数控特种加工技术（第二版）教学资源数控电火花线切割加工课件

1、数控特种加工技术数控特种加工技术CNC Special processing technology高等教育出版社高等教育出版社数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工主编：丛文龙 张祥兰数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工学习目标与要求学习目标与要求 1了解数控电火花线切割加工的原理、特点及应用。 2熟悉数控电火花线切割加工机床的组成及各部分的功用。 3了解数控电火花线切割加工的基本工艺规律。 4掌握数控电火花线切割加工的编程方法及应用。 数控电火花线切割加工和数控电火花成形加工的基本原理是一样的，不同的是在线切割加工中是用连

2、续移动的细金属导线（钼丝或铜丝）作为工具电极来代替电火花成形加工中的成形电极，利用线电极与工件之间产生的脉冲火花放电来腐蚀工件。因此，不需要制造专用的电极，就可以加工形状复杂的模具零件，而且数控电火花线切割机床操作更方便、效率更高。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工3.1 数控电火花线切割加工的原理、数控电火花线切割加工的原理、特点及应用特点及应用 一、数控电火花线切割加工的原理一、数控电火花线切割加工的原理 数控电火花线切割加工的原理如图 3-1所示。工件6接脉冲电源的正极，电极丝3（钼丝或铜丝）接负极，由脉冲电源5供给加工能量后，在工件

3、与电极丝之间产生很强的脉冲电场，使其间的介质被电离击穿，产生脉冲放电而蚀除材料。在机床数控系统的控制下，工作台带着工件在XY平面内按预定的轨迹运动，从而切割出需要的工件形状。电极丝在储丝筒1的作用下进行正反向交替（或单向）移动，在电极丝和工件之间浇注工作液介质。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工二、数控电火花线切割加工的特点二、数控电火花线切割加工的特点电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原理是相同的，即都是利用工具电极与工件电极之间的火花放电进行加工

4、的。但由于线切割加工使用的是丝状电极，因此，与电火花成形加工相比，也有其不同点。（1）它是以很细的金属丝为工具电极，能够加工薄壁、微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。（2）不需要制造复杂的成形电极，大大降低了工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间，加工周期短。（3）一般采用精规准一次加工成形，在加工过程中大都不需要转换加工规准。（4）由于采用移动的长电极丝（快走丝时）或一次性电极丝（慢走丝时）进行加工，使单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度的影响小。（5）轮廓加工所需加工的余量小，能有效地节约贵重材料。（6）工作液多采用水基乳化液，不易引燃起火，可实现安全无人运转。（7）具有数控系统的

5、偏移补偿功能。（8）利用四轴联动，可加工上、下面异形体、形状扭曲曲面体、变锥度和球形体等零件。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工三、数控电火花线切割加工的应用三、数控电火花线切割加工的应用 电火花线切割加工为模具制造、特殊材料加工及新产品试制开辟了一条新的工艺途径。 1加工模具零件 电火花线切割加工主要应用于冲模、挤压模、塑料模、电火花型腔模的电极加工等。由于电火花线切割加工机床加工速度和精度的迅速提高，目前已达到可与坐标磨床相竞争的程度。例如，中小型冲模，材料为模具钢，过去用分开模和曲线磨削的方法加工，现在改用电火花线切割整体加工的方法，

6、制造周期可缩短3/45/4，成本降低2/33/4，配合精度高，不需要熟练的操作工人。因此，一些工业发达国家的精密冲模的磨削等工序，已被电火花和电火花线切割加工所代替。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 2加工特殊材料 切割某些高硬度、高熔点的金属时，使用机械加工的方法几乎是不可能的，而采用线切割加工既经济又能保证精度。 。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 3试制新产品 在新产品开发过程中需要单件的样品，使用线切割直接切割出零件，无需模具，这样可以大大缩短新产品开发周期并降低试制成本。如

7、在冲压生产时，未开出落料模时，先用线切割加工的样板进行成形等后续加工，得到验证后再制造落料模数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工3.2 数控电火花线切割设备数控电火花线切割设备 一、数控电火花线切割机的类型一、数控电火花线切割机的类型 数控电火花线切割机一般按走丝速度不同分为慢速走丝电火花线切割机和快速走丝电火花线切割机两类。 1慢速走丝电火花线切割机 慢速走丝电火花线切割机床的走丝速度一般为0.2m/s，电极丝多采用黄铜丝或镀锌黄铜丝制造，直径为0.030.35mm。电极丝在工作时为单向运行，经放电加工后不再使用，避免了电极丝损耗给加工精度

8、带来的影响。其电极丝张力调节机构使电极丝在慢速运行过程中，工作平稳、均匀、抖动小，保证了慢速走丝线切割加工的高精度。 慢速走丝线切割机属于精密加工机床，为了达到高精度加工的要求，通常进行多次切割，一般为24次切割。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工2快速走丝电火花线切割机快速走丝电火花线切割机床结构简单，电极丝运行速度高达 812m/s，而且作双向往返循环运行，即电极丝反复通过加工间隙，一直使用到断丝为止。电极丝一般用耐电蚀性较好的钼丝制造，直径为0.10.2 mm。快速走丝线切割机由于走丝速度快，故能自动排除短路现象。工作时，工作液靠快速

9、运行的钼丝带入加工间隙。快速走丝容易造成电极丝抖动，而且电极丝换向时，放电和进给停止，使加工表面出现凹凸不平的斑马形条纹。此外由于电极丝的导向采用导轮机构，导轮的损耗大；而且电极丝反复使用，电极丝也有一定损耗，这些都决定了快速走丝线切割机的加工精度和加工表面质量不会很高。一般快速走丝线切割机的加工精度为0.010.02mm，表面粗糙度为Ra2.5。实际加工中，一般采用较高的加工速度一次切割成形。快速走丝电火花线切割机的外观结构如图3-2所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源

10、-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 二、数控电火花线切割机床的组成二、数控电火花线切割机床的组成 数控电火花线切割机床主要由机床本体、脉冲电源、数控系统及工作液循环系统四大部分组成，机床本体的主要组成部分有工作台、锥度切割装置、电极丝驱动装置等。 1X、Y轴移动工作台 X、Y轴移动工作台如图3-3所示。下拖板2固定在床身1上，中拖板3可作横向移动，上拖板（工作台）4则可作纵向移动。上拖板与中拖板、中拖板与下拖板之间均采用滚动导轨。线

11、切割加工时，X、Y轴伺服电动机通过齿轮传动和滚珠丝杠，分别拖动中拖板、上拖板带动工件作X、Y方向的进给运动。工作台的纵、横向移动也可以手动。快走丝线切割机床一般采用步进电机的开环驱动方式；而慢走丝线切割机床一般采用直流或交流电动机的半闭环和闭环驱动方式，且具有螺距误差和齿隙的补偿，能完成高精度的加工。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 2锥度切割装置 线切割系统一般都具有锥度切割功能，锥度切割装置如图3-4所示。钼丝相对于工件的左右运动（即工作台纵向运动

12、）为X轴坐标运动，钼丝相对于工件的前后运动（即工作台横向运动）为Y轴坐标运动。坐标轴正方向的规定如图所示。进行锥度切割时，下丝架不动，而上丝架上的十字拖板将作左右、前后移动，其中平行于X轴的左右移动为U轴坐标运动，平行于Y轴的前后移动为V轴坐标运行。U、V轴运动将使电极丝倾斜，而X、Y、U、V四轴联动，就可以切割出各种锥度要求的工件。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 3电极丝驱动装置 电极丝驱动装置又称走丝机构，其作用是使电极丝以一定速度连续不断地通过

13、放电加工区。图3-5是快速走丝线切割机的走丝机构示意图，电极丝由储丝筒经丝架、导轮和导向器，穿过工件后，再经过导向器和导轮返回到储丝筒。工作时，电动机通过弹性联轴器带动储丝筒作旋转运动，同时储丝筒作轴向移动，这样电极丝就整齐地卷绕在储丝筒上。当储丝筒移动到终端时，储丝筒立即反向转动，同时作反向移动。如此往复运动，使电极丝始终卷绕在储丝筒上，反复使用直至断丝。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资

14、源-数控电火花线切割加工 图3-6是慢速走丝线切割机的走丝机构示意图，电极丝由供丝卷筒，通过电极丝张紧机构（由滑轮、压紧轮、制动轮组成），穿过上导丝嘴、工件、下导丝嘴后，再由滑轮导向，经卷丝机构（由卷丝滚轮、压紧轮、滑轮组成），进入废丝回收箱。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工4工作液循环装置 图3-7是快速走丝线切割机工作液循环系统图。对于快速走丝线切割机床通常采用浇注式的供液方式。工作液（乳化液）由泵供给，经节流阀调压，通过上、下供液管，由快速运行的

15、电极丝带入放电间隙中。回液的处理也比较简单，仅用滤清器对乳化液过滤，去除乳化液中的放电腐蚀产物。 图3-8是慢速走丝线切割机工作液循环系统图。其供液系统与快速走丝线切割机基本相同，但由于走丝速度慢，工作液（去离子水）主要是靠上、下高压喷嘴喷入放电间隙的。慢速走丝线切割机的回液系统主要是对工作液进行去离子处理的离子交换树脂净化装置。对于慢速走丝线切割机床，也有用浸泡式的供液方式。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工3.3 数控电火花线切割加工的主要工数控电火

16、花线切割加工的主要工艺指标及其提高途径艺指标及其提高途径一、数控电火花线切割加工的主要工艺指标一、数控电火花线切割加工的主要工艺指标数控电火花线切割加工的主要工艺指标包括切割速度、加工精度、表面粗糙度及电极丝损耗量。1切割速度在保持一定的表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和称为切割速度，单位为mm2min。也有用电极丝沿图形加工轨迹的进给速度，作为电火花线切割加工的切割速度，单位为mmmin。最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件下，所能达到的切割速度。通常高速走丝线切割速度为 40120mm2min。2加工精度加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精

17、度和位置精度的总称。快速走丝线切割的可控加工精度在 0.010.025mm左右，低速走丝线切割可达0.0020.005mm左右。3表面粗糙度一般高速走丝线切割加工的表面粗糙度为Ra6.32.5m，最佳也只有 Ra1左右。低速走丝线切割加工一般可达 Ra1.25m，最佳可达 Ra0.2m。4电极丝损耗量对高速走丝机床，电极丝损耗量用电极丝在切割10000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示。一般不应大于0.01mm。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工二、电参数对线切割加工工艺指标二、电参数对线切割加工工艺指标的影响的影响电参数对电火花线切割加

18、工的工艺指标有较大的影响。放电脉冲宽度增加、脉冲间隔减小、脉冲电压幅值增大、峰值电流增大都会提高切割速度，但加工精度和表面粗糙度则会下降；反之，则可提高加工精度和改善表面粗糙度，但会降低切割速度。1脉冲宽度的影响脉冲宽度加大时，加工速度提高而表面粗糙度变差。一般脉冲宽度取260s，当脉冲宽度大于40s后，加工速度提高不多，且电极丝损耗增大。在分组脉冲及光整加工时，脉冲宽度可小至0.5s以下，能改善表面粗糙度至 Ra小于1.25m。2脉冲间隔的影响脉冲间隔减小时平均电流增大，切割速度正比加快。但脉冲间隔过小将引起电弧和断丝。所以一般取脉冲间隔为10250s，在刚切入或大厚度加工时，应取较大的脉冲

19、间隔值。3开路电压的影响该值会引起放电峰值电流和电加工间隙的改变。开路电压提高，加工间隙增大，排屑变易，提高了切割速度和加工稳定性，但易造成电极丝振动，以致加工表面质量和加工精度下降。通常开路电压的提高还会使电极丝损耗加大。一般取开路电压为60150V。4放电峰值电流的影响放电峰值电流增大时，切割速度提高，表面粗糙度值增大，电极丝损耗比加大甚至断丝。一般放电峰值电流小于40A，平均电流小于5A。低速走丝线切割加工时，因脉宽很窄，电极丝又较粗，故放电峰值电流有时大于50A。5放电波形的影响在相同的工艺条件下，高频分组脉冲常常能获得较好的加工效果。电流波形的前沿上升比较缓慢时，电极丝损耗较少。不过

20、当脉宽很窄时，必须有陡的前沿才能进行有效的加工。6极性的影响线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性加工，工件接电源的正极，否则切割速度变低而电极丝损耗增大。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工三、非电参数对线切割加工工艺指三、非电参数对线切割加工工艺指标的影响标的影响 非电参数包括电极丝、工件材料及厚度、线切割工作液及机床机械部分的精度等，这些因素都对线切割加工工艺指标有影响。 1电极丝对线切割加工工艺指标的影响 电极丝是电火花线切割加工的工具，它的直径、上丝与紧丝的质量及电极丝垂直度等都影响线切割加工的工艺指标。 （1） 电极丝直径的影响 电

21、极丝的直径对加工速度的影响较大。电极丝直径过小，则承受电流小，切缝也窄，不利于排屑和稳定加工。在一定的范围内，电极丝的直径加大是对切割速度有利的。但电极丝的直径超过一定程度时，易造成切缝过大，反而又影响了切割速度的提高。高速走丝线切割电极丝直径对切割速度影响的一组实验曲线如图3-9所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 （2）电极丝上丝、紧丝质量的影响 电极丝的上丝、紧丝是线切割操作的一个重要环节，它的好坏直接影响到工件的质量和切割速度。如图3-10所

22、示，当电极丝张力适中时，切割速度最大。在上丝、紧丝的过程中，如果上丝过紧，电极丝超过弹性变形限度时，由于频繁地往复弯曲、摩擦，加上放电时遭受急热、急冷变换的影响，可能发生疲劳而造成断丝。高速走丝时，上丝过紧断丝往往发生在换向的瞬间，严重时即使空走也会断丝。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 但若上丝过松，由于电极丝具有延伸性，在切割较厚工件时，由于电极丝的跨距较大、除了它的振动幅度大以外，还会在加工过程中受放电压力的作用而弯曲变形，结果电极丝切割轨迹落后

23、并偏离了工件轮廓，即出现加工滞后现象（如图3-11），从而造成形状与尺寸误差。严重时电极丝快速运转容易跳出导轮槽或限位槽，造成卡断或拉断。为了不降低电火花线切割加工的工艺指标，张紧力在电极丝抗拉强度允许范围内应尽可能大一点，其大小应视电极丝的材料与直径的不同而异。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 （3）电极丝垂直度的影响 在加工过程中，如果导轮有径向圆跳动或轴向窜动，电极丝就会发生振动（振幅决定于导轮跳动或窜动值），这时切割出的圆柱体工件必然出现圆柱度

24、偏差。 2工件材料及厚度对线切割加工工艺指标的影响 工件材料不同，其熔点、气化点、热导率等都不一样，因而加工效果也不同。表3-1为采用乳化液加工不同材料时的效果。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 工件材料薄，工作液容易进入并充满放电间隙，对排屑和消电离有利，加工稳定性好。但工件太薄，放电脉冲率和切割效率偏低，且电极丝易产生抖动，对加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液难以进入和充满放电间隙，加工稳定性差，但电极丝不易抖动，因此精度较高，表面粗糙度值较

25、小。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 3工作液对线切割加工工艺指标的影响在电火花线切割加工中，可使用的工作液有煤油、乳化液、去离子水、蒸馏水、洗涤剂、酒精溶液等，它们对工艺指标的影响各不相同，特别是对加工速度的影响较大。自来水、蒸馏水、去离子水等水类工作液，对放电间隙冷却效果较好，特别是在工件较厚的情况下，冷却效果更好。然而采用水类工作液时，切割速度低，易断丝。煤油介电强度高，间隙消耗放电能量多，分配到两极的能量少；同时，同样电压下放电间隙小，排屑困难，导致切割速度低。但煤油受冷热变化影响小，且润滑性能好，电极丝运动磨损小，因此不易断丝。

26、乳化液的介电强度比水高，比煤油低，冷却能力比水弱，比煤油好，洗涤性比水和煤油都好，故切割速度高。除上述因素外，机械部分的精度，例如导轨、轴承、导轮等磨损、传动误差等都会对加工效果产生相当的影响。当导轮、轴承偏摆，工作液上下冲水不均匀，会使加工表面产生上下凹凸相间的条纹，恶化工艺指标。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工3.4 数控电火花线切割加工工艺数控电火花线切割加工工艺 数控电火花线切割加工工艺过程如图3-12所示。要达到加工零件的加工要求，应合理控制线切割加工的各种工艺因素，同时配合选择合适工装。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种

27、加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工一、工艺基准的确定一、工艺基准的确定 应根据工件加工的切缝宽窄、工件厚度和拐角尺寸大小的要求选首先对零件图进行分析，明确加工要求，确定工艺基准，选择定位方法。在确定工艺基准时，除了遵循基准选择原则外，还应从数控电火花线切割加工的特点出发，选择某些工艺基准作为电极丝的定位基准，用来将电极丝调整到相对于工件的正确位置。对于以底平面作主要定位基准的工件，当其上具有相互垂直而且又同时垂直于底平面的相邻侧面时，应选择这两个侧面作为电极丝的定位基准。数控特种加工技术数控特

28、种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工二、切割路线的选择二、切割路线的选择 在加工中，由于工件内部残余应力的相对平衡受到破坏后，会引起工件的变形，所以在选择切割路线时，需注意以下几个方面。 1应将工件的其夹持部分安排在切割路线的末端。如图3-13所示，图a先切割靠近夹持的部分，使主要连接部位被割离，余下材料与夹持部分连接较少，工件刚性下降，易变形而影响加工精度。图b切割路线才是正确的。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 2切割

29、路线应从坯件预制的穿丝孔开始，由外向内顺序切割。如图 3-14所示，图a采用从工件端面开始由内向外切割的方案，变形最大，不可取；图b也是从工件端面开始切割，但路线由外向内，比图a方案安排合理些，但仍有变形；图c切割起点取在坯件预制的穿丝孔中，且由外向内，变形最小，是最佳方案。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 3两次切割法。切割孔类零件时，为减少变形可采用两次切割法，如图3-15所示，第一次粗加工型孔，周边留0l0.5mm余量，以补偿材料原来的应力平衡状

30、态受到的破坏，第二次切割为精加工，这样可以达到较满意的效果。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 4要在一块毛坯上切出两个以上零件时，不应连续一次切割出来，而应从该毛坯的不同预制穿丝孔开始加工。如图3-16所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 5加工的路线，距离端面（侧面）应大于5mm。数控特种加工技术数控特种加

31、工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工三、电极丝初始位置的确定三、电极丝初始位置的确定 线切割加工前，应将电极丝调整到切割的起始位置上，可通过校对穿丝孔来实现。穿丝孔位置的确定应遵循以下原则： 1当切割凸模需要设置穿丝孔时，其位置可选在加工轨迹的拐角附近，以简化编程。 2切割凹模等零件的内表面时，将穿丝孔设置在工件对称中心上，对编程计算和电极丝定位都较方便。对于大型工件，应将穿丝孔设置在靠近加工轨迹边角处或选在已知坐标点上。 3要在一块毛坯上切出两个以上零件或加工大型工件时，应沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以便发生断丝时能就近重新穿丝，切入断丝点。数控特种加工技术数控特种加

32、工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工四、加工条件的选择四、加工条件的选择 数控电火花线切割的加工条件随工件材质、板厚、丝电极和加工要求的不同而不同。按照加工要求，使这些条件设定在稳定加工、不产生短路、不断丝的情况下，以获得较高的切割速度。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 1电参数的选择 可改变的电参数主要有脉冲宽度、电流峰值、脉冲间隔、空载电压、放电电流等。要获得较好的表面粗糙度时，所选用电参数要小些；若要求获得较高的切割速度，脉冲参数要大些，但加工电流的增大受到电极丝截面的限制，过大的电流将引起断丝；加工大厚度

33、工件时，为了顺利排屑和有利于工作液进入加工区，宜选用较高的脉冲电压、较大的脉宽和电流峰值，以增大放电间隙。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 2电极丝选择 丝电极应具有良好的导电性和抗电蚀性，抗拉强度高，材质均匀。高速走丝机床的电极丝主要有钼丝、钨丝和钨钼丝。常用的钼丝规格为010018mm，当需要切割较小的圆弧或缝槽时也用0.06mm的钼丝。钨丝的优点是耐腐蚀、抗拉强度高，缺点是脆而不耐弯曲，且价格昂贵，仅在特殊情况下使用。低速走丝线切割机床一般使用黄铜丝作电极丝，用一次就弃掉，因此不必用高强度的钼丝。 丝电极直径的选择应根据切缝宽窄、工

34、件厚度和拐角尺寸大小来选择。若加工带尖角、窄缝的小型零件宜选用较细的电极丝；若加工大厚度的工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 3工作液的选用 工作液对切割速度、表面粗糙度、加工精度等都有较大影响。电火花线切割加工所使用的工作液主要有乳化液和去离子水，在慢速走丝切割机床上大多采用去离子水（纯水），只有在特殊情况下才采用绝缘性能较好的煤油；高速走丝时常用专用乳化液。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 4工件装夹方式 工件装夹方式主要有悬臂支撑式、两端支撑式

35、、桥式支撑式、复式支撑式等，各种装夹方式的特点及应用如表3-2所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工五、线切割加工的步骤五、线切割加工的步骤线切割加工前需准备好工件毛坯（切割型腔零件时，毛坯上应预先打好穿丝孔）、压板、夹具等装夹工具，然后按以下步骤操作：（1）启动机床电源进入系统，编制加工程序；（2）检查系统各部分是否正常，包括高额电压、水泵、丝筒等的运行情况；（3）进行储丝筒上丝、穿丝和电极丝找正操作；（4）装夹工件，根据工件厚度调整Z轴至适当位置并

36、锁紧；（5）移动X、Y轴坐标确立切割起始位置；（6）开启工作液泵，调节喷嘴流量；（7）运行加工程序开始加工，调整加工参数；（8）监控运行状态，如发现工作液循环系统堵塞时应及时疏通，及时清理电蚀产物，但在整个切割过程中，均不宜变动进给控制按钮；（9）每段程序切割完毕后，一般都应检查纵、横拖板的手轮刻度是否与指令规定的坐标相符，以确保高精度零件加工的顺利进行，如出现差错，应及时处理，避免零件报废。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工3.5 数控电火花线切割加工编程数控电火花线切割加工编程 一、常用格式程序编写方法一、常用格式程序编写方法 1常用格

37、式程序 数控线切割加工的编程有符合国际标准的ISO格式和3B、4B、R3B代码格式，目前较常用的是3B代码格式、4B代码格式和R3B代码格式。 （1）3B代码格式程序 3B程序格式是我国电火花线切割机床的一种常用编程格式，其程序格式为： BX BY BJ GZ 各符号含义如表3-3所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 （2）4B代码格式程序 4B格式是在3B基础上发展起来的，它带有间隙自动补偿功能，其程序格式为： BX BY BJ BR G（D或DD

38、）Z 各符号含义如表3-4所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 （3）R3B代码格式程序 程序格式如下： IR BX BY BJ G Z 各符号含义如表3-5所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 2. 程序编写方法 程序编号首先要确定坐标系与坐标值，要确定计数方向和计数长度，再确定加工指令及各种补偿处理等，

39、具体规则如下。 （1）坐标系与坐标值的确定 平面坐标系是这样规定的：面对机床操作台，工作台平面为坐标系平面，左右方向为X轴，并且右方向为正即十X；前后方向为Y轴，前方向为正即十Y。编程时，采用相对坐标系即坐标系的原点随程序段的不同而变化。加工直线时，以该直线的起点为坐标系的原点，X、Y取该直线终点的坐标值；加工圆弧时，以该圆弧的圆心为坐标系的原点，X、Y取该圆弧起点的坐标值，单位为m，坐标值的负号不写。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 （2）计数方向G的确定 不论是加工直线，还是加工圆弧，其计数方向均按照终点的位置来确定。加工直线时，终点

40、靠近何轴，则计数方向取该轴。加工与坐标轴成45度角的线段时，计数方向取X轴、Y轴均可，记作GX或GY，如图3-17a所示。加工圆弧时，终点靠近何轴，则计数方向取另一轴。加工圆弧的终点与坐标轴成45度角时，计数方向取X轴、Y轴均可，记作GX或GY，如图3-17b所示。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 （3）计数长度J的确定 计数长度是在计数方向基础上确定的。计数长度是被加工的直线或圆弧在计数方向坐标轴上投影的绝对值的总和，也就是在X轴或Y轴上投影长度的总

41、和，其单位m。 图3-18是加工直线时计数长度的确定。图中加工直线OA时，计数方向为X轴，计数长度为OB，数值等于A点的X坐标值。加工直线OC时，计数方向为Y轴，计数长度为OD，数值等于 C点的X坐标值。图3-19是加工圆弧时计数长度的确定。图中加工半径为350的圆弧EF时，计数方向为X轴，计数长度为3503=1050，即是圆弧EF中三段90圆弧在X轴上投影的绝对值的总和。 数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工（4）加工指令Z的确定 加工直线有4种加工指令

42、。加工圆弧时，顺时针加工有4种加工指令，逆时针加工有4种加工指令。共12种加工指令，具体规定如下。加工直线的 4种加工指令：L1、L2、L3、L4。当直线在第一象限时，包括 X轴而不包括Y轴，加工指令记作L1；当直线处于第二象限时，包括Y轴而不包括X轴，加工指令记作L2；加工指令L3和L4依次类推。具体如图3-20a所示。顺时针加工圆弧有 4种加工指令：SR1、SR2、SR3、SR4。当圆弧的起点在第一象限时，包括Y轴而不包括X轴，加工指令记作SR1；当起点在第二象限时，包括X轴而不包括Y轴，加工指令记作SR2；加工指令SR3、SR4依次类推。具体如图3-20b所示。逆时针加工圆弧有 4种加工

43、指令：NR1、NR1、NR3、NR4。当圆弧的起点在第象一限时，包括X轴而不包括Y轴，加工指令记作NR1；当圆弧起点在第二象限，包括Y轴而不包括X轴时，加工指令记作NR2；加工指令NR3、NR4依次类推。具体如图3-20c所示.数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工二、编程的一般过程二、编程的一般过程 1工艺分析 根据相应的装夹情况和切割方向，确定相应的计算机坐标系；偏移量和坐标值计算； 2编制程序 根据电极线中心轨迹各交点坐标值及各线段的加工顺序，逐段编制

44、程序； 3程序校验 编好的程序需校验后方可用于加工。常见的程序校验方法有画图校验和空运行等。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工三、数控线切割加工编程实例三、数控线切割加工编程实例1加工简单凸模和凹模的程序编制（1）分析图样冲件图样如图3-21所示，对图样首先应看清其形状、尺寸精度和表面粗糙度等内容。冲制该工件实际是一冲压的落料工序，工件材料为Q235钢，厚度为2mm，据此查手册，其单边冲模间隙应取5工件厚度，故配=0.lmm。该冲模为落料模，故冲模间隙应在凸模上扣除，其四模孔形尺寸应等于工件尺寸。故实际切割出来的冲头，每边尺寸均应减小 0.

45、lmm。（2）编程现大部分线切割机床都具有间隙补偿功能，所以编程时可直接按工件图样的尺寸编程，然后利用控制器的间隙补偿功能，分别加工凸模和凹模。因凸模和凹模的开始切割点不同，凸模起割点穿丝孔应取在图形外边，而凹模起割点穿丝孔应设在图形的中间。目前绝大部分线切割机床，当使用间隙补偿功能时，均需在尖角处加过渡圆，否则无法使用间隙补偿功能。过渡圆半径应大于r丝+电，此处取过渡圆半径为0.lmm，故该工件编程所用的图形实际如图3-22所示。根据该图编出3B程序如表3-6所示，该表中略去了切入和切出两条程序，其切割顺序为1234561。 数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源

46、-数控电火花线切割加工三、数控线切割加工编程实例三、数控线切割加工编程实例15R5102图3-21 冲件图数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工三、数控线切割加工编程实例三、数控线切割加工编程实例数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工（3）输入和校验程序 程序条数比较少时，往往用手工按键输入控制器中。对于微机控制器，可以把全部程序一次输入，然后再逐条显示出来与程序单校对。在微机控制器中显示的是十进制数据，校对起来很直观，若发现错误，修改也很方便。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（

47、第二版）教学资源-数控电火花线切割加工（4）试切样件 为了用实物校验所编图形的程序是否正确，尺寸是否符合要求，往往需用一块薄钢板来试切一个样件。切出样件经检查后，若图形或尺寸不对，首先应再检查一下控制器中的程序是否输入正确，然后再检查编程是否有错误，直至切割出的样件形状和尺寸均合乎要求，才能正式切割模具。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工2. 加工如图3-23所示燕尾槽零件时4B格式程序的编制。图图3-23 燕尾槽零件燕尾槽零件数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工 程序如下： 进刀 B B

48、 B5000 B5000 GY D L2; （a） B B B7500 B4246 GX D L1; （b） B9 B15 B15000 GY L3; （c） B B B28000 B7927 GX DD L1; （d） B9 B15 B15000 GY L4; （e） B B B15000 B5023 GX D L1; （f） B4000 B20000 B20000 B10000 GY D L3; （g） B B B32000 B19517 GX D L3; （h） B4 B20 B20000 B10000 GY D L2; （I） B B B7500 B6149 GX D L1; （j）

49、DD。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工四、自动编程四、自动编程 当零件的形状比较复杂或具有非圆曲线时，人工编程的工作量大，容易出错，甚至无法实现。计算机自动编程软件的出现解决了这一问题。这类软件简化了编程工作，提高了工作效率。自动编程软件的种类较多，具有代表性的线切割计算机辅助制造软件“CAXA线切割V2自动编程系统”是专门针对线切割设计和加工人员的需要开发的实用计算机辅助制造软件，它易学易用，通过软件可自动生成数控程序。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工1. CAXA线切割V2的特点

50、 （1）中文全程在线帮助和快捷提示帮助； （2）方便快捷的交互式和直观灵活的拖画设计； （3）与比例无关的图形生成和智能化的工程标注； （4）动态导航功能和剖面线绘制； （5）明细表与零件序号联动，参量国标图库种类齐全； （6）采用国际设计和通用的数据接口。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工2. CAD/CAM功能 （1）智能图形绘制和编辑功能； （2）种类齐全的参量化设计和图纸管理系统； （3）支持实物扫描输入和丰富的数据接口； （4）局部参数化设计及全面开放的平台功能。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-

51、数控电火花线切割加工3CAXA线切割V2的编程过程 （1）在CAD建立模型的基础上绘出其工艺路径； （2）通过编程软件自动生成数控程序； （3）通过网络通信或手动键盘输入方式将数控程序传送到数控机床。 。数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工4CAXA线切割V2编程实例 今欲切割如图3-24所示的某蝶形工件，材料为45钢，经淬火处理，毛坯材料大小为40mm16mm，如图中虚线所示。采用北航海尔开发的CAXA线切割软件实现自动编程，图形已使用AutoCAD绘制好，保存文件名为X5.DWG数控特种加工技术数控特种加工技术数控特种加工技术（第二版）教学资源-数控电火花线切割加工4CAXA线切割V2编程实例 根据图形特点，采用快走丝线切割一次切割成形，选用0.12mm的钼丝作电极丝，单边放电间隙为0.02mm，偏移量为0.08mm。加工坐标原点X设置在图形的对称中心线上，Y设置在毛坯的下侧边。使用CAXA线切割V2进行程序编制过程如下： (1)单击主菜单：文件数据接口DWGDXF文件读入，在弹出的选择窗口选择正确的路径，并选择文件名X5.DWG，单击打开，系统将会读入该DWG文件的图形，显示如图3-24所示的图形。 （2）单击主