1、第6章 数控电火花线切割加工,6.1 数控电火花线切割加工原理与特点,一、数控电火花线切割加工原理数控电火花线切割是利用连续移动的细金属导线电极丝作为工具电极，在电极丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。工件的形状是由数控系统控制工件相对电极丝的运行轨迹决定的。加工时工件接电源的正极，电极丝接电源的负极。,6.1 数控电火花线切割加工原理与特点,二、数控电火花线切割加工的特点1、直接利用线状的电极丝作为电极，不需要加工工具电极。2、可以加工用传统切削加工方法难以加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。3、利用电蚀原理加工，切削力很小。4、可以加工高硬度导电材料。,6.1 数
2、控电火花线切割加工原理与特点,5、直接利用电、热能进行加工，可以方便地对加工参数进行调整，有利于加工精度的提高，便于实现加工的自动化控制。6、电极丝是不断移动的，单位长度上电极丝直径损耗少。7、采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。,6.1 数控电火花线切割加工原理与特点,三、数控电火花线切割的应用数控电火花线切割主要应用在以下三个方面：1、用于模具制造适合于加工各种形状的冲裁模，一次编程后通过调整不同的间隙补偿量，就可以切割出凸模、凸模固定板、凹模固定板、卸料板等。2、用于加工电火花成形加工用的电极3、进行新产品试制及加工难加工零件,6.2 数控电火花线切割机床,一、电火花线切割
3、机床的分类通常按照电极丝的运行速度不同可将电火花线切割机床分为高速走丝电火花线切割机床和低速走丝电火花线切割机床两大类。,6.2 数控电火花线切割机床,二、电火花线切割机床型号,6.3 数控电火花线切割工艺基础,一、线切割加工的主要工艺指标1、切削速度vwi：在保持一定的表面粗糙度的前提下，单位时间内电极丝中心在工件上切过的面积之和 即为切割速度，单位为mm2/min。2、表面粗糙度3、电极丝损耗量：快走丝机床，用电极丝在切割10000mm2面积后电极丝直径的减小量来表示，一般减少量不应大于0.01mm。4、加工精度,6.3 数控电火花线切割工艺基础,二、影响线切割工艺指标的影响因素1、电参数
4、对工艺指标的影响主要包括：（1）脉冲宽度tw（加电时间）：tw 增大时，单个脉冲能量增多，切削速度提高，表面粗糙度数值变大，放电间隙增大，加工精度有所下降。一般粗加工时取较大的脉冲宽度，精加工时取较小的脉冲，切割厚度较大工件时取较大的脉宽。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（2）脉冲间隔t（加电时间）：t增大，单个脉冲能量降低，切割速度降低，表面粗糙度数值有所增大，粗加工及切割厚大工件时脉冲间隔取宽些，而精加工时取窄些。（3）开路电压uo:开路电压增大时，放电间隙增大，排屑容易，提高了切削速度和加工稳定性，但易造成电极丝振动，工件表面粗糙度变差，加工精度有所降低。通常精加工时取的开路电比粗加
5、工低，切割大厚度工件时取较高的开路电压。一般uo=60150V。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（4）放电峰值电流ip 放电峰值电流是决定单脉冲能量的主因素之一。ip增大，单个脉冲能量增多，切割速度迅速提高，表面粗糙度数值增大，电极丝损耗比较大甚至容易断丝。加工精度有所下降。粗加工及切割厚件时应取较大的放电峰值电流，精加工时取较小的放电峰值电流。（5）放电波形 电火花线切割加工的脉冲电源主要有晶体管矩形波脉冲电源和高频分组脉冲电源。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（6）极性 线切割加工因脉冲较窄，所以都用正极性加工，即工件接电源的正极，否则切割速度会变低而电极丝损耗增大。（7）变频、进
6、给速度 即预置进给速度的调节，对切割速度、加工精度、和表面质量的影响很大。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,2、非电参数对工艺指标的影响（1）走丝速度对工艺指标的影响对于快走丝线切割机床。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,慢走丝线切割机床由于电极丝张力均匀，振动较小，电极丝直径较小，因而加工稳定性、表面粗糙度及加工精度等均很好。例如：日本三菱电机低速走丝线切割机床。性能指标图。切割速度vwi等于进给速度vf与切割厚度H的乘积。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,瑞士阿奇公司低速走丝电火花线切割机床,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（2）工件厚度及材料对工艺指标的影响工件薄，有利于排屑，加
7、工稳定性好；工件太薄，电极丝容易产生抖动，对加工精度和表面粗糙度不利，且脉冲利用率低，切削速度因而下降。工件厚，工作液难于进入和充满放电间隙，加工稳定性差，但电极丝不易抖动，因而加工精度和表面粗糙度较好，但过厚时排屑困难，导致切割速度下降。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（3）电极丝材料及直径对加工指标的影响高速走丝线切割用的电极丝一般是钼丝，较少使用黄铜丝。低速走丝线切割用的电极丝一般使用黄铜丝，较少采用钨丝和钼丝。高速走丝线切割用的电极丝直径可在0.10.25之间选取，常用的电极丝为0.120.18；低速走丝线切割用的电极丝直径可在0.0760.3之间，最常采用的为0.2。,6.3 数
8、控电火花线切割工艺基础,（4）工作液对加工指标的影响低速走丝大都采用去离子水作为工作液，只有在特殊精加工时才采用绝缘性能较高的煤油。高速走丝大都使用专用乳化液。根据加工工艺情况选用不同的乳化液。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（5）工件材料内部残余应力的影响对热处理后的毛坯进行线切割时，由于残余应力的影响容易变形。为了减小变形应该如下措施：1）改善热处理工艺，减少内部残余应力。2）减少切割体积，在淬火前先用切削加工方法把中心部分材料切除或预钻孔，使热处理变形均匀发生。3）精度要求高的，采用二次切割法。第一次加工单边留下余量0.10.5，余量大小根据淬硬程度、工件厚度、壁厚等确定。第二次加工
9、时将第一次加工的变形切除。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,4）为了避免材料组织及内应力对加工精度的影响，必须合理地选择切割的走向和进刀点。通常切割路径应使夹持部分位于程序的最后一条加工语句处；进入点的选择要尽量避免留下接刀痕，当接刀痕不可避免时，应尽量把进刀点放在尺寸精度要求不高或容易钳修的地方。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,5）若加工精度要求高，应先在坯料内加工出穿丝孔，以免当从坯料外切入时引起坯料切开处变形。6）工件上的剩磁会使内应力不均匀，且不利于排屑，因此对于磁化过的毛坯要充分去磁。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,三、电火花线切割典型夹具、附件及工件装夹工件装夹的形式对加
10、工精度有直接影响。电火花线切割加工机床的夹具一般是在通用夹具上采用压板螺钉固定工件。1、通用工夹具、附件（1）压板夹具（2）磁性夹具（3）分度夹具（4）数控回转工作台,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（5）3R夹具 瑞典System 3R公司生产的3R夹具具有以下基本特点：*安装简单：仅需内六角螺栓与机床台面固定；*高精度：重复定位精度0.002；*预调工件：可在机床外调节好工件，再装到机床上直接进入加工。*五面加工：可在机床上实现精确的五面加工。*适应范围广：可装夹方形，圆形等大小不同的工件。*易于装夹：使用十分方便。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,3R基准导轨。提供X、Y、Z方向的固
11、定基准。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,6.3 数控电火花线切割工艺基础,6.3 数控电火花线切割工艺基础,2、工件的正确装夹方法（1）正确装夹的一般要求1）工件的基准面应清洁无毛刺，经过热处理的工件，在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要清除热处理残留物及氧化皮。2）夹具应具有必要的精度，将其稳固地固定在工作台上，拧紧螺钉时用力要均匀。3）工件装夹的位置应有利于工件找正，并应与机床行程相适应，工作台移动时工件不得与丝架向碰。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,4）对工件的夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘曲。5）大批零件加工时，最好采用专用夹具，以提高生产效率。6）细小、精密、薄壁的工件应固定在不易
12、变形的辅助夹具上。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（2）工件在工作台上的装夹位置对编程的影响1）适当的定位可以简化编程工作2）合理的定位可充分发挥机床的效能3）正确定位可提高加工的稳定性,6.3 数控电火花线切割工艺基础,四、低速走丝线切割常用切割方法和技巧1、切割凸模的方法和步骤（1）只进行主切割，分为三步。,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（2）进行主切割和修切，分为三步；,6.3 数控电火花线切割工艺基础,2、切割凹模的方法和步骤（1）只进行主切割，分为三步；,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（2）进行主切割和修切,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（3）内外轮廓的切割，分为八步,6.3 数控电火花线切割工艺基础,6.3 数控电火花线切割工艺基础,3、其他常用切割方法与技巧（1）分开切割,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（2）镶嵌技巧,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（3）堆切割,6.3 数控电火花线切割工艺基础,（4）辅助切割,6.3 数控电火花线切割工艺基础,下 课,
