零件的特種加工工藝設計(共17頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 零件的特種加工工藝設計11.2.2 數(shù)控電火花線切割加工控電火花線切割加工是在電火花成形加工基礎上發(fā)展起來的，因其由數(shù)控裝置控制機床的運動，采用線狀電極通過火花放電對工件進行切割，故稱為數(shù)控電火花線切割加工。一、數(shù)控電火花線切割加工原理、特點及應用（一）加工原理數(shù)控線切割加工的基本原理與電火花成形加工相同，但加工方式不同，它是用細金屬絲作電極。線切割加工時，線電極一方面相對工件不斷地往上(下)移動(慢速走絲是單向移動，快速走絲是往返移動)，另一方面，裝夾工件的十字工作臺，由數(shù)控伺服電動機驅動，在x、y軸方向實現(xiàn)切割進給，使線電極沿加工圖形的軌跡，對工件進行切割加工。

2、圖11-35是數(shù)控線切割加工大批量原理的示意圖。 圖11-35 數(shù)控線切割加工原理1工作臺 2夾具 3工件 4脈沖電源 5電極絲 6導輪 7絲架 8工作液箱 9貯絲筒（二）加工的特點（1）它是以金屬線為工具電極，大大降低了成形工具電極的設計和制造費用，縮短了生產(chǎn)準備時間，加工周期短。（2）能方便地加工出細小或異形孔，窄縫和復雜形狀的零件。（3）無論被加工工件的硬度如何，只要是導電體或半導電體的材料都能進行加工。由于加工中工具電極和工件不直接接觸，沒有像機械加工那樣的切削力，因此，也適宜于加工低剛度工件及細小零件。（4）由于電極絲比較細，切縫很窄，能對工件材料進行“套料”加工，故材料的利用率很高

3、，能有效地節(jié)約貴重材料。（5）由于采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的損耗較小，從而對加工精度的影響比較小，特別在低速走絲線切割加工時，電極絲一次使用，電極損耗對加工精度的影響更小。（6）依靠數(shù)控系統(tǒng)的線徑偏移補償功能，使沖模加工的凹凸模間隙可以任意調節(jié)。（7）采用四軸聯(lián)動控制時，可加工上、下面異形體，形狀扭曲的曲面體，變錐度和球形體等零件。（三）數(shù)控線切割加工的應用線切割廣泛用于加工硬質合金、淬火鋼模具零件、樣板、各種形狀復雜的細小零件、窄縫等。如形狀復雜、帶有尖角窄縫的小型凹模的型孔可采用整體結構在淬火后加工，既能保證模具精度，也可簡化模具設計和制造。此外，電火花線切割還可加工除

4、盲孔以外的其它難加工的金屬零件。二、影響數(shù)控線切割加工工藝指標的主要因素（一）主要工藝指標（1）切割速度Vwi 在保持一定表面粗糙度的切割加工過程中，單位時間內電極絲中心線在工件上切過的面積總和稱為切割速度，單位為mm2min。切割速度是反映加工效率的一項重要指標，數(shù)值上等于電極絲中心線沿圖形加工軌跡的進給速度乘工件厚度。通?？熳呓z線切割速度為4080mm2min，慢走絲線切割速度可達350mm2min。（2）切割精度 線切割加工后，工件的尺寸精度、形狀精度(如直線度、平面度、圓度等)和位置精度(如平行度、垂直度、傾斜度等)稱為切割精度。快走絲線切割精度可達0.0lmm，一般為0.0150.0

5、2mm；慢走絲線切割精度可達0.001mm左右。（3）表面粗糙度 線切割加工中的工件表面粗糙度通常用輪廓算術平均值偏差Ra值表示?？熳呓z線切割加工的Ra值一般為1.252.5m，最低可達0.631.25m；慢走絲線切割的Ra值可達0.3m。（二）影響工藝指標的主要因素（1）脈沖電源主要參數(shù)的影響1）峰值電流Ie是決定單脈沖能量的主要因素之一。Ie增大時，線切割加工速度提高，但表面粗糙度變差，電極絲損耗比加大甚至斷絲。2）脈沖寬度ti主要影響加工速度和表面粗糙度。加大ti可提高加工速度但表面粗糙度變差。3）脈沖間隔t0直接影響平均電流。t0減小時平均電流增大，切割速度加快，但t0過小，會引起電弧

6、和斷絲。4）空載電壓ui的影響 該值會引起放電峰值電流和電加工間隙的改變。ui提高，加工間隙增大，切縫寬，排屑變易，提高了切割速度和加工穩(wěn)定性，但易造成電極絲振動，使加工面形狀精度和粗糙度變差。通常ui的提高還會使線電極損耗量加大。5）放電波形的影響 在相同的工藝條件下，高頻分組脈沖常常能獲得較好的加工效果。電流波形的前沿上升比較緩慢時，電極絲損耗較少。不過當脈寬很窄時，必須要有陡的前沿才能進行有效的加工。（2）電極及其走絲速度的影響1）電極絲直徑的影響 線切割加工中使用的線電極直徑，一般為0.030.35mm，電極絲材料不同，其直徑范圍也不同，一般純銅絲為0.150.30mm；黃銅絲為0.1

7、0.35 mm；鉬絲為0.060.25mm；鎢絲為0.030.25mm。切割速度與電極絲直徑成正比，電極絲直徑越粗，切割速度越快，而且還有利于厚工件的加工。但是電極絲直徑的增加，要受到加工工藝要求的約束，另外增大加工電流，加工表面的粗糙度會變差，所以電極絲直徑的大小，要根據(jù)工件厚度，材料和加工要求進行確定.2）電極絲走絲速度的影響 在一定范圍內，隨著走絲速度的提高，線切割速度也可以提高，提高走絲速度有利于電極絲把工作液帶入較大厚度的工件放電間隙中，有利于電蝕產(chǎn)物的排除和放電加工的穩(wěn)定。走絲速度也影響電極在加工區(qū)的逗留時間和放電次數(shù)，從而影響電極絲的損耗。但走絲速度過高，將使電極絲的振動加大、降

8、低精度、切割速度并使表面粗糙度變差，且易造成斷絲，所以，高速走絲線切割加工時的走絲速度一般以小于l0ms為宜。在慢速走絲線切割加工中，電極絲材料和直徑有較大的選擇范圍，高生產(chǎn)率時可用直徑0.3mm以下的鍍鋅黃銅絲，允許較大的峰值電流和氣化爆炸力。精微加工時可用直徑0.03mm以上的鉬絲。由于電極絲張力均勻，振動較少，所以加工穩(wěn)定性、表面粗糙度、精度指標等均較好。（3）工件厚度及材料的影響工件材料薄，工作液容易進入并充滿放電間隙，對排屑和消電離有利，加工穩(wěn)定性好。但工件太薄，金屬絲易產(chǎn)生抖動，對加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液難于進入和充滿放電間隙，加工穩(wěn)定性差，但電極絲不易抖動，因此精

9、度和表面粗糙度較好。切割速度Vwi隨厚度的增加而增加，但達到某一最大值(一般為50l00mm2min)后開始下降，這是因為厚度過大時，排屑條件變差。工件材料不同，其熔點，氣化點、熱導率等都不一樣，因而加工效果也不同。例如采用乳化液加工時：1) 加工銅、鋁、淬火鋼時，加工過程穩(wěn)定，切割速度高；2) 加工不銹鋼、磁鋼、未淬火高碳鋼時，穩(wěn)定性較差，切割速度較低，表面質量不太好；3) 加工硬質合金時，比較穩(wěn)定，切割速度較低，表面粗糙度好。此外，機械部分精度(例如導軌、軸承、導輪等磨損、傳動誤差)和工作液(種類、濃度及其臟污程度)都會影響加工效果。當導輪、軸承偏擺，工作液上下沖水不均勻，會使加工表面產(chǎn)生

10、上下凹凸相間的條紋，工藝指標將變差。（4）諸因素對工藝指標的相互影響關系前面分析了各主要因素對線切割加工工藝指標的影響。實際上，各因素對工藝指標的影響往往是相互依賴又相互制約的。切割速度與脈沖電源的電參數(shù)有直接的關系，它將隨單個脈沖能量的增加和脈沖頻率的提高而提高。但有時也受到加工條件或其它因素的制約。因此，為了提高切割速度，除了合理選擇脈沖電源的電參數(shù)外，還要注意其它因素的影響。如工作液種類、濃度、臟污程度的影響，線電極材料、直徑、走絲速度和抖動的影響，工件材料和厚度的影響，切割加工進給速度、穩(wěn)定性和機械傳動精度的影響等。合理地選擇搭配各因素指標，可使兩極間維持最佳的放電條件，以提高切割速度

11、。表面粗糙度也主要取決于單個脈沖放電能量的大小，但線電極的走絲速度和抖動狀況等因素對表面粗糙度的影響也很大，而線電極的工作狀況則與所選擇的線電極材料、直徑和張緊力大小有關。加工精度主要受機械傳動精度的影響，但線電極的直徑、放電間隙大小、工作液噴流量大小和噴流角度等也影響加工精度。因此，在線切割加工時，要綜合考慮各因素對工藝指標的影響，善于取其利，去其弊以充分發(fā)揮設備性能，達到最佳的切割加工效果。三、數(shù)控線切割加工工藝的制定數(shù)控線切割加工，一般是作為工件的最后一道工序，使工件達到圖樣規(guī)定的精度和表面粗糙度。數(shù)控線切割加工工藝制定的內容主要有以下幾個方面：零件圖的工藝分析、工藝準備、加工參數(shù)的選擇

12、。（一）零件圖的工藝分析 主要分析零件的凹角和尖角是否符合線切割加工的工藝條件零件的加工精度、表面粗糙度是否在線切割加工所能達到的經(jīng)濟精度范圍內。（1）凹角和尖角的尺寸分析 因電極絲具有一定的直徑d，加工時又有放電間隙，使電極絲中心的運動軌跡與加工面相距l(xiāng)，即l=d2+，如圖11-36所示。因此，加工凸模類零件時，電極絲中心軌跡應放大；加工凹模類零件時，中心軌跡應縮小，如圖11-37所示。圖11-36電極絲與工件 圖11-37 線電極中心軌跡的偏移 加工面的位置關系 a)加工凸模類零件 b)加工凹模類零件在線切割加工時，在工件的凹角處不能得到“清角”，而是圓角。對于形狀復雜的精密沖模，在凸、凹

13、模設計圖樣上應說明拐角處的過渡圓弧半徑R。同一副模具的凹、凸模中，尺寸值要符合下列條件，才能保證加工的實現(xiàn)和模具的正確配合。 對凹角，R1l=d2+對尖角，R2= R1Z/2式中 R1凹角圓弧半徑 R2尖角圓弧半徑Z凹、凸模的配合間隙。 （2) 表面粗糙度及加工精度分析 電火花線切割加工表面和機械加工的表面不同，它是由無方向性的無數(shù)小坑和硬凸邊所組成，特別有利于保存潤滑油；而機械加工表面則存在切削或磨削刀痕，具有方向性。兩者相比，在相同的表面粗糙度和有潤滑油的情況下，其表面潤滑性能和耐磨損性能均比機械加工表面好。所以，在確定加工面表面粗糙度Ra值時要考慮到此項因素。合理確定線切割加工表面粗糙度

14、Ra值是很重要的。因為Ra值的大小對線切割速度Vwi影響很大，Ra值降低一個檔次將使線切割速度Vwi大幅度下降。所以，要檢查零件圖樣上是否有過高的表面粗糙度要求。此外，線切割的加工所能達到的表面粗糙度Ra值是有限的，譬如欲達到優(yōu)于Ra0.32mm的要求還較困難，因此，若不是特殊需要，零件上標注的Ra值盡可能不要太小，否則，對生產(chǎn)率的影響很大。同樣，也要分析零件圖上的加工精度是否在數(shù)控線切割機床加工精度所能達到的范圍內，根據(jù)加工精度要求的高低來合理確定線切割加工的有關工藝參數(shù)。（二）工藝準備工藝準備主要包括線電極準備、工件準備和工作液配制。（1）線電極準備1) 線電極材料的選擇。目前線電極材料的

15、種類很多，主要有純銅絲、黃銅絲、專用黃銅絲、鉬絲、鎢絲、各種合金絲及渡層金屬絲等。表11-4是常用線電極材料的特點，可供選擇時參考。一般情況下，快速走絲機床常用鉬絲作線電極，鎢絲或其它昂貴金屬絲因成本高而很少用，其它線材因抗拉強度低，在快速走絲機床上不能使用。慢速走絲機床上則可用各種銅絲、鐵絲，專用合金絲以及鍍層(如鍍鋅等)的電極絲。表11-4 各種線電極的特點2）線電極直徑的選擇。線電極直徑d應根據(jù)工件加工的切縫寬窄、工件厚度及拐角尺寸大小等來選擇。由圖11-38可知，線電極直徑d與拐角半徑及的關系為d2(R)。所以，在拐角要求小的微細線切割加工中，需要選用線徑細的電絲。表11-5列出線徑與

16、拐角和工件厚度的極限的關系。圖11-38線電極直徑與拐角的關系 表11-5線徑與拐角和工件厚度的極限 單位：mm（2）工件準備1）工件材料的選定和處理。工件材料的選擇是由圖樣設計時確定的。作為模具加工，在加工前毛坯需經(jīng)鍛打和熱處理。另外，加工前還要進行消磁處理及去除表面氧化皮和銹斑等。例如，以線切割加工為主要工藝時，鋼件的加工工藝路線一般為：下料鍛造退火機械粗加工淬火與高溫回火磨加工(退磁) 線切割加工鉗工修整。2）工件加工基準的選擇。為了便于線切割加工，根據(jù)工件外形和加工要求，應準備相應的校正和加工基準，并且此基準應盡量與圖樣的設計基準一致，常見的有以下兩種形式：以外形為校正和加工基準。外形

17、是矩形狀的工件，一般需要有兩個相互垂直的基準面，并垂直于工件的上、下平面(如圖11-39所示)。圖11-39 矩形工件的校正與加工基準以外形為校正基準，內孔為加工基準。無論是矩形、圓形還是其它異形的工件，都應準備一個與工件的上、下平面保持垂直的校正基準，此時其中一個內孔可作為加工基準，如圖11-40所示。在大多數(shù)情況下，外形基面在線切割加工前的機械加工中就已準備好了。工件淬硬后，若基面變形很小，可稍加打光便可用線切割加工；若變形較大，則應當重新修磨基面。圖11-40外形一側為校正基準，內孔為加工基準3) 穿絲孔的確定切割凸模類零件，此時為避免將坯件外形切斷引起變形，通常在坯件內部外形附近預制穿

18、絲孔(見圖11-41c)。切割凹模、孔類零件 此時可將穿絲孔位置選在待切割型腔(孔)內部。當穿絲孔位置選在待切割型腔(孔)的邊角處時，切割過程中無用的軌跡最短；而穿絲孔位置選在已知坐標尺寸的交點處則有利于尺寸推算；切割孔類零件時，若將穿絲孔位置選在型孔中心可使編程操作容易。穿絲孔大小 穿絲孔大小要適宜。穿絲孔徑太小，不但鉆孔難度增加，而且也不便于穿絲；若穿絲孔徑太大，則會增加鉗工工藝上的難度。一般穿絲孔常用直徑為310mm。如果預制孔可用車削等方法加工，則穿絲孔徑也可大些。 圖11-41 切割起始點和切割路線的安排4) 切割路線的確定。線切割加工工藝中，切割起始點和切割路線的確定合理與否，將影

19、響工件變形的大小，從而影響加工精度。圖11-41所示的由外向內順序的切割路線，通常在加工凸模零件時采用。其中，圖11-41a所示的切割路線是錯誤的，因為當切割完第一邊，繼續(xù)加工時，由于原來主要連接的部位被割離，余下材料與夾持部分的連接較少，工件的剛度降低，容易產(chǎn)生變形而影響加工精度。如按圖11-41b所示的切割路線加工，可減少由于材料割離后殘余應力重新分布而引起的變形。所以，一般情況下，最好將工件與其夾持部分分割的線段安排在切割路線的末端。對于精度要求較高的零件，最好打穿絲孔，如圖11-41c所示。切割孔類零件時，為了減少變形，還可采用二次切割法，如圖11-42所示。第一次粗加工型孔，各邊留余

20、量0.10.5mm，第二次切割為精加工。這樣可以達到比較滿意的效果。圖11-42 二次切割孔類零件l一第次切割的理論圖形 2第一次切割的實際圖形 3第二次切割的圖形5) 接合突尖的去除方法。由于線電極的直徑和放電間隙的關系，在工件切割面的交接處，會出現(xiàn)一個高出加工表面的高線條，稱之為突尖，如圖11-43所示。這個突尖的大小決定于線徑和放電間隙。在快速走絲的加工中，用細的線電極加工，突尖一般很小，在慢走絲加工中就比較大，必須將它去除。下面介紹幾種去除突尖的方法。a. 利用拐角的方法。凸模在拐角位置的突尖比較小，選用圖11-44所示的切割路線，可減少精加工量。切下前要將凸模固定在外框上，并用導電金

21、屬將其與外框連通，否則在加工中不會產(chǎn)生放電。圖11-43 突尖 圖11-44 利用拐角去除突尖 l凸模 2外框 3短路用金屬 4固定夾具5粘接劑b. 切縫中插金屬板的方法。將切割要掉下來的部分，用固定板固定起來，在切縫中插入金屬板，金屬板長度與工件厚度大致相同，金屬板應盡量向切落側靠近，如圖11-45所示。切割時應往金屬板方向多切入大約一個線電極直徑的距離。c. 用多次切割的方法 工件切斷后，對突尖進行多次切割精加工。如圖11-46所示，切割次數(shù)的多少，主要看加工對象精度要求的高低和突尖的大小來確定。 (3) 工作液的準備 根據(jù)線切割機床的類型和加工對象，選擇工作液的種類、濃度及導電率等。對快

22、速走絲線切割加工，一般常用質量分數(shù)為10左右的乳化液，此時可達到較高的線切割速度。對于慢速走絲線切割加工，普遍使用去離子水。 圖11-45 插入金屬板去除突尖 圖 11-46 二次切割去除突尖的路線1-固定夾具 2-電極絲 3-屬板 4-用金屬（三）加工參數(shù)的選擇（1）電參數(shù)的選擇1）空載電壓?？蛰d電壓的高低，一般可按表11-6所列情況來進行選擇。表11-6 空載電壓的選擇 2）放電電容。在使用純銅線電極時，為了得到理想的表面粗糙度，減小拐角的塌角，放電電容要??；在使用黃銅絲電極時，進行高速切割，希望減小腰鼓量，要選用大的放電電容量。3）脈寬和間隔?？筛鶕?jù)電容量的大小來選擇脈沖寬度和間隔，如表

23、11-7所示。要求理想的表面粗糙度時，脈沖寬度要小，間隔要大。表11-7 脈寬和間隔的選擇4）峰值電流。峰值電流Ie主要根據(jù)表面粗糙度和電極絲直徑選擇。要求Ra值小于1.25m時，Ie取6.8A以下；要求Ra值為1.252.5m時，Ie取612A；Ra值大于2.5m時，Ie可取更高的值。電極絲直徑越粗，Ie的取值可越大。表11-8所示是不同直徑鉬絲可承受的最大值峰值電流。表11-8 峰值電流與銅絲直徑的關系（2）速度參數(shù)的選擇1）進給速度。工作臺進給速度太快，容易產(chǎn)生短路和斷絲，工作臺進給速度太慢，加工表面的腰鼓量就會增大，但表面粗糙度較小，正式加工時，一般將試切的進給速度下降1020，以防止

24、短路和斷絲。2）走絲速度。走絲速度應盡量快一些，對快走絲線切割來說，會有利于減少因線電極損耗對加工精度的影響，尤其是對厚工件的加工，由于線電極的損耗，會使加工面產(chǎn)生錐度。一般走絲速度是根據(jù)工件厚度和切割速度來確定的。（3）線徑偏移量的確定 正式加工前，按照確定的加工條件，切一個與工件相同材料、相同厚度的正方形，測量尺寸，確定線徑偏移量。在積累了足夠的工藝數(shù)據(jù)或生產(chǎn)廠家提供了有關工藝參數(shù)時，可參照相關數(shù)據(jù)確定。進行多次切割時，要考慮工件的尺寸公差，估計尺寸變化，分配每次切割時的偏移量。偏移量的方向，按切割凸?；虬寄Ｒ约扒懈盥肪€的不同而定。四、工件的裝夾和位置校正（一）對工件裝夾的基本要求（1)工

25、件的裝夾基準面應清潔無毛刺，經(jīng)過熱處理的工件，在穿絲孔或凹模類工件擴孔的臺階處，要清理熱處理液的渣物及氧化膜表面。（2）夾具精度要高，工件至少用兩個側面固定在夾具或工作臺上，如圖11-47所示。（3）裝夾工件的位置要有利于工件的找正，并能滿足加工行程的需要，工作臺移動時，不得與絲架相碰。 （4）裝夾工件的作用力要均勻，不得使工件變形或翹起。（5）批量零件加工時，最好采用專用夾具，以提高效率。圖11-47 工件的固定（6）細小、精密、壁薄的工件應固定在輔助工作臺或不易變形的輔助夾具上，如圖11-48所示。圖11-48 輔助工作臺和夾具a)輔助工作臺 b)夾具（二）工件的裝夾（1）懸臂支撐方式 圖

26、11-49所示的懸臂支撐方式裝夾方便、通用性強，。但工件平面與工作臺面找平困難，工件受力時位置易變化。因此，只在工件加工要求低或懸臂部分小的情況下使用。 圖11-49 懸臂支撐方式（2）兩端支撐方式 兩端支撐方式是將工件兩端固定在夾具上，如圖11-50所示。用這種方式裝夾方便、穩(wěn)定，。定位精度高。但不適于裝夾較小的工件。(3)橋式支撐方式 是在兩端支撐的夾具上兩塊支撐墊鐵(見圖11-51)。橋式支撐方式件方便，對大、中、小型工件都適用。圖11-50 兩端支撐方式 圖11-51 橋式支撐方式（4）板式支撐方式 板式支撐方式是根據(jù)常規(guī)工件的形狀，制成具有矩形或圓形孔的支撐板夾具(見圖11-52)。

27、此種方式裝夾精度高，適用于常規(guī)與批量生產(chǎn)。同時，也可增加縱、橫方向的定位基準。（5）復式支撐方式 在通用夾具上裝夾專用夾具，便成為復式支撐方式(見圖11-53)。此方式對于批量加工尤為方便，可縮短裝夾和校正時間，提高效率。圖11-52板式支撐方式圖 圖11-53復式支撐方式（三）工件位置的校正方法（1）拉表法 拉表法是利用磁力表架，將百分表固定在絲架或其它固定位置上，百分表頭與工件基面接觸，往復移動床鞍，按百分表指示數(shù)值調整工件。校正應在三個方向上進行(見圖11- 54)。（2）劃線法 工件待切割圖形與定位基準相互位置要求不高時，可采用劃線法(見圖11-55)。固定在絲架上的一個帶有頂絲的零件

28、將劃針固定，劃針尖指向工件圖形的基準線或基準面，移動縱(或橫)向床鞍，據(jù)目測調整工件進行找正。該法也可以在粗糙度較差的基面校正時使用。（3）固定基面靠定法 利用通用或專用夾具縱、橫方向的基準面，經(jīng)過一次校正后，保證基準面與相應坐標方向一致。于是具有相同加工基準面的工件可以直接靠定，就保證了工件的正確加工位置(見圖11-56)。圖11-54 拉表法校正 圖11-55 劃線法校正 圖11-56 固定基面靠定法（四）線電極的位置校正在線切割前，應確定線電極相對于工件基準面或基準孔的坐標位置。（1）目視法 對加工要求較低的工件，在確定線電極與工件有關基準線或基準面相互位置時，可直接利用目視或借助于28

29、倍的放大鏡來進行觀察。圖11-57所示為觀察基準面來確定線電極位置。當線電極與工件基準面初始接觸時，記下相應床鞍的坐標值。線電極中心與基準面重合的坐標值，則是記錄值減去線電極半徑值。圖11-58所示為觀測基準線來確定線電極位置。利用穿絲孔處劃出的十字基準線，觀測線電極與十字基準線的相對位置，移動床鞍，使線電極中心分別與縱、橫方向基準線重合，此時的坐標值就是線電極的中心位置。（2）火花法 火花法是利用線電極與工件在一定間隙時發(fā)生火花放電來確定線電極的坐標位置(見圖11-59)。移動拖板，使線電極逼近工件的基準面，待開始出現(xiàn)火花時，記下拖板的相應坐標值來推算線電極中心坐標值。此法簡便、易行。但線電

30、極運轉抖動會導致誤差，放電也會使工件的基準面受到損傷。此外，線電極逐漸逼近基準面時，開始產(chǎn)生脈沖放電的距離，往往并非正常加工條件下線電極與工件間的放電距離。圖11-57 觀測基準面校正線電極位置圖11-58 觀測基準線校正線電極位置圖11-59 火花法校正線電極位置（3）自動法 自動找中心是為了讓線電極在工件的孔中心定位。具體方法為：移動橫向床鞍，使電極絲與孔壁相接觸，記下坐標值x1，反向移動床鞍至另一導通點，記下相應坐標值x2，將拖板移至兩者絕對值之和的一半處，即(|x1|+| x2|)2的坐標位置。同理也可得到y(tǒng)1和y2，則基準孔中心與線電極中心相重合的坐標值為(|x1|+| x2|)2，

31、(|y1|+| y2|)2，如圖11-60所示。圖11-60自動法11.2.3超聲加工超聲加工（Ultrasonic Machining簡稱USM）是隨著機械制造和儀器制造中各種脆性材料和難加工材料的不斷出現(xiàn)而得到應用和發(fā)展的。它較好彌補了在加工脆性材料方面的某些不足，井顯示出其獨特的優(yōu)越性。一、超聲加工的原理和特點（一）超聲加工的原理超聲加工也叫超聲波加工，是利用產(chǎn)生超聲振動的工具，帶動工件和工具間的磨料懸浮液，沖擊和拋磨工件的被加工部位，使局部材料破壞而成粉末，以進行穿孔、切割和研磨等，如圖11-61所示。加工時工具以一定的靜壓力壓在工件上，在工具和工件之間送入磨料懸浮液(磨料和水或煤油的

32、混合物)，超聲換能器產(chǎn)生16kHz以上的超聲頻軸向振動，借助于變幅桿把振幅放大到0.020.08mm左右，迫使工作液中懸浮的磨粒以很大的速度不斷地撞擊、拋磨被加工面，把加工區(qū)域的材料粉碎成很細的微粒，從工件上去除下來。工作液受工具端面超聲頻振動作用而產(chǎn)生的高頻、交變的液壓沖擊，使磨料懸浮液在加工間隙中強迫循環(huán)，將鈍化了的磨料及時更新，并帶走從工件上去除下來的微粒。隨著工具的軸向進給，工具端部形狀被復制在工件上。由于超聲波加工是基于高速撞擊原理，因此愈是硬脆材料，受沖擊破壞作用也愈大，而韌性材料則由于它的緩沖作用而難以加工。 圖11-61 超聲加工原理示意圖l一工件 2一工具 3一變幅桿 4一換

33、能器 5一超聲發(fā)生器 6一磨料懸浮液（二）超聲加工特點（1）適于加工硬脆材料(特別是不導電的硬脆材料)，如玻璃、石英、陶瓷、寶石、金剛石、各種半導體材料、淬火鋼、硬質合金等。（2）由于是靠磨料懸浮液的沖擊和拋磨去除加工余量，所以可采用較工件軟的材料作工具。加工時不需要便工具和工件作比較復雜的相對運動。因此，超聲加工機床的結構比較簡單、操作維修也比較方便。（3）由于去除加工余量是靠磨料的瞬時撞擊，工具對表面的宏觀作用力小，熱影響小，不會引起變形及燒傷，因此適合于加工薄壁零件及工件的窄槽、小孔。超聲加工的精度，一般可達0.010.02mm，表面粗糙度可達Ra0.63m左右，在模具加工中用于加工某些

34、沖模、拉絲模以及拋光模具工作零件的成形表面。超聲加工方法常用于模具型孔和型腔的加工，另外也用于其它零件的加工、脆硬材料的切割和超聲清洗等。二、影響加工速度和質量的因素（一）加工速度及其影響因素超聲加工的加工速度(或生產(chǎn)率)是指單位時間內被加工材料的去除量，其單位用mm3min或gmin表示。相對其它特種加工而言，超聲加工生產(chǎn)率較低，一般為150mm3min。加工玻璃的最大速度可達4002000mm3min。影響加工速度的主要因素有；（1）工具的振幅和頻率 提高振幅和頻率，可以提高加工速度。但過大的振幅和過高的頻率會使工具和變幅桿產(chǎn)生大的內應力，通常振幅范圍在0.010.1mm，頻率在1625k

35、Hz之間。（2）進給壓力 加工時工具對工件所施加的壓力的大小，對生產(chǎn)率影響很大，壓力過小則磨料在沖擊過程中損耗于路程上的能量過多，致使加工速度降低；而壓力過大，則使工具難以振動，并會使加工間隙減小，磨料和工作液不能順利循環(huán)更新，也會使加工速度降低。因此存在一個最佳的壓力值。該值一般由實驗決定。（3）磨料懸浮液 磨料的種類、硬度、粒度、磨料和液體的比例及懸浮液本身的粘度等對超聲加工都有影響。磨料硬，磨粒粗則生產(chǎn)率高，但在選用時還應考慮經(jīng)濟性與表面質量要求。一般用碳化硼、碳化硅加工硬質合金，用金剛石磨料加工金剛石和寶石材料。至于般的玻璃、石英、半導體材料等則采用剛玉(A12O3)作磨料。最常用的工

36、作液是水，磨料與水的較佳配比(重量比)為0.8l。為了提高表面質量，有時也用煤油或機油。（4）被加工材料 超聲加工適于加工脆性材料，材料愈脆，承受沖擊載荷的能力愈差，愈容易被沖擊碎，即加工速度愈快。如以玻璃的可加工性作標準，為100。則石英為50；硬質合金為23；淬火鋼為l；而鍺、硅半導體單晶為200250。除此之外，工件加工面積、加工深度、工具面積、磨料懸浮液的供給及循環(huán)方式對加工速度也都有一定影響。（二）加工精度及其影響因素超聲加工的精度除受機床、夾具精度影響外磨料粒度、加工深度、被加工材料性質等有關。主要與工具制造及安裝精度、工具的磨損、超聲加工精度較高，可達0.0l0.02mm，一般加

37、工孔的尺寸精度可達土(0.020.05)mm。磨料愈細，加工精度愈高。工具安裝時，要求工具質量中心在整個超聲振動系統(tǒng)的軸心線上，否則在其縱向振動時會出現(xiàn)橫向振動，破壞成形精度。工具的磨損直接影響圓孔及型腔的形狀精度。為了減少工具磨損對加工精度的影響，可將粗、精加工分開，并相應地更換磨料粒度。還應合理選擇工具材料。對于圓孔，采用工具或工件旋轉的方法，可以減少圓度誤差。（三）表面質量及其影響因素超聲加工具有較好的表面質量，表面層無殘余應力，不會產(chǎn)生表面燒傷與表面變質層。表面粗糙度可達Ra0.630.08m。加工表面質量主要與磨料粒度、被加工材料性質，工具振動的振幅、磨料懸浮液的性能及其循環(huán)狀況有關。當磨粒較細，工件硬度較高，工具振動的振幅較小時，被加工表面的粗糙度將得到改善，但加工速度也隨之下降。工作液的性能對表面粗糙度的影響比較復雜，用煤油或機油作工作液可使表面粗糙度有所改善。11.3任務實施11.3.1凸模線切割加工工藝編制數(shù)控線切割加工應用最廣的是冷沖模加工，沖模一般主要由凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、側刃、側導