調(diào)整按下控制臺(tái)鍵盤的ENGAGE（電機(jī)吸）鍵，手搖工

47、作臺(tái)縱橫向手輪，檢查步進(jìn)電機(jī)是否吸住,手捏刻度盤并輕輕左右抒動(dòng)，檢查刻度值相對(duì)“0”位刻線有無(wú)左右松動(dòng)，無(wú)松動(dòng)時(shí)可進(jìn)行隨后加工。3.3.3調(diào)整線架1.導(dǎo)輪與排絲輪的調(diào)整調(diào)整時(shí)既要保證導(dǎo)輪與排絲輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，又要無(wú)軸向間隙，更換時(shí)，導(dǎo)輪與排絲輪軸承要加高速潤(rùn)滑油。2. 用角尺或鉬絲校正器檢測(cè)鉬絲與工作臺(tái)垂直度，若鉬絲與工作臺(tái)不垂直，可用錐度旋鈕與懸臂上的調(diào)整套來(lái)調(diào)節(jié)。3.3.4鉬絲繞裝1.機(jī)床操縱面板SA1旋鈕左旋。2.上絲起始位置在貯絲筒右側(cè)（遠(yuǎn)離運(yùn)絲電機(jī)一端，用抓DK77324J9.1搖手柄將貯絲筒右側(cè)停在線架中心位置。3. 將右邊撞塊壓住換向行程開關(guān)觸點(diǎn)，左邊撞塊盡量拉遠(yuǎn)。4.松開上絲器上螺

48、母4，裝上鉬絲盤5后擰上螺母4 。5.調(diào)節(jié)螺母8，將鉬絲盤壓力調(diào)節(jié)適中。6.將鑰絲一端通過(guò)上絲輪后固定在貯絲筒右側(cè)螺釘上。7.空手逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)貯絲筒幾圈，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)撞塊不能脫開換向行程開關(guān)觸點(diǎn)。 8.按操縱面板SB2旋鈕（運(yùn)絲開關(guān)，貯絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鉬絲自動(dòng)纏繞在筒上，達(dá)到要求后，按操縱面板SB1急停旋鈕，上絲結(jié)束。9.手動(dòng)上絲按上述2至7操作后用SK7720J.9.2搖手柄轉(zhuǎn)動(dòng)貯絲筒即可。10.剪斷鉬絲，松開上絲器上螺母4，取下鉬絲盤5后擰上螺母。11.繞絲，將鉬絲另一端固定在貯絲筒左側(cè)螺釘上。12.用DK7720J.9.3緊絲輪手動(dòng)緊絲二至三遍，用力應(yīng)均勻。注意：開運(yùn)絲時(shí)必須拿掉搖手柄以防飛出傷人!3

49、.3.5.工件裝夾1.裝夾工件前先校正電極絲與工作臺(tái)的垂直度。2.選擇夾具，A型機(jī)切割錐度零件時(shí)夾具需安裝墊塊，切割無(wú)錐度零件時(shí)取下墊塊。E型機(jī)為一種夾具。3.將夾具固定在工作臺(tái)上。4.裝夾工件時(shí)應(yīng)根據(jù)工件圖紙要求用百分表等量具找正基準(zhǔn)面，使其與工作臺(tái)的X向或Y向平行。5.裝夾工件位置應(yīng)使工件的切割區(qū)控制在機(jī)床行程圍。6.裝夾工件時(shí)應(yīng)保證在切割過(guò)程中工件與夾具不應(yīng)碰到線架的任何部分。7.工件裝夾完畢要清除工作臺(tái)面上的一切雜物。圖3-4工件裝夾3.3.6.機(jī)床操作步驟1.開機(jī)，電源開關(guān)QS左旋。2.把加工程序輸入控制臺(tái)。3.E型機(jī)床根據(jù)工件的厚度調(diào)整線架跨距（切割工件時(shí)不允許調(diào)整線架跨距）。4.

50、安裝工件。5.繞電極絲。6.開運(yùn)絲開關(guān)。7開水泵開關(guān)，調(diào)節(jié)噴水量。開水泵時(shí)，應(yīng)先把調(diào)節(jié)閥關(guān)掉，然后逐 漸開啟，調(diào)節(jié)至水柱包容電極絲射向切割區(qū)即可，水量不必太大。 注意：開水泵時(shí)，如不關(guān)閉或關(guān)小調(diào)節(jié)閥，會(huì)造成冷卻液飛濺 8. 開脈沖電源選擇電參數(shù)9. 將控制臺(tái)上的波段開關(guān)旋到自動(dòng)加工檔，啟動(dòng)程序運(yùn)行，進(jìn)入切割時(shí)調(diào)節(jié)電位器旋鈕，觀察機(jī)床電流表，調(diào)節(jié)使指針?lè)€(wěn)定(允許電流表指針略有晃動(dòng))。10.加工結(jié)束后應(yīng)先關(guān)閉水泵開關(guān)，然后關(guān)閉運(yùn)絲開關(guān)，檢查X、Y座標(biāo)是否到達(dá)終點(diǎn)，到終點(diǎn)時(shí)拆下工件，清洗并檢查質(zhì)量。未到終點(diǎn)時(shí)應(yīng)檢查程序是否有錯(cuò)、控制臺(tái)是否有故障。注意：機(jī)床電氣操縱面板和控制臺(tái)控制面板上都有紅色急停按

51、鈕開關(guān)， 工作中如有意外情況，按下此開關(guān)即可斷電停機(jī)！下圖為加工現(xiàn)場(chǎng)畫面如圖3-5圖3-5加工過(guò)程圖3.3.7機(jī)床的維護(hù)與故障的排除1.機(jī)床的維護(hù)1)整機(jī)應(yīng)保持清潔，停機(jī)8小時(shí)以上應(yīng)揩抹干凈并涂防銹。2)線架部件導(dǎo)電塊、排絲輪、導(dǎo)輪周圍應(yīng)經(jīng)常用煤油清洗干凈，清洗的臟油不得漏至工作臺(tái)的回水槽。3)為保持機(jī)床加工精度，導(dǎo)輪、排絲輪與其支承軸承一般使用6-8 個(gè)月后即應(yīng)成套更換。4）冷卻液循環(huán)系統(tǒng)如有堵塞應(yīng)與時(shí)疏通，特別要防止冷卻液滲入 機(jī)床部造成短路，以致燒毀電氣元件。5）機(jī)床裝有斷絲停機(jī)保護(hù)機(jī)構(gòu)，一旦斷絲應(yīng)與時(shí)將電極絲清理干凈。6）當(dāng)供電電壓超過(guò)額定電壓土10V時(shí)，建議控制臺(tái)接專用電源。7）本機(jī)

52、床按照使用規(guī)則在兩班制條件下，其規(guī)定精度保持兩年。機(jī)床到第一次大修的時(shí)間不大于8年。3.4機(jī)床控制系統(tǒng) 圖3-6 機(jī)床控制面板3.4.1操作面板機(jī)床電器裝在控制柜的后面門，工作過(guò)程大致如下：1、合上三相四線電源閘刀，再合上控制柜右側(cè)（從后門打開看）的空氣開關(guān)，放開11緊急停止按鈕，控制柜電源接通。2、按下12走絲停止按鈕，啟動(dòng)變頻器，走絲電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。3、切割工件前按下 15工作液開啟按鈕4、停止加工可按13走絲啟動(dòng)按鈕和16電源開關(guān)，或者直接按下 11緊急停止按鈕。（盡量少按急停按鈕）1間隙電壓表 2加工電流表 3脈沖寬度選擇檔指示燈 4脈沖間隔選擇檔指示燈 5功放管數(shù)選擇檔指示燈 6電流選

53、擇檔指示燈 7顯示屏 8選擇按鈕 9增加按鈕 10減少按鈕 11緊急停止按鈕 12走絲停止按鈕 13走絲啟動(dòng)按鈕 14工作液關(guān)閉按鈕 15工作液開啟按鈕 16電源開關(guān)圖3-7控制面板圖3-8顯示屏圖3-9系統(tǒng)主屏幕示意圖圖3-10 屏幕顯示 圖表說(shuō)明圖3-11遠(yuǎn)程操縱板第四章 加工試驗(yàn)與分析4.1試驗(yàn)簡(jiǎn)介4.1.1試驗(yàn)方式試驗(yàn)方式是對(duì)幾種不同材料進(jìn)行不同參數(shù)加工試驗(yàn)。在電火花線切割加工試驗(yàn)之前，對(duì)所需要的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了選擇。如：電流、脈寬、脈間、間隙、電極規(guī)格與工件材料、加工面積、加工深度等，試驗(yàn)這些參數(shù)對(duì)加工生產(chǎn)率、精度、表面粗糙度的影響規(guī)律。4.1.2試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)所采用的設(shè)備是電火花線切割

54、加工機(jī)，型號(hào)為DK7740E，通過(guò)選擇不同的參數(shù)對(duì)工件進(jìn)行試驗(yàn)。4.1.3試驗(yàn)過(guò)程（1）裝夾工件。工件在電火花線切割加工前，必須借助通用或?qū)Ｓ玫膴A具與測(cè)量?jī)x器進(jìn)行裝夾和校正。（2）對(duì)刀。（3）設(shè)置加工參數(shù)并進(jìn)行加工。對(duì)刀以后，開啟工作液，在機(jī)床電腦上設(shè)置加工參數(shù)。加工參數(shù)設(shè)定好后待工作液達(dá)到規(guī)定的深度后，按下啟動(dòng)按鈕進(jìn)行加工。4.1.4試驗(yàn)結(jié)果記錄加工參數(shù)與波形的記錄。加工的各種參數(shù)直接可以從顯示器中讀出，包括脈沖寬度，脈沖間隔，峰值電流的記錄。輸入電壓可利用示波器測(cè)量其波形，通過(guò)RS232接口記錄采集的波形。以下為實(shí)驗(yàn)記錄:第1次加工試驗(yàn) 4月23日?qǐng)D4-1上鉗體零件圖圖4-2-1加工成果圖

55、厚度：36cm材料：40Cr脈寬：40µs電流：3.3A電壓：85V運(yùn)絲速度：10m/s工作液：專用乳化液（絕緣）絲直徑： 0.18mm進(jìn)給速度：40mm2/min加工時(shí)間：6h精度：0.02mm粗糙度：3.2µm第2次加工試驗(yàn) 5月5日 圖4-3硅鋼片零件圖 厚度：1mm*10片材料：硅鋼 脈寬：40µs 電流：2A 電壓：85V運(yùn)絲速度：10m/s 工作液：專用乳化液（絕緣） 絲直徑：0.18mm進(jìn)給速度：10mm2/min加工時(shí)間：2.5h精度：0.02mm粗糙度：3.2µm 圖4-2-2加工成果圖4.2電極工具頭制作4.2.1電火花線切割技術(shù)加工微凸起工具電極微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)一個(gè)重要應(yīng)用就是制備電加工用的微細(xì)工具電極。1 基礎(chǔ)設(shè)備圖4-4電火花線切割機(jī)使用低速如圖走絲精密電火花線切割機(jī)。機(jī)床由床身、立柱、X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)、Z軸升降系統(tǒng)、U、V坐標(biāo)軸、走絲系統(tǒng)、