特种加工3学生版

1,一、电火花线切割加工的原理,利用移动的细金属导线作电极对工件进行脉冲放电切割成形,第一节 电火花线切割加工原理、特点与应用,第三章 电火花线切割加工,2,2与电火花成形加工不同之处,1与电火花成形加工相似的特点,二、线切割加工的特点,1 ) 工具电极丝，正极性加工；2 ) 采用水基工作液；3 ) 一般不存在稳定电弧放电；4 ) 电极丝与工件之间存在“疏松接触式”轻压放电现象；5 ) 有利于微细加工；6 ) 电极丝损耗对加工精度影响非常小。,）放电电压、电流波形相似；）加工机理、生产率、表面粗糙度相似；）材料的可加工性相似。,第一节 电火花线切割加工原理、特点与应用,3,高速走丝与低速走丝电火花线切割机床比较,4,1模具内、外型面加工；2电火花成形加工电极的制作；3零件加工。,三、线切割加工的应用,第一节 电火花线切割加工原理、特点与应用,5,一、机床本体,1 床身 （脉冲电源、 控制系统、 供液系统）,第二节 电火花线切割机,6,+,+,+,+,+,+,+,+,1 2 3 4 5,678,低速走丝运丝机构示意图1-卷丝机 2-未使用的金属丝 3-拉丝模 4-张力电机5-电极丝张力调节轴 6-退火装置 7-导向器 8-工件,6,7,8,7,4 锥度切割装置,为了切割有落料角的冲模和某些有锥度（斜度）的内外表面，有些线切割机床具有的锥度切割功能。实现锥度切割的方法有多种，下面只介绍两种：偏移式丝架：主要用在高速走丝线切割机床上实现锥度切割；双坐标联动装置：用于低速走丝线切割机床,8,9,双坐标联动装置,10,二、脉冲电源,特点： 小脉冲宽度，低峰值电流（平均电流），正极性加工。 原因： 受加工表面粗糙度及电极丝允许通过电流制约，单个脉冲能量不能大，平均电流一般比较小。 1晶体管矩形波脉冲电源； 2高频分组脉冲电源； 3并联电容型脉冲电源； 4低损耗电源。,第二节 电火花线切割机,11,快速走丝线切割加工脉冲参数的选择,12,三、工作液循环系统,对工作液的基本要求：,常用工作液种类：,供液方式：,浇注式；浸泡式。,低速走丝去离子水；快速走丝专用乳化液。,1具有一定的绝缘性能；2具有较好的洗涤性能；3具有良好的冷却性能；4对环境无污染，对人体无危害，使用及配置方便等。,第二节 电火花线切割机,13,一、线切割控制系统,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,14,靠模仿形控制、光电跟踪仿形控制，现在已普遍采用数字程序控制，并已发展到微型计算机直接控制阶段工程图形=直线+圆弧,主要功能：,（1）轨迹控制 电极丝相对工件运动；（2）加工控制 伺服进给速度、电源、走丝机构、供液系统,轨迹控制原理,15,逐点比较法插补过程,（1）偏差判别,（2）拖板进给,（3）偏差计算,（4）终点判别,判别加工点对规定图形的偏离位置，以决定工作台拖板走向；,控制纵拖板或横拖板进给一个步长，逼近规定图形；,对加工新位置与图形要求偏差进行计算，作为下一步判别偏差的依据；,判断是否已加工到达图形终点，从而发出停止或继续重复以上步骤指令。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,一、线切割控制系统,16,逐点比较法过程示意,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,一、线切割控制系统,17,加工控制,（1）进给控制,（2）短路回退,（3）间隙补偿,（4）图形的缩放、旋转或平移,（5）适应控制,（6）自动找正,（7）信息显示,检测平均放电电压或放电状态，调整伺服进给速度；,对已切割经过的轨迹记忆存储；,对图形轨迹与电极丝中心运动轨迹差距的处理；,自动改变预置进给速度或电参数（如加工电流、脉冲宽度、脉冲间隔等）；,程序编号、计数长度、电规准、切割轨迹等。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,一、线切割控制系统,18,二、线切割加工的数控编程,低速走丝 ISO码，EIA码；快速走丝 3B格式。,3B格式的编程参数,切割起点或终点坐标X、Y值；切割计数长度J（在X、Y轴的投影长）；切割计数方向G；加工指令Z（指明切割轨迹类型）。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,19,1程序格式（m）,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,二、线切割加工的数控编程,20,2直线编程,以该段直线的起点作为坐标原点； 直线的终点就是BxByBJGZ； 一般以x和y中值最大的作为J和G； Z按终点所在的象限（L1与x轴重合，L2与y轴重合， L3与x轴重合，L4与y轴重合）。,21,3圆弧编程,以该段圆弧的圆点作为坐标原点； 圆弧的起点为BxByBJGZ； 一般以终点的x和y中值最小的作为J和G（注意当圆弧跨越二个象限以上的范围时，取x或y投影的绝对值和作为J）； Z按圆弧第一步所在的象限（SR顺圆；NR逆圆）。,22,B40000BB40000GxL3B1B9B90000GyL2B30000B40000B60000GxSR1B1B9B90000GyL3,23,加工顺序AB：B10000BB10000GxL3B14142B5000B50000GySR4B10000BB10000GxL1,24,三、自动编程,1自动编程原理,2编程方法,3程序的传输,将任意曲线看成是直线与圆弧的组合加以处理 图形分割，按一定格式转变为加工程序,语言法；图形法；表格法等。,手工计算程序清单人工输入；穿孔纸带光电识别器机器输入；程序转储器；软磁盘或移动存储器；编程加工控制一体机。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,25,26,一、线切割加工工艺指标,1切割速度,2表面粗糙度,3加工精度,mm2/min,Ra，m（表面软化层）,形状精度；位置精度。,第四节 影响线切割加工工艺指标的因素,4电极损耗量,短时间内可不计,27,二、电参数的影响,单个脉冲能量；放电波形。,1、脉冲放电电流峰值 i2、脉冲宽度（放电时间）ti3、脉冲间隔 t04、开路（空载）电压 ui5、脉冲放电电流均值6、放电波形,i(ti)vwv;i (ti) Ra ,t0fi均值v;t0Ra ,uiiv;uiS v,28,三、非电参数的影响,1电极丝,2工件,3进给速度,4机械部件精度,5工作液,丝的张力；丝的材料与直径；走丝速度与方式。,被加工材料；加工厚度。,工作液种类、浓度、寿命； 供液方式。,第四节 影响线切割加工工艺指标的因素,29,四、合理选择电参数,1、要求加工速度高时2、要求表面粗糙度好时3、有电极丝损耗要求时4、要求切割厚工件时,30,五、合理调整变频进给的方法,1、示波器观测2、电压电流表观测3、加工电流与短路电流的比值4、不同空载电压时的,31,第五节 线切割加工的若干工艺问题,1工件残余应力的影响,2切割起始位置的选择及确定,变形、破坏；切割路线。,定中心，定边缘，找正。,32,第六节 线切割加工技术的新进展,1工艺改进,多次切割； 三维形状工件的成形； 适应控制（变厚度；尖角切割）； 细微、精密工件切割（如电极丝径0.03mm，Ra=0.18m，精度3m的精密切割）。,33,34,机床恒温控制（加工区、电源与床身温差1）； 自动找正； 电极丝自动找垂直； 自动加工穿丝孔； 自动穿丝或重新穿丝； 全自动加工（大容量贮丝筒，可供加工时间长达100小时）； 多微处理器控