現(xiàn)代加工技術(shù)-03電火花線切割ppt課件

1、哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)第第5章電火花線切割加工章電火花線切割加工賈寶賢賈寶賢 5687026 Wire Electrical Discharge Wire Electrical Discharge MachiningMachiningWEDMWEDM哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)課程內(nèi)容大綱課程內(nèi)容大綱1 1緒論緒論2 2電火花加工電火花加工3 3電火花線切割加工電火花線切割加工4 4電化學加工電化學加工5 5超聲波加工超聲波加工6 6磨料與水放射加工磨料與水放射加工7 7激光加工激光加工8 8快速原型制造快速原型制造9 9電子束

2、、離子束加工電子束、離子束加工1010化學、等離子體、磁性磨料加工、擠壓珩磨化學、等離子體、磁性磨料加工、擠壓珩磨哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)5.1 5.1 電火花線切割加工原理、特點及運用范圖電火花線切割加工原理、特點及運用范圖 電火花線切割加工是在電火花加工根底上開電火花線切割加工是在電火花加工根底上開展起來的，是展起來的，是2020世紀世紀5050年代末，最早在前蘇聯(lián)開年代末，最早在前蘇聯(lián)開展起來的一種新工藝。展起來的一種新工藝。 采用線狀電極采用線狀電極( (鉬絲、銅絲或鍍鋅銅絲鉬絲、銅絲或鍍鋅銅絲) )靠火靠火花放電對工件進展切割，故稱為電火花線切割，花

3、放電對工件進展切割，故稱為電火花線切割，有時簡稱線切割。它已獲得廣泛的運用，目前國有時簡稱線切割。它已獲得廣泛的運用，目前國內(nèi)外的線切割機床已占電加工機床的內(nèi)外的線切割機床已占電加工機床的6060以上。以上。?電火花線切割加工電火花線切割加工4分分10.flv哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)一、電火花線切割加工原理一、電火花線切割加工原理v 電極絲與工件之間脈沖放電正極性加工電極絲與工件之間脈沖放電正極性加工v 電極絲沿其軸向作走絲運動金屬絲電極絲沿其軸向作走絲運動金屬絲0.0060.2mmv 工件相對于電極絲在工件相對于電極絲在X、Y平面內(nèi)作數(shù)控運動平面內(nèi)作數(shù)控運動

4、v 快走絲：走絲速度快走絲：走絲速度 810m/s，往復運動我國獨創(chuàng)，往復運動我國獨創(chuàng)v 慢走絲：走絲速度慢走絲：走絲速度 0.2 m/s，單向運動，單向運動XY電源哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)脈沖電源工工 件件+脈沖電源脈沖電源去離子水去離子水電極絲電極絲-電電 源源放電間隙的構(gòu)成放電間隙的構(gòu)成哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)加工機理構(gòu)成放電通道構(gòu)成放電通道電弧生長、金屬熔解、氣化電弧生長、金屬熔解、氣化爆炸、電極資料拋出爆炸、電極資料拋出冷卻、排屑、極間消電離冷卻、排屑、極間消電離哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工

5、技術(shù)快慢走絲區(qū)別哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)快慢走絲比較慢走絲精度高，但排屑困難，銅絲為主，任務慢走絲精度高，但排屑困難，銅絲為主，任務電流大。電流大。哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)在工件上打孔在工件上打孔安裝鉬絲安裝鉬絲進展切割進展切割冷卻液起著冷卻和絕緣的雙重作用冷卻液起著冷卻和絕緣的雙重作用加工后的零件加工后的零件電火花線切割過程電火花線切割過程哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)電極絲哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)二、線切割加工的特點二、線切割加工的特點 分析電火花線切割加工過程

6、的工藝和機理，與電分析電火花線切割加工過程的工藝和機理，與電火花穿孔成型加工既有共性，又有特性?；鸹ù┛壮尚图庸ぜ扔泄残?，又有特性。 1 1電火花線切割加工與電火花成型加工的共性電火花線切割加工與電火花成型加工的共性 (1) (1)線切割加工的電壓、電流被形與電火花加工的線切割加工的電壓、電流被形與電火花加工的根本類似。單個脈沖也有多種方式的放電形狀，如開根本類似。單個脈沖也有多種方式的放電形狀，如開路正?；鸹ǚ烹姟⒍搪芳跋嗷マD(zhuǎn)換等。路正?；鸹ǚ烹姟⒍搪芳跋嗷マD(zhuǎn)換等。 (2) (2)線切割加工的加工機理、消費率、表倒粗糙度線切割加工的加工機理、消費率、表倒粗糙度等工藝規(guī)律，資料的可加工性等也都

7、與電火花加工的等工藝規(guī)律，資料的可加工性等也都與電火花加工的根本類似，可以加工碩質(zhì)合金等一切導電資料。根本類似，可以加工碩質(zhì)合金等一切導電資料。哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)2 2線切割加工與電火花加工的特點比較線切割加工與電火花加工的特點比較 (1) (1)采用水或水基任務液，不會引燃起火，易實現(xiàn)平安采用水或水基任務液，不會引燃起火，易實現(xiàn)平安無人運轉(zhuǎn)，任務液的電阻率遠比煤油小，因此在開路形狀無人運轉(zhuǎn)，任務液的電阻率遠比煤油小，因此在開路形狀下，仍有明顯的電解電流。稍有益于改善加工外表質(zhì)量。下，仍有明顯的電解電流。稍有益于改善加工外表質(zhì)量。 (2) (2)普通沒有

8、穩(wěn)定電弧放電形狀。由于電極絲與工件一普通沒有穩(wěn)定電弧放電形狀。由于電極絲與工件一直有相對運動，尤其是快走絲電火花線切割加工，因此，直有相對運動，尤其是快走絲電火花線切割加工，因此，線切割加工的間隙形狀可以以為是由正常火花放電、開路線切割加工的間隙形狀可以以為是由正?；鸹ǚ烹?、開路和短路這三種形狀組成。往往在單個脈沖內(nèi)有多種放電形和短路這三種形狀組成。往往在單個脈沖內(nèi)有多種放電形狀，有狀，有“微開路、微開路、“微短路景象。微短路景象。 (3) (3)電極與工件之間存在著電極與工件之間存在著“疏松接觸式輕壓放電景疏松接觸式輕壓放電景象。象。哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)

9、2 2線切割加工與電火花加工的特點比較線切割加工與電火花加工的特點比較 (4) (4)省掉了成型的工具電極，大大降低了成型工具電極省掉了成型的工具電極，大大降低了成型工具電極的設計和制造費用，縮短了消費預備時間和加工周期，這的設計和制造費用，縮短了消費預備時間和加工周期，這對新產(chǎn)品的試制很有意義。對新產(chǎn)品的試制很有意義。 (5) (5)因電極絲較細，可加工微細異形孔、窄縫和復雜外因電極絲較細，可加工微細異形孔、窄縫和復雜外形的工件。由于切縫很窄，且只對工件資料進展形的工件。由于切縫很窄，且只對工件資料進展“套料套料加工，實踐金屬去除量很少、資料的利用率很高。加工，實踐金屬去除量很少、資料的利用

10、率很高。 (6) (6)因采用挪動的長電極絲進展加工，使單位長度電極因采用挪動的長電極絲進展加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加工精度的影響較小，特別在慢走絲的損耗較少，從而對加工精度的影響較小，特別在慢走絲線切割加工時，電極絲一次運用，電極損耗對加工精度絲線切割加工時，電極絲一次運用，電極損耗對加工精度的影響更小。的影響更小。 電火花線切割加工有許多突出的優(yōu)點，因此在國內(nèi)外電火花線切割加工有許多突出的優(yōu)點，因此在國內(nèi)外開展都較快，已獲得了廣泛的運用。開展都較快，已獲得了廣泛的運用。哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)三、線切割加工的運用范圍三、線切割加工的運用范圍

11、線切割加工主要運用于以下幾個方面：線切割加工主要運用于以下幾個方面： (1) (1)加工模具加工模具 適用于各種外形的沖模，還可加工擠壓模、適用于各種外形的沖模，還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模具。粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模具。 (2) (2)加工電火花成型加工用的電極加工電火花成型加工用的電極 普通穿孔加工的電極以普通穿孔加工的電極以及帶錐度型腔加工的電極。對于銅鎢、銀鎢合金之類的資料，及帶錐度型腔加工的電極。對于銅鎢、銀鎢合金之類的資料，用線切割加工特別經(jīng)濟，也適用于加工微細復雜外形的電極。用線切割加工特別經(jīng)濟，也適用于加工微細復雜外形的電極。 (

12、3) (3)加工零件加工零件 試制新產(chǎn)品時，用線切割在板料上直接割出試制新產(chǎn)品時，用線切割在板料上直接割出零件，例如切割特殊微電機硅鋼片定轉(zhuǎn)子鐵心。由于不需另行零件，例如切割特殊微電機硅鋼片定轉(zhuǎn)子鐵心。由于不需另行制造模具，可大大縮短制造周期、降低本錢。另外修正設計、制造模具，可大大縮短制造周期、降低本錢。另外修正設計、變卦加工程序比較方便，加工簿件時還可多片疊在一同加工。變卦加工程序比較方便，加工簿件時還可多片疊在一同加工。在零件制造方面，可用于加工種類多，數(shù)量少的零件，特殊難在零件制造方面，可用于加工種類多，數(shù)量少的零件，特殊難加工資料的零件，資料實驗樣件，各種型孔、凸輪、樣板、成加工資料

13、的零件，資料實驗樣件，各種型孔、凸輪、樣板、成型刀具。同時還可進展微細加工，異形槽和的加工等。型刀具。同時還可進展微細加工，異形槽和的加工等。哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)樣件樣件哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)樣件樣件哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)樣件樣件哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)樣件樣件哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)圖案圖案哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)5.2 5.2 電火花線切割加工機床電火花線切割加工機床 脈沖電源脈沖

14、電源 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 任務液循環(huán)系統(tǒng)任務液循環(huán)系統(tǒng) 機床本體機床本體 坐標任務臺坐標任務臺 走絲機構(gòu)走絲機構(gòu) 絲架絲架 床身床身哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)快走絲電火花線切割機床構(gòu)造原理圖快走絲電火花線切割機床構(gòu)造原理圖1-走絲溜板走絲溜板 2-卷絲筒卷絲筒 3-電極絲電極絲 4-絲架絲架 5-下絲臂下絲臂 6-上絲臂上絲臂 7-導導絲輪絲輪 8-任務液噴嘴任務液噴嘴 9-工件工件 10-絕緣墊塊絕緣墊塊 11、16伺服電機伺服電機 12-任任務臺務臺 13-溜板溜板 14-伺服電機電源伺服電機電源 15-數(shù)控安裝數(shù)控安裝 16-脈沖電源脈沖電源哈工大哈工大(

15、(威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)慢走絲慢走絲電火花線切割機床的構(gòu)造原理圖慢走絲電火花線切割機床的構(gòu)造原理圖1-溜板溜板 2-絕緣墊塊絕緣墊塊 3、13-伺服電機伺服電機 4-任務臺任務臺 5-放絲卷筒放絲卷筒 6、11-導絲輪和旅緊機構(gòu)導絲輪和旅緊機構(gòu) 7-導向安裝導向安裝 8-任務液噴嘴任務液噴嘴 9-工件工件 10-脈沖電源脈沖電源 12-收絲卷筒收絲卷筒 14-數(shù)控安裝數(shù)控安裝 15-伺服電機電源伺服電機電源 哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)一、機床本體一、機床本體 機床本體機床本體 坐標任務坐標任務臺臺 走絲機構(gòu)走絲機構(gòu) 絲架絲架 床身床身電火花線切

16、割機床電火花線切割機床哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)二、脈沖電源二、脈沖電源 為什么采用正極性加工？為什么采用正極性加工？ 電極絲細，電極絲細，WMWM不能過大，即：電流小不能過大，即：電流小1 15A5A，窄脈沖，窄脈沖2 260s60s 短脈沖加工中，正極性加工維護工具電極短脈沖加工中，正極性加工維護工具電極n線切割用脈沖電源線切割用脈沖電源n晶體管矩形波脈沖電晶體管矩形波脈沖電源源n高頻分組脈沖電源高頻分組脈沖電源n低損耗電源低損耗電源n電流上升率小電流上升率小di/dtdi/dt，電極散熱好，損耗，電極散熱好，損耗低低tututu哈工大哈工大( (威海威海)

17、 ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)三、任務液循環(huán)系統(tǒng)三、任務液循環(huán)系統(tǒng) 任務液任務液 慢走絲：去離子水，浸泡式慢走絲：去離子水，浸泡式 快走絲：乳化液，澆注式快走絲：乳化液，澆注式 對任務液的要求對任務液的要求 絕緣性能絕緣性能 洗滌性能洗滌性能 冷卻性能冷卻性能 環(huán)保環(huán)保 任務液循環(huán)系統(tǒng)的組成任務液循環(huán)系統(tǒng)的組成哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)5.35.3電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù) 線切割控制系統(tǒng)線切割控制系統(tǒng) 線切割數(shù)控編程方法線切割數(shù)控編程方法哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)一、線切割控制系統(tǒng)一、線切割控制

18、系統(tǒng)n線切割控制系統(tǒng)的組成線切割控制系統(tǒng)的組成n軌跡控制原理軌跡控制原理n加工控制功能加工控制功能哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)線切割控制系統(tǒng)的組成線切割控制系統(tǒng)的組成 切割軌跡控制系統(tǒng)切割軌跡控制系統(tǒng) 控制電極絲相對于工件的運動軌跡控制電極絲相對于工件的運動軌跡 進給控制系統(tǒng)進給控制系統(tǒng) 進給速度進給速度= =蝕除速度蝕除速度 走絲機構(gòu)控制走絲機構(gòu)控制 機床操作控制及其他輔助控制機床操作控制及其他輔助控制哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)軌跡控制原理軌跡控制原理 常用的軌跡控制方法常用的軌跡控制方法 逐點比較法、數(shù)字積分法、矢量判別法、最小

19、偏逐點比較法、數(shù)字積分法、矢量判別法、最小偏向法向法 逐點比較法逐點比較法哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)加工控制功能加工控制功能 進給控制：進給速度進給控制：進給速度= =蝕除速度蝕除速度 短路回退：按原路退回記憶途徑功能短路回退：按原路退回記憶途徑功能 間隙補償：間隙補償： 圖形微放：縮放、旋轉(zhuǎn)、平移圖形圖形微放：縮放、旋轉(zhuǎn)、平移圖形 順應控制：根據(jù)工況改動電規(guī)準順應控制：根據(jù)工況改動電規(guī)準 自動找中心：自動找中心： 信息顯示：加工過程相關信息信息顯示：加工過程相關信息哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)間隙補償方法間隙補償方法rr凸體的加工

20、凸體的加工凹體的加工凹體的加工哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)二、線切割數(shù)控編程要點二、線切割數(shù)控編程要點 編程方法編程方法 手工編程：手工編程： 自動編程：根據(jù)圖紙要求由計算機自動完自動編程：根據(jù)圖紙要求由計算機自動完成成 程序代碼方式程序代碼方式 G G指令指令ISOISO規(guī)范代碼規(guī)范代碼 3B3B指令指令 G G指令編程方法指令編程方法 3B3B指令編程方法指令編程方法哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)三、自動編程三、自動編程許多許多CAD/CAM軟件都有電火花線切割自動編程功能軟件都有電火花線切割自動編程功能如如UG、CAXA哈工大哈工

21、大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)5.45.4線切割加工工藝及運用線切割加工工藝及運用機床的檢查與調(diào)整工作液的選配電極絲的選擇及校正穿絲孔的加工其 他工藝準備分析圖紙機床自動補償人工預補償補償設置先確定裝夾方向及位置手工編程專用編程器編程微機自動編程其 他編制程序直線K和圓弧R檢驗法控制臺顯示機床空走試切樣板先割非重要零件程序校驗夾具的選用工件的找正確定絲中心的坐標工件裝夾加工臨時停機斷 絲突然斷電短 路其 他故障處理通用量具專用量具儀器測量其 他檢驗圖圖 5-16 數(shù)控線切割機床的加工工藝道路圖數(shù)控線切割機床的加工工藝道路圖哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工

22、技術(shù)a) 正確的切割道路正確的切割道路 b) 錯誤的切割道路錯誤的切割道路( a )( b )裝夾部分裝夾部分( c )( d )裝夾部分裝夾部分( a )( b )裝夾部分裝夾部分( c )( d )裝夾部分裝夾部分1、運用中應留意的工藝問題、運用中應留意的工藝問題1 1合理安排切割道路合理安排切割道路哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù)a) 不正確的方案不正確的方案 b) 可用的方案可用的方案 c) 最好的方案最好的方案合理安排切割道路合理安排切割道路哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù) 在線切割加工中，需求確定電極絲相對工件的在線切割加工中，需

23、求確定電極絲相對工件的基準面、基準線或基準孔的坐標位置?；鶞拭妗⒒鶞示€或基準孔的坐標位置。 1對加工要求較低的工件，可直接目測來確定電極對加工要求較低的工件，可直接目測來確定電極絲和工件的相互位置，也可采用火花法，即利用電絲和工件的相互位置，也可采用火花法，即利用電極絲與工件在一定間隙下發(fā)生效電的火花，來確定極絲與工件在一定間隙下發(fā)生效電的火花，來確定電極絲的坐標位置。電極絲的坐標位置。 2對加工要求較高的零件，可采用電阻法，利用電對加工要求較高的零件，可采用電阻法，利用電極絲與工件基面由絕緣到短路接觸的瞬間，兩者間極絲與工件基面由絕緣到短路接觸的瞬間，兩者間電阻突變的待點來確定電極絲相對工件

24、基準的坐標電阻突變的待點來確定電極絲相對工件基準的坐標位置。位置。 3數(shù)控電火花線切割機床，普通具有電極絲自動找數(shù)控電火花線切割機床，普通具有電極絲自動找中心坐標位置的功能中心坐標位置的功能 。2電極絲初始位置確實定電極絲初始位置確實定 哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù) 根據(jù)工件的要求、電極和工件的資料、加工工藝目的和根據(jù)工件的要求、電極和工件的資料、加工工藝目的和經(jīng)濟效果等要素來確定電規(guī)準，并在加工過程中及時地轉(zhuǎn)換。經(jīng)濟效果等要素來確定電規(guī)準，并在加工過程中及時地轉(zhuǎn)換。 A、要求消費率較高時：電規(guī)準選較大值；、要求消費率較高時：電規(guī)準選較大值； B、外表粗糙度值要求

25、較高時：電規(guī)準選小值；、外表粗糙度值要求較高時：電規(guī)準選小值； C、要求切割速度較高時：脈沖參數(shù)要選大一些，但加、要求切割速度較高時：脈沖參數(shù)要選大一些，但加工電流的增大遭到電極絲截面積的限制，過大的電流將引起工電流的增大遭到電極絲截面積的限制，過大的電流將引起斷絲。斷絲。 D、加工大厚度工件時：為了改善排屑條件，宜選用較、加工大厚度工件時：為了改善排屑條件，宜選用較高的脈沖電壓、較大的脈寬和峰值電流，以增大放電間隙，高的脈沖電壓、較大的脈寬和峰值電流，以增大放電間隙，協(xié)助排屑和使任務液進入加工區(qū)。協(xié)助排屑和使任務液進入加工區(qū)。 3電規(guī)準的選擇電規(guī)準的選擇哈工大哈工大( (威海威海) ) 現(xiàn)代加工技術(shù)現(xiàn)代加工技術(shù) 火花線切割加工普通只用于切割二維曲面，即用于火花線切割加工普通只用于切割二維曲面