電火花加工的基本原理及設備

現(xiàn)在是1頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是2頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是3頁\一共有157頁\編輯于星期四第二章電火花加工的基本原理

及設備1. 電火花加工的基本原理電火花加工基于電火花腐蝕原理，是在工具電極與工件電極相互靠近時，極間形成脈沖性火花放電，在電火花通道中產(chǎn)生瞬時高溫，使金屬局部熔化，甚至氣化，從而將金屬蝕除下來?，F(xiàn)在是4頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是5頁\一共有157頁\編輯于星期四那么兩電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來的呢？這一過程大致分為以下幾個階段:?，F(xiàn)在是6頁\一共有157頁\編輯于星期四(1)極間介質的電離、擊穿及放電通道的形成.(2)介質熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹.(3)電極材料的拋出.(4)極間介質的消電離.看圖看圖看圖看圖現(xiàn)在是7頁\一共有157頁\編輯于星期四單脈沖放電凹坑多脈沖放電凹坑電火花表面局部放大圖現(xiàn)在是8頁\一共有157頁\編輯于星期四進行電火花加工應具備如下條件：

(1)工具和工件之間必須保持一定的間隙。(2)必須采用脈沖電源。

(3)在有一定絕緣性能的介質中放電現(xiàn)在是9頁\一共有157頁\編輯于星期四電火花加工的特點特點優(yōu)點缺點現(xiàn)在是10頁\一共有157頁\編輯于星期四（1）能加工用切削的方法難于加工或無法加工的高硬度導電材料在電火花加工過程中，主要是靠電、熱能進行加工，幾乎與力學性能（硬度、強度等）無關。從而使工件的加工不受工具硬度、強度的限制，實現(xiàn)了用軟質的材料（如：石墨、銅等）加工硬質的材料（如：淬火鋼、硬質合金和超硬材料等）?，F(xiàn)在是11頁\一共有157頁\編輯于星期四（2）便于加工細長、薄、脆性零件和形狀復雜的零件由于加工過程中，工具與工件沒有直接接觸，這樣就使工件與工具之間沒有機械加工的切削力，機械變形小，因此可以加工復雜形狀和進行微細加工?，F(xiàn)在是12頁\一共有157頁\編輯于星期四（3）工件變形小，加工精度高目前，電火花加工的精度可達0.01～0.05mm，在精密光整加工時可小于0.005mm?，F(xiàn)在是13頁\一共有157頁\編輯于星期四（4）易于實現(xiàn)加工過程的自動化電火花加工主要利用電能進行加工，而電能、電參數(shù)較機械量易于實現(xiàn)自動化控制。目前我國電火花加工機床大多都是數(shù)字控制。現(xiàn)在是14頁\一共有157頁\編輯于星期四(1)極間介質的電離、擊穿及放電通道的形成.

負極工作液放電通道正極現(xiàn)在是15頁\一共有157頁\編輯于星期四(3)電極材料的拋出.

翻邊突起凝固微粒現(xiàn)在是16頁\一共有157頁\編輯于星期四(2)介質熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹.

從正極上熔化并拋出金屬的區(qū)域從負極上熔化并拋出金屬的區(qū)域氣泡現(xiàn)在是17頁\一共有157頁\編輯于星期四(4)極間介質的消電離.

放電形成的凹坑現(xiàn)在是18頁\一共有157頁\編輯于星期四（1）只能對導電材料進行加工通過電火花加工原理的分析，我們可以看出，電火花加工所用的工具和工件必需是導體，所以塑料、陶瓷等絕緣的非導體材料不能用電火花進行加工。

現(xiàn)在是19頁\一共有157頁\編輯于星期四（2）加工精度受到電極損耗的限制

由于加工過程中，工具電極同樣會受到電、熱的作用而被蝕除，特別是在尖角和底面部分，蝕除量較大，又造成了電極損耗不均勻的現(xiàn)象，所以電火花加工的精度受到限制。

現(xiàn)在是20頁\一共有157頁\編輯于星期四3）加工速度慢

由于火花放電時產(chǎn)生的熱量只局限在電極表面，而且又很快被介質冷卻，所以加工速度要比機械加工慢。現(xiàn)在是21頁\一共有157頁\編輯于星期四（4）最小圓角半徑受到放電間隙的限制雖然電火花加工具有一定的局限性，但與傳統(tǒng)的切削加工相比仍有巨大的優(yōu)勢，因此其應用領域日益擴大，目前已廣泛應用于機械（特別是模具制造）、航空航天、電子、電器、儀器儀表等行業(yè)，用來解決難加工材料及復雜形狀零件的加工問題。現(xiàn)在是22頁\一共有157頁\編輯于星期四2.2.1電火花加工機床簡介1、國產(chǎn)電火花穿孔、成形加工機床的型號與參數(shù)我國國標規(guī)定，電火花成形機床均用D71加上機床工作臺面寬度的1／10表示。例如。其型號表示方法如下：機床工作臺寬度(320cm)電火花成形加工機床電加工機床(如為數(shù)控電加工機床，則在D后加K)D7132現(xiàn)在是23頁\一共有157頁\編輯于星期四大小D7125以下小型D7125～D7163中型D7163以上大型現(xiàn)在是24頁\一共有157頁\編輯于星期四隨著科學技術的進步，國外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標數(shù)控電火花機床，以及帶工具電極庫能按程序自動更換電極的電火花加工中心，我國的大部分電加工機床廠現(xiàn)在也正開始研制生產(chǎn)三坐標數(shù)控電火花加工機床?，F(xiàn)在是25頁\一共有157頁\編輯于星期四單軸數(shù)控電火花成型機床現(xiàn)在是26頁\一共有157頁\編輯于星期四多軸數(shù)控電火花成型機床現(xiàn)在是27頁\一共有157頁\編輯于星期四電火花加工中心現(xiàn)在是28頁\一共有157頁\編輯于星期四2.2.2電火花加工機床結構電火花加工機床機床本體脈沖電源自動進給調節(jié)系統(tǒng)工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)在是29頁\一共有157頁\編輯于星期四工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)脈沖電源自動進給調節(jié)系統(tǒng)機床本體現(xiàn)在是30頁\一共有157頁\編輯于星期四床身立柱主軸頭及附件工作臺機床本體三部分是電火機床的骨架，起著支撐定位和便于操作的作用?，F(xiàn)在是31頁\一共有157頁\編輯于星期四立柱主軸頭工作臺床身現(xiàn)在是32頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是33頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是34頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是35頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是36頁\一共有157頁\編輯于星期四電火花加工時粗加工的電火花放電間隙比中加工的放電間隙要大，而中加工的電火花放電間隙比精加工的放電間隙又要大一些。當用一個電極進行粗加工時，將工件的大部分余量蝕除掉后，其底面和側壁四周的表面粗糙度很差，為了將其修光，就得轉換規(guī)準逐擋進行修整。但由于中、精加工規(guī)準的放電間隙比粗加工規(guī)準的放電間隙小，若不采取措施則四周側壁就無法修光了現(xiàn)在是37頁\一共有157頁\編輯于星期四平動頭就是為解決修光側壁和提高其尺寸精度而設計的。現(xiàn)在是38頁\一共有157頁\編輯于星期四平動頭的動作原理

利用偏心機構將伺服電機的旋轉運動通過平動軌跡保持機構轉化成電極上每一個質點都能圍繞其原始位置在水平面內作平面小圓周運動，許多小圓的外包絡線面積就形成加工橫截面積.現(xiàn)在是39頁\一共有157頁\編輯于星期四如圖2-7所示，其中每個質點運動軌跡的半徑就稱為平動量，其大小可以由零逐漸調大，以補償粗、中、精加工的電火花放電間隙δ之差，從而達到修光型腔的目的。現(xiàn)在是40頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-7平動頭擴大間隙原理圖

現(xiàn)在是41頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是42頁\一共有157頁\編輯于星期四數(shù)控平動頭現(xiàn)在是43頁\一共有157頁\編輯于星期四平動頭電火花加工的特點 (1)可以通過改變軌跡半徑來調整電極的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放電間隙的限制。 (2)用同一尺寸的工具電極，通過軌跡半徑的改變，可以實現(xiàn)轉換電規(guī)準的修整，即采用一個電極就能由粗至精直接加工出一副型腔?，F(xiàn)在是44頁\一共有157頁\編輯于星期四(3)在加工過程中，工具電極的軸線與工件的軸線相偏移，除了電極處于放電區(qū)域的部分外，工具電極與工件的間隙都大于放電間隙，實際上減小了同時放電的面積，這有利于電蝕產(chǎn)物的排除，提高加工穩(wěn)定性。(4)工具電極移動方式的改變，可使加工的表面粗糙度大有改善，特別是底平面處?，F(xiàn)在是45頁\一共有157頁\編輯于星期四2.脈沖電源脈沖電源的作用:

把工頻正弦交流電流轉變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量以蝕除金屬?，F(xiàn)在是46頁\一共有157頁\編輯于星期四加工速度加工精度表面質量工具電極損耗性能影響現(xiàn)在是47頁\一共有157頁\編輯于星期四要求：(1)要有一定的脈沖放電能量，否則不能使工件金屬氣化。(2)火花放電必須是短時間的脈沖性放電，這樣才能使放電產(chǎn)生的熱量來不及擴散到其他部分，從而有效地蝕除金屬，提高成型性和加工精度。(3)脈沖波形是單向的，以便充分利用極性效應，提高加工速度和降低工具電極損耗?，F(xiàn)在是48頁\一共有157頁\編輯于星期四(4)脈沖波形的主要參數(shù)(峰值電流、脈沖寬度、脈沖間歇等)有較寬的調節(jié)范圍，以滿足粗、中、精加工的要求。(5)有適當?shù)拿}沖間隔時間，使放電介質有足夠時間消除電離并沖去金屬顆粒，以免引起電弧而燒傷工件?，F(xiàn)在是49頁\一共有157頁\編輯于星期四電源的好壞直接關系到電火花加工機床的性能，所以電源往往是電火花機床制造廠商的核心機密之一。從理論上講，電源一般有如下幾種。現(xiàn)在是50頁\一共有157頁\編輯于星期四（1）張弛式脈沖電源弛張式脈沖電源是最早使用的電源，它是利用電容器充電儲存電能，然后瞬時放出，形成火花放電來蝕除金屬。因為電容器時而充電，時而放電，一弛一張，故又稱“弛張式”脈沖電源現(xiàn)在是51頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是52頁\一共有157頁\編輯于星期四原理圖如圖4.9RC線路脈沖電源－＋RC現(xiàn)在是53頁\一共有157頁\編輯于星期四工作原理：首先直流電源E通過電阻R向電容器C充電，使電容器兩端的電壓不斷升高，當電壓上升到絕緣介質的擊穿電壓時，兩極間的絕緣介質被擊穿，形成放電通道，電容器上儲存的能量瞬間釋放，產(chǎn)生較大的脈沖電流。當電容C上積蓄的能量釋放完時，間隙中的工作液又迅速恢復絕緣狀態(tài)。此后電容再次充電，又重復上述過程，達到加工的目的?，F(xiàn)在是54頁\一共有157頁\編輯于星期四優(yōu)點:結構簡單，使用維修方便，加工精度較高。缺點：粗糙度值較小，但生產(chǎn)率低，電能利用率低，加工穩(wěn)定性差?，F(xiàn)在是55頁\一共有157頁\編輯于星期四

（2）閘流管式和電子管式脈沖電源

閘流管是一種特殊的電子管，當對其柵極通入一脈沖信號時，便可控制管子的導通或截止，輸出脈沖電流。由于這種電源的電參數(shù)與加工間隙無關，故又稱為獨立式電源。閘流管脈沖電源的生產(chǎn)率較高，加工穩(wěn)定，但脈沖寬度較窄，電極損耗較大?，F(xiàn)在是56頁\一共有157頁\編輯于星期四（3）晶閘管式、晶體管式脈沖電源晶體管脈沖電源是近年來發(fā)展起來的以晶體元件作為開關元件的用途廣泛的電火花脈沖電源，其輸出功率大，電規(guī)準調節(jié)范圍廣，電極損耗小，故適應于型孔、型腔、磨削等各種不同用途的加工。晶體管脈沖電源已越來越廣泛地應用在電火花加工機床上?，F(xiàn)在是57頁\一共有157頁\編輯于星期四3.自動進給調節(jié)系統(tǒng)

在電火花成型加工設備中，自動進給調節(jié)系統(tǒng)占有很重要的位置，它的性能直接影響加工穩(wěn)定性和加工效果。現(xiàn)在是58頁\一共有157頁\編輯于星期四自動進給調節(jié)系統(tǒng)伺服進給系統(tǒng)參數(shù)控制系統(tǒng)用于控制放電間隙的大小

用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)，以便能夠獲得最佳的加工工藝指標等應用應用現(xiàn)在是59頁\一共有157頁\編輯于星期四1)伺服進給系統(tǒng)的作用及要求定義：以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱拖動系統(tǒng)或位置隨動系統(tǒng)。

作用：及時調整放電間隙。要求：(1)有較廣的速度調節(jié)跟蹤范圍。(2)有足夠的靈敏度和快速性。(3)有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力?，F(xiàn)在是60頁\一共有157頁\編輯于星期四2)電液壓式伺服進給系統(tǒng)在電液自動進給調節(jié)系統(tǒng)中，液壓缸、活塞是執(zhí)行機構。由于傳動鏈短及液體的基本不可壓縮性，因此傳動鏈中無間隙、剛度大、不靈敏區(qū)?。挥忠驗榧庸r進給速度很低，所以正、反向慣性很小，反應迅速，特別適合于電火花加工的低速進給，故20世紀80年代前得到了廣泛的應用，但它有漏油、油泵噪聲大、占地面積較大等缺點?，F(xiàn)在是61頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-10噴嘴—擋板式電液壓自動調節(jié)器工作原理現(xiàn)在是62頁\一共有157頁\編輯于星期四4.工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)蝕除產(chǎn)物一部分以氣態(tài)形式拋出大部分是以球狀固體微粒分散地懸浮在工作液中，直徑一般為幾微米?，F(xiàn)在是63頁\一共有157頁\編輯于星期四動態(tài)：1)充斥在電極和工件之間2)粘連在電極和工件的表面上。后果：蝕除產(chǎn)物的聚集，會與電極或工件形成二次放電。這就破壞了電火花加工的穩(wěn)定性，降低了加工速度，影響了加工精度和表面粗糙度?，F(xiàn)在是64頁\一共有157頁\編輯于星期四怎么辦？？？現(xiàn)在是65頁\一共有157頁\編輯于星期四方法一：使電極振動，以加強排屑作用；方法二：對工作液進行強迫循環(huán)過濾，以改善間隙狀態(tài)?，F(xiàn)在是66頁\一共有157頁\編輯于星期四工作液強迫循環(huán)過濾是由工作液循環(huán)過濾器來完成的。電火花加工用的工作液過濾系統(tǒng)包括工作液泵、容器、過濾器及管道等，使工作液強迫循環(huán)?，F(xiàn)在是67頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-11工作液循環(huán)系統(tǒng)油路圖現(xiàn)在是68頁\一共有157頁\編輯于星期四5.數(shù)控系統(tǒng)1)數(shù)控電火花機床的類型數(shù)控坐標軸的數(shù)目三軸數(shù)控電火花機床四軸聯(lián)動電火花加工機床四軸三聯(lián)動數(shù)控電火花機床五軸聯(lián)動電火花加工機床六軸聯(lián)動電火花加工機床現(xiàn)在是69頁\一共有157頁\編輯于星期四數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定除了直線移動的X、Y、Z三個坐標軸系統(tǒng)外，還有三個轉動的坐標系統(tǒng)，即繞X軸轉動的A軸，繞Y軸轉動的B軸，繞Z軸轉動的C軸?，F(xiàn)在是70頁\一共有157頁\編輯于星期四2)數(shù)控電火花機床的數(shù)控系統(tǒng)工作原理

數(shù)控電火花機床能實現(xiàn)工具電極和工件之間的多種相對運動，可以用來加工多種較復雜的型腔。目前，絕大部分電火花數(shù)控機床采用國際上通用的ISO代碼進行編程、程序控制、數(shù)控搖動加工等。現(xiàn)在是71頁\一共有157頁\編輯于星期四ISO代碼編程ISO代碼是國際標準化機構制定的用于數(shù)控編碼和程序控制的一種標準代碼。代碼主要有G指令(即準備功能指令)和M指令(即輔助功能指令)現(xiàn)在是72頁\一共有157頁\編輯于星期四以上代碼，絕大部分與數(shù)控銑床、車床的代碼相同，只有G54、G80、G82、M05等是以前接觸較少的指令，其具體用法如下：現(xiàn)在是73頁\一共有157頁\編輯于星期四表2-2工作坐標系G54：工作坐標系目的：在加工或找正過程中定義工作坐標系的主要目的是為了坐標的數(shù)值更簡潔。現(xiàn)在是74頁\一共有157頁\編輯于星期四這些定義工作坐標系指令可以和G92一起使用，G92代碼只能把當前點的坐標系中定義為某一個值，但不能把這點的坐標在所有的坐標系中都定義成該值?，F(xiàn)在是75頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-12工作坐標系切換oXYX′Y′2030o′G92G54X0Y0G92G55X0Y0現(xiàn)在是76頁\一共有157頁\編輯于星期四G80: 含義：接觸感知。 格式：G80軸＋方向 如：G80X－； /電極將沿X軸的負方向前進，直到接觸到工件，然后停在那里-X現(xiàn)在是77頁\一共有157頁\編輯于星期四G82： 含義：移動到原點和當前位置一半處。 格式：G82軸 如：G92X100.;/將當前點的X坐標定義為100. G82X; /將電極移到當前坐標系X=50.的地方X10050現(xiàn)在是78頁\一共有157頁\編輯于星期四 M05： 含義：忽略接觸感知，只在本段程序起作用。具體用法是：當電極與工件接觸感知并停在此處后，若要移走電極，請用此代碼。如：G80X－；/X軸負方向接觸感知G90G92X0Y0；/設置當前點坐標為(0，0)M05G00X10.；/忽略接觸感知且把電極向X軸正方向移動10mm+XG90G92X0Y0M05G00X10現(xiàn)在是79頁\一共有157頁\編輯于星期四若去掉上面代碼中的M05，則電極往往不動作，G00不執(zhí)行。+XG90G92X0Y0G00X10缺少G05無法運動現(xiàn)在是80頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-13工件找正圖G80X+G90G92X0M05G00X-10G91G00Y-38G90G00X50G80Y+M05G00Y-2G90G00X50Y28G91G00Z10G92Y0現(xiàn)在是81頁\一共有157頁\編輯于星期四數(shù)控搖動加工普通電火花加工機床為了修光側壁和提高其尺寸精度而添加平動頭，使工具電極軌跡向外可以逐步擴張，即可以平動。對數(shù)控電火花機床，由于工作臺是數(shù)控的，可以實現(xiàn)工件加工軌跡逐步向外擴張，即搖動，現(xiàn)在是82頁\一共有157頁\編輯于星期四搖動加工的作用：(1)可以精確控制加工尺寸精度。(2)可以加工出復雜的形狀，如螺紋。(3)可以提高工件側面和底面的表面粗糙度。現(xiàn)在是83頁\一共有157頁\編輯于星期四(4)可以加工出清棱、清角的側壁和底邊。(5)變全面加工為局部加工，有利于排屑和加工穩(wěn)定。(6)對電極尺寸精度要求不高?，F(xiàn)在是84頁\一共有157頁\編輯于星期四LNXXXSTEPXXXX搖動幅度的大小，四位數(shù)，搖動幅度，其后為四位數(shù)0～5：搖動軌跡形式0～2：搖動運動的所在平面0～2：搖動加工的伺服方式搖動加工現(xiàn)在是85頁\一共有157頁\編輯于星期四表2-3電火花數(shù)控搖動類型一覽表現(xiàn)在是86頁\一共有157頁\編輯于星期四自由搖動：選定某一軸向(例如Z軸)作為伺服進給軸，其他兩軸進行搖動運動(如圖2-14(a)所示)。

現(xiàn)在是87頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是88頁\一共有157頁\編輯于星期四G01LN001STEP30Z-10. G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN001中的00表示在X—Y平面內自由搖動，1表示工具電極各點繞各原始點作圓形軌跡搖動，STEP30表示搖動半徑為30μm，Z-10.表示伺服進給至Z軸向下10mm為止。其實際放電點的軌跡見圖2-14(a)，沿各軸方向可能出現(xiàn)不規(guī)則的進進退退現(xiàn)在是89頁\一共有157頁\編輯于星期四 (2)步進搖動。在某選定的軸向作步進伺服進給，每進一步的步距為2μm，其他兩軸作搖動運動(如圖2-14(b)所示)。例如：

現(xiàn)在是90頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是91頁\一共有157頁\編輯于星期四G01LN101STEP20Z-10. G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN101中的10表示在X—Y平面內步進搖動，1表示工具電極各點繞各原始點作圓形軌跡搖動，STEP20表示搖動半徑為20μm，Z-10.表示伺服進給至Z軸向下10mm為止。其實際放電點的軌跡見圖2-14(b)。步進搖動限制了主軸的進給動作，使搖動動作的循環(huán)成為優(yōu)先動作。步進搖動用在深孔排屑比較困難的加工中。它較自由搖動的加工速度稍慢，但更穩(wěn)定，沒有頻繁的進給、回退現(xiàn)象?，F(xiàn)在是92頁\一共有157頁\編輯于星期四 (3)鎖定搖動。在選定的軸向停止進給運動并鎖定軸向位置，其他兩軸進行搖動運動。在搖動中，搖動半徑幅度逐步擴大，主要用于精密修擴內孔或內腔(如圖2-14(c)所示)。例如：

現(xiàn)在是93頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是94頁\一共有157頁\編輯于星期四G01LN202STEP20Z-5. G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN202中的20表示在X—Y平面內鎖定搖動，2表示工具電極各點繞各原始點作方形軌跡搖動，Z-5.表示Z軸加工至-5mm處停止進給并鎖定，X、Y軸進行搖動運動。其實際放電點的軌跡見圖2-14(c)。鎖定搖動能迅速除去粗加工留下的側面波紋，是達到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果鎖定后作圓軌跡搖動，則還能在孔內滾花、加工出內花紋等?，F(xiàn)在是95頁\一共有157頁\編輯于星期四6.電火花機床常見功能

電火花機床的常見功能如下：(1)回原點操作功能。數(shù)控電火花在加工前首先要回到機械坐標的零點，即X、Y、Z軸回到其軸的正極限處。這樣，機床的控制系統(tǒng)才能復位，后續(xù)操作機床運動不會出現(xiàn)紊亂。(2)置零功能。將當前點的坐標設置為零。(3)接觸感知功能。讓電極與工件接觸，以便定位。(4)其他常見功能(如圖2-15所示)。現(xiàn)在是96頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-15電火花機床常見功能現(xiàn)在是97頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是98頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是99頁\一共有157頁\編輯于星期四線切割加工原理及特點線切割加工原理：電火花線切割加工是用連續(xù)移動的電極絲作為工具電極與工件之間產(chǎn)生火花放電腐蝕工件，進行切割加工?，F(xiàn)在是100頁\一共有157頁\編輯于星期四線切割加工原理圖現(xiàn)在是101頁\一共有157頁\編輯于星期四(1)極間介質的電離、擊穿及放電通道的形成.(2)介質熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹.(3)電極材料的拋出.(4)極間介質的消電離.過程：現(xiàn)在是102頁\一共有157頁\編輯于星期四(1)加工材料的難易與材料的硬度無關，加工中不存在顯著的機械切削力。(2)可以加工硬質合金等一切導電材料。(3)最小角部半徑有限制。線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。（4)線切割加工是利用移動的細金屬導線(銅絲或鉬絲)做電極，對工件進行脈特點：現(xiàn)在是103頁\一共有157頁\編輯于星期四2.1電火花線切割加工的特點1）電火花線切割能切割加工傳統(tǒng)方法難于加工或無法加工的高硬度、高強度、高脆性、高忍性等導電材料及半導體材料。2）由于電極絲極細，可以加工細微異形孔、窄縫和復雜形狀零件。3）工件被加工表面受熱影響小，適合于加工熱敏感性材料。同時，由于脈沖能量集中在很小的范圍內，加工精度較高，線切割加工精度可達0.02~0.01mm,表面粗糙度可達Ra1.6μm?，F(xiàn)在是104頁\一共有157頁\編輯于星期四必須具備下列條件:1.

電極絲與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙，間隙的寬度由工作電壓

、加工量等加工條件而定。

2.必須采用脈沖電源，即火花放電必須是脈沖性、間歇性。3.電火花線切割機床加工時，必須在有一定絕緣性能的液體介質中進行.

現(xiàn)在是105頁\一共有157頁\編輯于星期四1.1電火花線切割加工機床簡介

1.1機床分類、型號

按電極絲的走絲速度快速走絲線切割機床慢速走絲線切割機床現(xiàn)在是106頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是107頁\一共有157頁\編輯于星期四1)快速走絲線切割機床

快速走絲線切割機床的電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為8～10m/s，是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。快速走絲線切割機床上運動的電極絲能夠雙向往返運行，重復使用，直至斷絲為止。線電極材料常用直徑為0.10～0.30mm的鉬絲(有時也用鎢絲或鎢鉬絲)。對小圓角或窄縫切割，也可采用直徑為0.6mm的鉬絲。現(xiàn)在是108頁\一共有157頁\編輯于星期四

工作液通常采用乳化液?？焖僮呓z線切割機床結構簡單、價格便宜、生產(chǎn)率高，但由于運行速度快，工作時機床震動較大。鉬絲和導輪的損耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走絲線切割機床，其加工精度一般為0.01～0.02mm，表面粗糙度Ra為1.25～2.5μm。現(xiàn)在是109頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是110頁\一共有157頁\編輯于星期四2)慢速走絲線切割機床

慢速走絲線切割機床走絲速度低于0.2m/s。常用黃銅絲(有時也采用紫銅、鎢、鉬和各種合金的涂覆線)作為電極絲，銅絲直徑通常為0.10～0.35mm。電極絲僅從一個單方向通過加工間隙，不重復使用，避免了因電極絲的損耗而降低加工精度。同時由于走絲速度慢，機床及電極絲的震動小，因此加工過程平穩(wěn)，加工精度高，可達0.005mm，表面粗糙度Ra≤0.32μm?，F(xiàn)在是111頁\一共有157頁\編輯于星期四

慢速走絲線切割機床的工作液一般采用去離子水、煤油等，生產(chǎn)率較高。 慢走絲機床主要由日本、瑞士等國生產(chǎn)，目前國內有少數(shù)企業(yè)引進國外先進技術與外企合作生產(chǎn)慢走絲機床。現(xiàn)在是112頁\一共有157頁\編輯于星期四

2．型號

國標規(guī)定的數(shù)控電火花線切割機床的型號，如的基本含義為：DKXXX類別代號:表示是電加工機床特性代號:表示是數(shù)控機床組代號:表示是電火花加工機床系代號:快走（慢走）絲線切割機床參數(shù)代號:表示工作臺橫向行程現(xiàn)在是113頁\一共有157頁\編輯于星期四DK7725基本含義為：D為機床的類別代號，表示是電加工機床；K為機床的特性代號，表示是數(shù)控機床；第一個7為組代號，表示是電火花加工機床；第二個7為系代號(快走絲線切割機床為7，慢走絲線切割機床為6，電火花成型機床為1)；25為基本參數(shù)代號，表示工作臺橫向行程為250mm。

現(xiàn)在是114頁\一共有157頁\編輯于星期四2.2快走絲線切割機床簡介線切割機床機床本體脈沖電源數(shù)控系統(tǒng)工作液循環(huán)系統(tǒng)現(xiàn)在是115頁\一共有157頁\編輯于星期四1．機床本體

機床本體床身絲架運絲機構工作臺現(xiàn)在是116頁\一共有157頁\編輯于星期四運絲機構絲架工作臺床身現(xiàn)在是117頁\一共有157頁\編輯于星期四1)床身

床身是支承和固定工作臺、運絲機構等的基體。因此，要求床身應有一定的剛度和強度，一般采用箱體式結構。床身里面安裝有機床電氣系統(tǒng)、脈沖電源、工作液循環(huán)系統(tǒng)等元器件。 現(xiàn)在是118頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是119頁\一共有157頁\編輯于星期四目前在電火花線切割機床上采用的坐標工作臺，大多為X、Y方向線性運動。不論是哪種控制方式，電火花線切割機床最終都是通過坐標工作臺與絲架的相對運動來完成零件加工的，坐標工作臺應具有很高的坐標精度和運動精度，而且要求運動靈敏、輕巧，一般都采用“十”字滑板、滾珠導軌，傳動絲杠和螺母之間必須消除間隙，以保證滑板的運動精度和靈敏度。2)工作臺現(xiàn)在是120頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是121頁\一共有157頁\編輯于星期四3)運絲機構在快走絲線切割加工時，電極絲需要不斷地往復運動，這個運動是由運絲機構來完成的。最常見的運絲機構是單滾筒式，電極絲繞在儲絲筒上，并由絲筒作周期性的正反旋轉使電極絲高速往返運動。儲絲筒軸向往復運動的換向及行程長短由無觸點接近開關及其撞桿控制(如圖2-16中的5、4)，調整撞桿的位置即可調節(jié)行程的長短?，F(xiàn)在是122頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是123頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是124頁\一共有157頁\編輯于星期四4)絲架

作用：是在電極絲快速移動時，對電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺平面保持垂直。注意：為獲得良好的工藝效果，上、下絲架之間的距離宜盡可能小。錐度加工：最常見的方法是在上絲架的上導輪上加兩個小步進電動機，使上絲架上的導輪作微量坐標移動(又稱U、V軸移動)，其運動軌跡由計算機控制。現(xiàn)在是125頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是126頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是127頁\一共有157頁\編輯于星期四2．脈沖電源

電火花線切割加工的脈沖電源與電火花成型加工作用的脈沖電源在原理上相同，不過受加工表面粗糙度和電極絲允許承載電流的限制，線切割加工脈沖電源的脈寬較窄(2～60μs)，單個脈沖能量、平均電流(1～5A)一般較小，所以線切割總是采用正極性加工。

現(xiàn)在是128頁\一共有157頁\編輯于星期四2．脈沖電源

作用:

把工頻交流電流轉換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬。脈沖電源對線切割加工的生產(chǎn)率、表面質量、加工速度、加工過程的穩(wěn)定性和電極絲損耗等技術經(jīng)濟指標有很大的影響，應給予足夠的重視。 現(xiàn)在是129頁\一共有157頁\編輯于星期四3．數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)在電火花線切割加工中起著重要作用，具體體現(xiàn)在兩方面：(1)軌跡控制作用。它精確地控制電極絲相對于工件的運動軌跡，使零件獲得所需的形狀和尺寸。(2)加工控制。它能根據(jù)放電間隙大小與放電狀態(tài)控制進給速度，使之與工件材料的蝕除速度相平衡，保持正常的穩(wěn)定切割加工。現(xiàn)在是130頁\一共有157頁\編輯于星期四4.工作液循環(huán)系統(tǒng)

工作液循環(huán)與過濾裝置是電火花線切割機床不可缺少的一部分，其主要包括工作液箱、工作液泵、流量控制閥、進液管、回液管和過濾網(wǎng)罩等。工作液的作用：是及時地從加工區(qū)域中排除電蝕產(chǎn)物，并連續(xù)充分供給清潔的工作液，以保證脈沖放電過程穩(wěn)定而順利地進行。目前絕大部分快走絲機床的工作液是專用乳化液。乳化液種類繁多，大家可根據(jù)相關資料來正確選用?，F(xiàn)在是131頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是132頁\一共有157頁\編輯于星期四2.3.3慢走絲線切割機床簡介同快走絲線切割機床一樣，慢走絲線切割機床也是由機床本體、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成的。但慢走絲線切割機床的性能大大優(yōu)于快走絲線切割機床。現(xiàn)在是133頁\一共有157頁\編輯于星期四現(xiàn)在是134頁\一共有157頁\編輯于星期四慢走絲線切割的原理圖現(xiàn)在是135頁\一共有157頁\編輯于星期四主體結構機頭結構主要部件工作液循環(huán)系統(tǒng)現(xiàn)在是136頁\一共有157頁\編輯于星期四機頭結構主要部件現(xiàn)在是137頁\一共有157頁\編輯于星期四1)機頭結構機床和錐度切割裝置(U，V軸部分)實現(xiàn)了一體化，并采用了桁架鑄造結構，從而大幅度地強化了剛度。現(xiàn)在是138頁\一共有157頁\編輯于星期四2)主要部件精密陶瓷材料大量用于工作臂、工作臺固定板、工件固定架、導絲裝置等主要部件，實現(xiàn)了高剛度和不易變形的結構?，F(xiàn)在是139頁\一共有157頁\編輯于星期四3)工作液循環(huán)系統(tǒng)

慢走絲線切割機床大多數(shù)采用去離子水作為工作液，所以有的機床(如北京阿奇)帶有去離子系統(tǒng)(如圖2-17所示)。在較精密加工時，慢走絲線切割機床采用絕緣性能較好的煤油作為工作液?，F(xiàn)在是140頁\一共有157頁\編輯于星期四圖2-17去離子系統(tǒng)

濾芯

過濾筒

潔水箱污水箱現(xiàn)在