電火花線切割

1、模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工16.1.1 電火花線切割加工原理第第6章章 數(shù)控電火花線切割模具加工技術(shù)數(shù)控電火花線切割模具加工技術(shù) 電火花線切割加工與電火花成形加工的基電火花線切割加工與電火花成形加工的基本原理一樣，都是基于電極間脈沖放電時的電本原理一樣，都是基于電極間脈沖放電時的電火花腐蝕原理，實現(xiàn)零部件的加工。所不同的火花腐蝕原理，實現(xiàn)零部件的加工。所不同的是，電火花線切割加工不需要制造復(fù)雜的成形是，電火花線切割加工不需要制造復(fù)雜的成形電極，而是利用移動的細(xì)金屬絲（鉬絲或銅絲）電極，而是利用移動的細(xì)金屬絲（鉬絲或銅絲）作為工具電極，工件按照預(yù)

2、定的軌跡運(yùn)動，作為工具電極，工件按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動，“切割切割”出所需的各種尺寸和形狀。出所需的各種尺寸和形狀。 模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工2 電火花線切割加工放電基本原理電火花線切割加工放電基本原理 電火花線切割加工時，在電極絲和工件之電火花線切割加工時，在電極絲和工件之間進(jìn)行脈沖放電，間進(jìn)行脈沖放電，電極絲電極絲接脈沖電源的接脈沖電源的負(fù)極負(fù)極，工件工件接脈沖的接脈沖的正極正極。當(dāng)來一個電脈沖時，電極。當(dāng)來一個電脈沖時，電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放在通道絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放在通道的中心溫度瞬間可高達(dá)的中心溫度瞬間可高

3、達(dá)1000c1000c以上，高溫使工件以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，這些氣化和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速膨脹膨脹，并具有，并具有爆炸爆炸的特征，這種熱膨脹和局部微爆炸，拋出的特征，這種熱膨脹和局部微爆炸，拋出熔化和氣化了的金屬材料而實現(xiàn)對工件材料進(jìn)熔化和氣化了的金屬材料而實現(xiàn)對工件材料進(jìn)行行電蝕電蝕切割加工。切割加工。模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工3一、一、 電火花線切割加工原理電火花

4、線切割加工原理模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工4在電火花線切割加工過程中，怎樣才能在電火花線切割加工過程中，怎樣才能保證火花放電時電極絲不被燒斷？保證火花放電時電極絲不被燒斷？ 向放電間隙注入大量工作液，以使電極向放電間隙注入大量工作液，以使電極絲得到充分絲得到充分冷卻冷卻；同時；同時電極絲電極絲必須作必須作高速軸高速軸向運(yùn)動向運(yùn)動，以免火花放電總在電極絲的局部位，以免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷。置而被燒斷。保證保證電火花電火花線切割的必要條件：脈沖間隔足夠，一線切割的必要條件：脈沖間隔足夠，一般脈沖間隔應(yīng)為脈沖寬度的般脈沖間隔應(yīng)為脈沖寬度

5、的4 4倍倍以上（消電離）以上（消電離）模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工5二、二、 電火花線切割加工走絲原理電火花線切割加工走絲原理電極絲線速度電極絲線速度v v的計算公式為的計算公式為: :V=(DV=(D n n電電）/(1000/(10006060） (m/s(m/s) )式中：式中：D-D-儲絲筒的直徑（儲絲筒的直徑（mm)mm) n n電電- -電機(jī)轉(zhuǎn)速（電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/minr/min）高速走絲電火花線切割機(jī)床走絲速度約在高速走絲電火花線切割機(jī)床走絲速度約在8 812 m/s12 m/s, ,慢走絲電火花線切割機(jī)床走絲速度低于慢走絲電火花線

6、切割機(jī)床走絲速度低于0.2 m/s0.2 m/s, ,模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工6 循環(huán)走絲機(jī)構(gòu) 保證貯絲筒上整齊排繞電極絲，不出現(xiàn)疊絲現(xiàn)象，必須讓貯絲筒作相應(yīng)的保證貯絲筒上整齊排繞電極絲，不出現(xiàn)疊絲現(xiàn)象，必須讓貯絲筒作相應(yīng)的 軸向位移軸向位移 。為了循環(huán)使用電極絲，必須要讓貯絲筒能自動正反轉(zhuǎn)換向。為了循環(huán)使用電極絲，必須要讓貯絲筒能自動正反轉(zhuǎn)換向。 模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工7三、三、X X、Y Y坐標(biāo)工作臺運(yùn)動原理坐標(biāo)工作臺運(yùn)動原理線切割機(jī)床工作臺進(jìn)給的脈沖當(dāng)量為線切割機(jī)床工作臺進(jìn)給的脈沖當(dāng)

7、量為1m(1/1000mm)1m(1/1000mm)。即進(jìn)給步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)每接收即進(jìn)給步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)每接收1 1個變頻進(jìn)給脈沖時，個變頻進(jìn)給脈沖時，工作臺移動工作臺移動0.001mm0.001mm。模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工8（1 1）以金屬絲作為電極工具，不需要制造成型電極。）以金屬絲作為電極工具，不需要制造成型電極。 （2 2）能方便地加工復(fù)雜截面的型柱、型孔、大孔、小孔和窄縫等。任何）能方便地加工復(fù)雜截面的型柱、型孔、大孔、小孔和窄縫等。任何復(fù)雜形狀的零件，只要能編制加工程序就可以進(jìn)行加工復(fù)雜形狀的零件，只要能編制加工程序就可以進(jìn)

8、行加工 。（3 3）脈沖電源加工電流較小，加工工藝參數(shù)的范圍較小，屬中、精正極）脈沖電源加工電流較小，加工工藝參數(shù)的范圍較小，屬中、精正極性電火花加工，常采用正極性加工。性電火花加工，常采用正極性加工。（4 4）單位長度電極絲損耗小，可忽視電極絲損耗對加工精度的影響。）單位長度電極絲損耗小，可忽視電極絲損耗對加工精度的影響。（5 5）只對工件進(jìn)行圖形加工，故余料還可以使用。）只對工件進(jìn)行圖形加工，故余料還可以使用。 （6 6）采用）采用乳化液乳化液或或去離子水去離子水的工作液，不必?fù)?dān)心發(fā)生火災(zāi)，可以晝夜無的工作液，不必?fù)?dān)心發(fā)生火災(zāi)，可以晝夜無人連續(xù)加工。人連續(xù)加工。 （7 7）自動化程度高，操

9、作方便，加工周期短，成本低，安全性好。）自動化程度高，操作方便，加工周期短，成本低，安全性好。 線切割加工相比于電火花加工的不同特點表現(xiàn)在線切割加工相比于電火花加工的不同特點表現(xiàn)在 四、四、 電火花線切割加工的特點電火花線切割加工的特點 模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工96.1.2 高速走絲電火花線切割加工原理高速走絲電火花線切割加工原理 圖圖 5 51 1 高速走絲電火花線切割加工原理高速走絲電火花線切割加工原理1 1絕緣底板絕緣底板 2 2工件工件 3 3脈沖電源脈沖電源 4 4鉬絲鉬絲 5 5導(dǎo)向輪導(dǎo)向輪 6 6支架支架 7 7貯絲筒貯絲筒 線

10、切割工藝示意線切割工藝示意裝置結(jié)構(gòu)裝置結(jié)構(gòu) 高速走絲（或稱快走絲）電火花線切割機(jī)床（高速走絲（或稱快走絲）電火花線切割機(jī)床（WEDM-HS），是我國），是我國生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。 利用細(xì)鉬絲 4作為工具電極進(jìn)行切割， 加工能源由脈沖電源 3供給 鉬絲穿過工件上預(yù)鉆好的小孔，經(jīng)導(dǎo)向輪5由儲絲筒 7帶動鉬絲作正反向交替移動 工件安裝在工作臺上，由數(shù)控裝置按加工要求發(fā)出指令，控制兩臺步進(jìn)電機(jī)帶動工作臺在水平X、Y兩個坐標(biāo)方向移動從而合成各種曲線軌跡，把工件切割成形。 在加工時，由噴嘴將工作液以一定的壓力噴

11、向加工區(qū)，當(dāng)脈沖電壓擊穿電極絲和工件之間的放電間隙時，兩極之間即產(chǎn)生火花放電而蝕除工件。 高速走絲電火花線切割機(jī)床的加工原理：高速走絲電火花線切割機(jī)床的加工原理：xy模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工10高速走絲電火花線切割機(jī)床主要性能特征：高速走絲電火花線切割機(jī)床主要性能特征： 的電極絲運(yùn)行速度快，而且是雙向往返循環(huán)地的電極絲運(yùn)行速度快，而且是雙向往返循環(huán)地運(yùn)行，即成千上萬次的反復(fù)通過加工間隙，一直使用到斷線運(yùn)行，即成千上萬次的反復(fù)通過加工間隙，一直使用到斷線為止。為止。 電極絲主要是電極絲主要是鉬鉬絲（絲（.）。）。 工作液通常采用乳化液，也可采用

12、礦物油工作液通常采用乳化液，也可采用礦物油 、去離子水、去離子水等。等。 相對來說高速走絲電火花線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)比較簡單，相對來說高速走絲電火花線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)比較簡單，價格較低速走絲機(jī)床便宜。價格較低速走絲機(jī)床便宜。 目前能達(dá)到的精度為目前能達(dá)到的精度為.，表面粗糙度，表面粗糙度 .，但一般的加工精度為，但一般的加工精度為.，表面粗糙度為，表面粗糙度為 .，可滿足，可滿足一般模具的要求。一般模具的要求。6.1.2 高速走絲電火花線切割加工原理高速走絲電火花線切割加工原理 模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工11 低速走絲（或稱慢走絲）電火花線切割機(jī)床（低速

13、走絲（或稱慢走絲）電火花線切割機(jī)床（WEDM-LS），是國外），是國外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，我國已生產(chǎn)和逐步更多地采用慢走絲機(jī)床。生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，我國已生產(chǎn)和逐步更多地采用慢走絲機(jī)床。 圖圖5 52 2 低速走絲電火花線切割加工原理及設(shè)備組成示意圖低速走絲電火花線切割加工原理及設(shè)備組成示意圖1 1脈沖電源；脈沖電源；2 2工件；工件；3 3工作液箱；工作液箱；4 4去離子水；去離子水；5 5泵；泵；6 6儲絲筒；儲絲筒；7工作臺；工作臺；8X軸電動機(jī)；軸電動機(jī)；9數(shù)控裝置；數(shù)控裝置；10Y軸電動機(jī)；軸電動機(jī)；11收絲筒收絲筒 6.1.2 低速走絲電火花線切割加工原理低速走絲電火花線切割加

14、工原理 在加工時中，電極絲一方面相對工件2不斷做上（下）單向移動，由儲絲筒6經(jīng)導(dǎo)向輪，最后到收絲筒11。工件2安裝在工作臺7上。 工作臺7在數(shù)控伺服X軸電動機(jī)8、Y軸電動機(jī)10驅(qū)動下，在X、Y軸實現(xiàn)切割進(jìn)給，使電極絲沿加工圖形的軌跡，對工件進(jìn)行加工。 在電極絲和工件之間加上脈沖電源1 提供加工能源。 在電極絲和工件之間澆注去離子水工作液，這時不斷產(chǎn)生火花放電，使工件不斷被電腐蝕，可控制完成工件的尺寸加工。低速走絲電火花線切割機(jī)床的加工原理：低速走絲電火花線切割機(jī)床的加工原理：模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工126.2.2 低速走絲電火花線切割加工原理

15、低速走絲電火花線切割加工原理 低速走絲電火花線切割機(jī)床主要性能特征：低速走絲電火花線切割機(jī)床主要性能特征：返回返回這類機(jī)床的電極絲作低速單向運(yùn)動，一般走絲速度低于這類機(jī)床的電極絲作低速單向運(yùn)動，一般走絲速度低于 0.2ms。使用純銅、黃銅、鎢、鉬和各種合金以及金屬涂覆線作為電極絲，其直徑為使用純銅、黃銅、鎢、鉬和各種合金以及金屬涂覆線作為電極絲，其直徑為0.030.35。這種機(jī)床電極絲只是單方向通過加工間隙，不重復(fù)使用，可避免電極絲損耗給加這種機(jī)床電極絲只是單方向通過加工間隙，不重復(fù)使用，可避免電極絲損耗給加工精度帶來的影響。工精度帶來的影響。工作液主要是去離子水和煤油。使用去離子水工作效率高

16、，沒有引起火災(zāi)的危險。工作液主要是去離子水和煤油。使用去離子水工作效率高，沒有引起火災(zāi)的危險。這類機(jī)床的切割速度目前已達(dá)到這類機(jī)床的切割速度目前已達(dá)到350mm200mm2min，最佳表面粗糙度可，最佳表面粗糙度可達(dá)到達(dá)到0.05，尺寸精度大為提高，加工精度能達(dá)到，尺寸精度大為提高，加工精度能達(dá)到0.001mm，但一般的加，但一般的加工精度為工精度為0.0020.005mm，表面粗糙度為，表面粗糙度為0.03。低速走絲電火花線切割加工機(jī)床由于解決了能自動卸除加工廢料、自動搬運(yùn)工低速走絲電火花線切割加工機(jī)床由于解決了能自動卸除加工廢料、自動搬運(yùn)工件、自動穿電極絲和自適應(yīng)控制技術(shù)的應(yīng)用，因而已能實

17、現(xiàn)無人操作的加工。件、自動穿電極絲和自適應(yīng)控制技術(shù)的應(yīng)用，因而已能實現(xiàn)無人操作的加工。低速走絲電火花線切割加工機(jī)床在目前的造價，以及加工成本均要比高速走絲低速走絲電火花線切割加工機(jī)床在目前的造價，以及加工成本均要比高速走絲數(shù)控電火花線切割機(jī)床高得多。數(shù)控電火花線切割機(jī)床高得多。模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工136.1.3 電火花線切割加工工藝電火花線切割加工工藝 電火花線切割加工是實現(xiàn)電火花線切割加工是實現(xiàn)工件尺寸工件尺寸加工的一種技術(shù)，加工的一種技術(shù)，在一定設(shè)備條件下，合理地制定加工在一定設(shè)備條件下，合理地制定加工工藝路線工藝路線是保是保證工件證

18、工件加工質(zhì)量加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。的重要環(huán)節(jié)。電火花切割加工零件的過程一般為：電火花切割加工零件的過程一般為：1.1.對圖樣進(jìn)行分析和審核對圖樣進(jìn)行分析和審核2.2.沖模間隙和過渡圓半徑的確定沖模間隙和過渡圓半徑的確定3.3.計算和編寫加工程序計算和編寫加工程序4.4.加工時的調(diào)整加工時的調(diào)整5.5.模具的尺寸精度和配合間隙模具的尺寸精度和配合間隙模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工146.1.3 電火花線切割加工工藝電火花線切割加工工藝 2.2.電火花線切割時，如何合理確定沖模間隙？電火花線切割時，如何合理確定沖模間隙？ （1 1）軟的沖裁材料軟的沖裁材

19、料，如紫銅、軟鋁、半硬鋁、膠木板、紅紙，如紫銅、軟鋁、半硬鋁、膠木板、紅紙 板和云母片等，凹凸模間隙可板和云母片等，凹凸模間隙可選用選用沖模厚度的沖模厚度的8%8%10%10%（2 2）半硬沖裁材料半硬沖裁材料，如黃銅、磷銅、青銅和硬鋁，凸凹模間，如黃銅、磷銅、青銅和硬鋁，凸凹模間 隙可選為隙可選為沖材厚度的沖材厚度的10%10%15%15%（3 3）硬質(zhì)沖裁材料硬質(zhì)沖裁材料，如鐵皮、鋼片和硅鋼片等凸凹模間隙，如鐵皮、鋼片和硅鋼片等凸凹模間隙， 可選為沖可選為沖材厚度的材厚度的15%15%20%20%模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工156.1.3 電

20、火花線切割加工工藝電火花線切割加工工藝 2.2.電火花線切割時，如何合理確定過渡圓半徑？電火花線切割時，如何合理確定過渡圓半徑？ 過渡圓的大小可根據(jù)沖裁過渡圓的大小可根據(jù)沖裁材料厚度材料厚度（厚度增厚，過渡圓（厚度增厚，過渡圓亦增大）、亦增大）、模具形狀和壽命要求模具形狀和壽命要求、沖制件技術(shù)要求等、沖制件技術(shù)要求等考慮。一般可在考慮。一般可在0.10.10.5mm0.5mm范圍內(nèi)考慮。范圍內(nèi)考慮。3.3.計算和編寫加工程序注意：計算和編寫加工程序注意： （1 1）選擇合理的裝夾位置、確定合理的起割點和切割路線。）選擇合理的裝夾位置、確定合理的起割點和切割路線。（2 2）起割點起割點應(yīng)取在圖形的應(yīng)取在圖形的拐角點拐角點，或在容易將，或在容易將凸尖修去凸尖修去的部的部位。位。（3 3）切割路線切割路線以以防止和或減少工件變形防止和或減少工件變形為原則，一般應(yīng)考慮為原則，一般應(yīng)考慮使使靠近裝夾靠近裝夾這一邊的圖形這一邊的圖形最后切割最后切割為宜。為宜。模具數(shù)控加工技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)第第6章章 電火花線切割加工電火花線切割加工166.1.3 電火花線切割加工工藝電火花線切割加工工藝 4.4.加工時需要進(jìn)行的調(diào)整加工時需要進(jìn)行的調(diào)整 （1 1）調(diào)整電極絲垂直度。）調(diào)整電極絲垂