數(shù)控電加工技術(shù)課件 模塊三 電火花線切割加工基礎(chǔ)知識(shí)

模塊三電火花線切割加工基礎(chǔ)知識(shí)一、電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用電火花線切割加工的原理電火花線切割的英文全稱為WireElectricalDischargeMachining，簡(jiǎn)稱WEDM，被切割的工件作為工件電極，電極絲作為工具電極。電火花線切割加工的工作原理示意一、電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用電火花線切割加工的原理電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。當(dāng)來(lái)一個(gè)電脈沖時(shí)，在電極絲和工件之間就可能產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道中瞬時(shí)可達(dá)5000℃

以上高溫，使工件局部金屬熔化，至有少量金屬氣化，從而使電極和工件之間的工作液部分產(chǎn)生汽化，這些汽化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速膨脹，并具有爆炸特性。依靠這種熱膨脹和局部微爆炸，拋出熔化和氣化了的金屬材料實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料的電蝕切割加工。一、電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用電火花線切割加工的特點(diǎn)01不需要單獨(dú)制造電極02不需要考慮電極損耗03能加工精密細(xì)小、形狀復(fù)雜的通孔零件04不能加工盲孔一、電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用電火花線切割加工的應(yīng)用電火花線切割加工應(yīng)用最廣泛的是加工各類模具，如沖模、鋁型材擠壓模、塑料模具及粉末冶金模具等。電火花線切割加工可應(yīng)用于加工二維直紋曲面零件（需配有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)）。二維直紋曲面零件加工一、電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用電火花線切割加工的應(yīng)用電火花線切割加工可應(yīng)用于加工三維直紋曲面零件（需配有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)）。電火花線切割加工可應(yīng)用于各種導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料，以及稀有、貴重金屬的切斷。三維直紋曲面零件加工二、電火花線切割加工的基本概念電火花線切割加工的常用術(shù)語(yǔ)工具電極電火花線切割加工用的工具是電火花放電時(shí)的電極之一，故稱為工具電極，有時(shí)簡(jiǎn)稱電極。由于電極的材料常常是銅，因此又稱銅公。放電間隙放電間隙是電火花放電時(shí)工具電極和工件之間的距離，其大小一般為0.01~0.5mm，粗加工時(shí)放電間隙較大，精加工時(shí)放電間隙較小。工具電極工件脈沖電源伺服進(jìn)給工具電極二、電火花線切割加工的基本概念電火花線切割加工的常用術(shù)語(yǔ)脈沖寬度ti（μs）脈沖寬度簡(jiǎn)稱脈寬（也常用ON、TON

等符號(hào)表示），是加到電極和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間，為了防止電弧被燒傷，電火花加工只能用斷斷續(xù)續(xù)的脈沖電壓波。脈沖寬度to（μs）脈沖間隔簡(jiǎn)稱脈間或間隔（也常用OFF、TOFF

等符號(hào)表示），它是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間。脈間過(guò)短，放電間隙來(lái)不及消電離和恢復(fù)絕緣，容易產(chǎn)生電弧放電，燒傷電極和工件；脈間過(guò)長(zhǎng)，將降低加工速度。加工面積、加工深度較大時(shí)，脈間也應(yīng)稍大。脈沖寬度二、電火花線切割加工的基本概念電火花線切割加工的常用術(shù)語(yǔ)開(kāi)路電壓或峰值電壓（V）開(kāi)路電壓是間隙開(kāi)路和間隙擊穿之前td

時(shí)間內(nèi)電極間的最高電壓。一般晶體管方波脈沖電源的峰值電壓為60~80

V，高低壓復(fù)合脈沖電源的高壓峰值電壓為175~300

V。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成型復(fù)制精度較差。峰值電流（A）峰值電流是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值（瞬時(shí)），在日本、英國(guó)、美國(guó)常用Ip表示。雖然峰值電流不易測(cè)量，但它是影響加工速度、表面質(zhì)量等的重要參數(shù)。在設(shè)計(jì)制造脈沖電源時(shí)，每一只功率放大管（簡(jiǎn)稱功放管）的峰值電流是預(yù)先計(jì)算好的，選擇峰值電流實(shí)際是選擇幾只功放管進(jìn)行加工。二、電火花線切割加工的基本概念電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)初電火花線切割加工技術(shù)被人們發(fā)現(xiàn)，如在插頭或電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)開(kāi)、閉時(shí)，往往產(chǎn)生火花而把接觸面燒毛，腐蝕成粗糙不平的凹坑而逐漸損壞。1943年蘇聯(lián)學(xué)者拉扎連柯夫婦研究發(fā)明了電火花成型加工，之后其隨著脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進(jìn)，而迅速發(fā)展起來(lái)。最初使用的脈沖電源是簡(jiǎn)單的電阻—電容回路。20世紀(jì)50年代初脈沖電源改進(jìn)為電阻—電感—電容等回路。同時(shí)，采用脈沖發(fā)電機(jī)之類的所謂長(zhǎng)脈沖電源，使蝕除效率得到提高，工具電極相對(duì)損耗降低。隨后又出現(xiàn)了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源，使在同樣表面粗糙度條件下的生產(chǎn)率得以提高。二、電火花線切割加工的基本概念電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)60年代中期出現(xiàn)了晶體管和可控硅脈沖電源，提高了能源利用效率，降低了工具電極損耗，并擴(kuò)大了粗、精加工的可調(diào)范圍。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了高低壓復(fù)合脈沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調(diào)波形脈沖等電源。在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進(jìn)展。在控制系統(tǒng)方面，從最初簡(jiǎn)單地保持放電間隙、控制工具電極的進(jìn)退，逐步發(fā)展到利用微型計(jì)算機(jī)，對(duì)電參數(shù)和非電參數(shù)等各種因素進(jìn)行適時(shí)控制。如今國(guó)內(nèi)外的線切割機(jī)床都采用數(shù)字控制，數(shù)控線切割機(jī)床數(shù)量已占電加工機(jī)床數(shù)