第三章 电火花线切割

1、第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工23.1 电火花线切割加工的原理、特点及应用电火花线切割加工的原理、特点及应用 1、基本原理：、基本原理：利用移动的细金属导线（钼丝或铜丝）利用移动的细金属导线（钼丝或铜丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。 32、电火花加工与电火花线切割加工的比较、电火花加工与电火花线切割加工的比较（1）共同特点）共同特点1）二者的加工原理相同，）二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的

2、硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。2）二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律）二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。可以加工硬质合金等一切导电材料。4A、从加工原理来看，、从加工原理来看，电火花加工是将电极形状电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。在实际中可以加工通复制到工件上的一种工艺方法。在实际中可以加工通孔（穿孔加工）和盲孔（成型加工）（孔（穿孔加工）和盲孔（成型加工）（如图所示如图所示）。）。 线切割加工是利用移动的细金属导线（铜丝或钼线切割加工是利用移动的细金属导

3、线（铜丝或钼丝）做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的丝）做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种工艺方法，如一种工艺方法，如图图2 所示。所示。（2）不同特点）不同特点5B、从产品形状角度看，、从产品形状角度看，电火花加工必须先用数控加工电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状相似的电极；线切割加工中产品等方法加工出与产品形状相似的电极；线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动而合成的，只的形状是通过工作台按给定的控制程序移动而合成的，只对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。C、从电极角度看，、从电极角度看，电火花加工必须

4、制作成型用的电极电火花加工必须制作成型用的电极(一般用铜、石墨等材料制作而成一般用铜、石墨等材料制作而成)；线切割加工用移动的细；线切割加工用移动的细金属导线金属导线(铜丝或钼丝铜丝或钼丝)做电极。做电极。D、从电极损耗角度看，、从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对静止，电火花加工中电极相对静止，易损耗，故通常采用多个电极加工；而线切割加工中由于易损耗，故通常采用多个电极加工；而线切割加工中由于电极丝连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀电极丝连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的加工区受到损耗的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的

5、影响。影响。 6E、从应用角度看、从应用角度看 电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适宜加电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等花纹等(如如图图所示所示)； 线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件(如如图图所所示示)。7F、其他区别、其他区别1) 1) 正极性，脉宽小正极性，脉宽小：由于电极工具是直径较小的：由于电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工细丝，故脉冲

6、宽度、平均电流等不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工，工件常接脉冲电源正极。工，工件常接脉冲电源正极。2) 2) 采用水或水基工作液采用水或水基工作液 不会引燃起火，容易不会引燃起火，容易实现安全无人运转，但由于工作液的电阻率远比实现安全无人运转，但由于工作液的电阻率远比煤油小，因而在开路状态下，仍有明显的电解电煤油小，因而在开路状态下，仍有明显的电解电流。流。3) 3) 一般没有稳定电弧放电状态一般没有稳定电弧放电状态。4) 4) 电极与工件之间存在着电极与工件之间存在着“疏松接触疏松接触”式轻压放式轻压放电现象。电现象。83、

7、电火花线切割加工的应用、电火花线切割加工的应用（1）加工模具）加工模具适用于各种形状的冲模。此外，还适用于各种形状的冲模。此外，还可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等通常带锥可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等通常带锥度的模具。度的模具。 9（2）加工电火花成形加工用的电极。）加工电火花成形加工用的电极。穿孔加工用的电极以及带锥度型腔加工用的电极穿孔加工用的电极以及带锥度型腔加工用的电极加工微细复杂形状的电极。加工微细复杂形状的电极。 10（3）加工零件。）加工零件。n难机加工材料（材料、工艺）难机加工材料（材料、工艺）n试制新产品试制新产品n贵金属的切割贵金属的切割113.2 线

8、切割加工设备线切割加工设备 1、分类、分类 （1）高速走丝电火花线切割机床（）高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS）。）。 电电极丝作高速往复运动，速度为极丝作高速往复运动，速度为810ms12（2）低速走丝电火花线切割机床（）低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS）。）。电电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2ms。 132、线切割加工机床的组成、线切割加工机床的组成加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。作液循环系统和机床附件等几部分组成。 14线切割机床

9、的结构线切割机床的结构一、机床本体一、机床本体床身（单立柱悬臂式床身（单立柱悬臂式 ；双立柱龙门式双立柱龙门式 ）坐标工作台坐标工作台走丝机构走丝机构锥度加工装置锥度加工装置二、脉冲电源二、脉冲电源三、工作液循环系统三、工作液循环系统图3-2往复高速走丝线切割加工设备组成1贮丝筒2走丝溜板3丝架4上滑板5下滑板6床身7电源、控制柜15（1） 机床本体机床本体 床身：床身：一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和固定基础，应有足够的强度和刚性。承和固定基础，应有足够的强度和刚性。 坐标工作台：坐标工作台：通过坐标工作台与通过坐标工作台与电极丝的

10、相对运动来完成对零件电极丝的相对运动来完成对零件的加工。一般采用的加工。一般采用“十十” 字滑字滑板、滚动导轨和丝杆传动副将电板、滚动导轨和丝杆传动副将电极的旋转运动转变为工作台的直极的旋转运动转变为工作台的直线运动，通过两个坐标方向各自线运动，通过两个坐标方向各自的进给移动，可合成获得各种平的进给移动，可合成获得各种平面图形曲线滚迹。面图形曲线滚迹。16走丝机构：走丝机构：使电极丝以一定的速度运动并保持一定的使电极丝以一定的速度运动并保持一定的张力。张力。 高速走丝机床高速走丝机床的电的电极丝卷绕在贮丝筒极丝卷绕在贮丝筒上，贮丝筒通过联上，贮丝筒通过联轴节与电极相连，轴节与电极相连，电机可作

11、正反向交电机可作正反向交替运转，以实现电替运转，以实现电极丝的重复使用。极丝的重复使用。17 低速走速机床低速走速机床设有新丝放丝卷筒和废丝卷筒，电极丝只设有新丝放丝卷筒和废丝卷筒，电极丝只作单向运动。作单向运动。18快慢走丝线切割机床加工快慢走丝线切割机床加工工艺水平比较工艺水平比较快走丝线切割机快走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机切割速度切割速度（mmmm2 2/min)/min)20201601602020240240加工精度加工精度/mm/mm0.020.020.0050.0050.0050.0050.0020.002表面粗糙度表面粗糙度/m/m1.61.63.23.20.10.

12、11.61.6重复定位精度重复定位精度/mm/mm0.010.010.0020.002最大切割厚度最大切割厚度/mm/mm钢钢500500，铜，铜610610400400最小切割宽度最小切割宽度/mm/mm0.040.040.090.090.00450.00450.0140.01419n 锥度切割装置：锥度切割装置：切割有落料角的冲模和有斜度的内外切割有落料角的冲模和有斜度的内外表面。表面。 导轮偏移式丝架：导轮偏移式丝架：用于高速走丝线切割机床切割锥度。用于高速走丝线切割机床切割锥度。此法锥度不易过大，否则丝线易拉断，导轮易磨损，此法锥度不易过大，否则丝线易拉断，导轮易磨损，工件上有一定圆角

13、。工件上有一定圆角。图3-5 偏移式丝架实现锥度加工的方法 20 双坐标联动装置：双坐标联动装置：在电极丝有恒张力控制的高速走丝和在电极丝有恒张力控制的高速走丝和低速走丝线切割机床上广泛采用此类装置。低速走丝线切割机床上广泛采用此类装置。 它主要依靠上导向器作纵横它主要依靠上导向器作纵横两轴两轴(称称u、v轴轴)驱动，与工驱动，与工作台的作台的x、y轴在一起构成四轴在一起构成四数控轴同时控制。数控轴同时控制。 这种方式的自由度很大，最这种方式的自由度很大，最大倾斜角一般为大倾斜角一般为5，有，有时甚至时甚至可达到可达到30 50 。 导轮摆动式丝架：导轮摆动式丝架：此法加工锥度不影响导轮磨损。

14、此法加工锥度不影响导轮磨损。21二、线切割加工用的脉冲电源二、线切割加工用的脉冲电源 与电火花加工电源原理上相同，不过受到与电火花加工电源原理上相同，不过受到表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工电源的脉宽较窄，单个脉冲能量、平切割加工电源的脉宽较窄，单个脉冲能量、平均电流一般较小。均电流一般较小。 晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源 高频分组脉冲电源高频分组脉冲电源 节能型脉冲电源节能型脉冲电源 低速走丝线切割加工的脉冲电源低速走丝线切割加工的脉冲电源221.晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源控制功率管控制功率管VT的基极以形成脉

15、冲的基极以形成脉冲图3-6晶体管矩形波脉冲电压、电流波形及其脉冲电源232.高频分组脉冲电源高频分组脉冲电源解决切割速度与粗糙度的矛盾解决切割速度与粗糙度的矛盾图3-7高频分组脉冲电压波形24高频分组脉冲电源原理图高频分组脉冲电源原理图图3-8高频分组脉冲电源的电路原理框图253.节能型脉冲电源节能型脉冲电源 利用电感代替电阻，避免发热利用电感代替电阻，避免发热 电感中剩余电能反输给电源电感中剩余电能反输给电源图3-9线切割节能型脉冲电源主回路和波形图a)主回路图b)电压电流波形图264.4.低速走丝线切割加工的脉冲电源低速走丝线切割加工的脉冲电源特殊性：特殊性： 丝速较低，电蚀产物的排屑效果

16、不佳；丝速较低，电蚀产物的排屑效果不佳； 昂贵的设备，采用镀锌的黄铜丝作为电极。昂贵的设备，采用镀锌的黄铜丝作为电极。特点：特点： 峰值电流大（峰值电流大（100500A） 脉宽极短（脉宽极短（0.11s)脉冲电源脉冲电源 R-C脉冲电源脉冲电源 晶体管脉冲电源晶体管脉冲电源27工作液循环系统工作液循环系统u工作液循环系统工作液循环系统 连续充分供给清洁的工作液，以保证脉冲放电过程稳连续充分供给清洁的工作液，以保证脉冲放电过程稳定而顺利地进行。定而顺利地进行。u工作液的作用工作液的作用 加工介质加工介质 冷却作用冷却作用 排除电蚀产物排除电蚀产物28工作液循环系统工作液循环系统u快走丝线切割机

17、床的工作液循环快走丝线切割机床的工作液循环系统系统 工作液：种类繁多的专用乳化液工作液：种类繁多的专用乳化液 工作液循环与过滤装置主要包括：工工作液循环与过滤装置主要包括：工作液箱、工作液泵、流量控制阀、进作液箱、工作液泵、流量控制阀、进液管、回液管、过滤网罩等。液管、回液管、过滤网罩等。u慢走丝线切割机床的工作液循环慢走丝线切割机床的工作液循环系统系统 工作液：去离子水，精加工时用煤油工作液：去离子水，精加工时用煤油 工作液循环系统：去离子水系统工作液循环系统：去离子水系统图图 去离子系统去离子系统 滤芯滤芯 过滤筒过滤筒 洁水箱洁水箱污水箱污水箱293.3 线切割加工的控制系统和编程技术线

18、切割加工的控制系统和编程技术 一、控制系统的主要作用一、控制系统的主要作用 （1）按加工要求自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹；）按加工要求自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹； （2）自动控制伺服进给速度，保证恒定的放电间隙，防止）自动控制伺服进给速度，保证恒定的放电间隙，防止开路和短路来实现对工件的形状和尺寸加工。开路和短路来实现对工件的形状和尺寸加工。 二、控制系统的具体功能二、控制系统的具体功能 （1）轨迹控制）轨迹控制即精确控制电极丝相对于工件的运即精确控制电极丝相对于工件的运动轨迹，以获得所需的形状和尺寸。动轨迹，以获得所需的形状和尺寸。 （2）加工控制）加工控制主要包括对伺服进给速

19、度、电源装主要包括对伺服进给速度、电源装置、走丝机构、工作液系统以及其它的机床操作控制。置、走丝机构、工作液系统以及其它的机床操作控制。30 三、数控电火花线切割的控制原理三、数控电火花线切割的控制原理 把图样上工件的形状和尺寸编制成程序指令，通过键把图样上工件的形状和尺寸编制成程序指令，通过键盘（或使用穿孔纸带或磁带）输给电子计算机，计算机根盘（或使用穿孔纸带或磁带）输给电子计算机，计算机根据输入指令控制驱动电动机，由驱动电机带动精密丝杆，据输入指令控制驱动电动机，由驱动电机带动精密丝杆，使工件相对于电极丝作轨迹运动。使工件相对于电极丝作轨迹运动。31偏差判断进给偏差计算终点判断1、轨迹控制

20、、轨迹控制 常见的工程图形都可以分解常见的工程图形都可以分解为为直线直线和和圆弧圆弧或或及其组合及其组合。用数。用数字控制技术来控制直线和圆弧轨字控制技术来控制直线和圆弧轨迹的方法，有逐点比较法、数字迹的方法，有逐点比较法、数字积分法、矢量判别法和最小偏差积分法、矢量判别法和最小偏差法等等。法等等。32 0 xyB直线直线偏差判断进给偏差计算终点判断33oxy曲线曲线 偏差判断进给偏差计算终点判断342. 加工控制功能加工控制功能(1)进给速度控制进给速度控制 根据加工轨迹自动调整伺服进给速度，保持某一平均放根据加工轨迹自动调整伺服进给速度，保持某一平均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工

21、精度。电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精度。(2) 短路回退短路回退 记忆路线，原路回退。记忆路线，原路回退。(3) 间隙补偿间隙补偿 人工编程补偿。人工编程补偿。 自动补偿自动补偿(4) 图形的缩放、旋转和平移图形的缩放、旋转和平移 图形的切割图形的切割 旋转功能：齿轮、电动机定转子等类零件的编程大大简旋转功能：齿轮、电动机定转子等类零件的编程大大简化，只要编一个齿形的程序，就可切割出整个齿轮；化，只要编一个齿形的程序，就可切割出整个齿轮； 平移功能：跳步模具的编程。平移功能：跳步模具的编程。35(5) 适应控制适应控制 在工件厚度有变化的场合，能自动改变预置进给速度在工件厚度有变化的

22、场合，能自动改变预置进给速度或电参数或电参数(包括加工电流、脉冲宽度、间隔包括加工电流、脉冲宽度、间隔)，不用人，不用人工调节就能自动进行高效率，高精度的稳定加工。工调节就能自动进行高效率，高精度的稳定加工。(6) 自动找中心自动找中心 使孔中的电极丝自动找正后停止在孔中心处。使孔中的电极丝自动找正后停止在孔中心处。(7) 信息显示信息显示 可动态显示程序号、计数长度等轨迹参数，较完善地可动态显示程序号、计数长度等轨迹参数，较完善地采用计算机采用计算机CRT屏幕显示，还可以显示电规准参数和屏幕显示，还可以显示电规准参数和切割轨迹图形以及加工时间、耗电量等。切割轨迹图形以及加工时间、耗电量等。2

23、.加工控制功能加工控制功能36 目前线切割机床都有计算机自动编程功能，即可以将目前线切割机床都有计算机自动编程功能，即可以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。线切割程序与其它数控机床的程序相比，有如下特点：线切割程序与其它数控机床的程序相比，有如下特点： 二、电火花线切割编程要点二、电火花线切割编程要点 （1）线切割程序普遍较短，很容易读懂。）线切割程序普遍较短，很容易读懂。（2）国内线切割程序常用格式有）国内线切割程序常用格式有3B（个别扩充为（个别扩充为4B或或5B）格式和）格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍采用格式。其中慢走

24、丝机床普遍采用ISO格式，格式，快走丝机床大部分采用快走丝机床大部分采用3B格式，格式，其发展趋势是采用其发展趋势是采用ISO格格式。式。 37 1、线切割、线切割3B代码程序格式代码程序格式线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的们的3B程序指令格式为：程序指令格式为：B x B y B J G Z。 注：注： B分隔符，它的作用是将分隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；数码区分开来；X、Y切割的起点或终点坐标值（切割的起点或终点坐标值（绝对值绝对值）；）； J加工线段的计数长度（切割长度在加工线段的计数长度（切割长度在x或或y轴上的轴上

25、的投投影长度影长度）；）； G加工线段的加工线段的计数方向计数方向； Z加工指令，分为加工指令，分为直线直线L和和圆弧圆弧R两大类两大类。 B X B Y B J G Z 分隔符 X 坐标值 分隔符 Y 坐标值 分隔符 计数长度 计数方向 加工指令 38 （1） x，y值的确定值的确定 A、以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，、以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示表示直线终点的坐标绝对值直线终点的坐标绝对值，单位为，单位为m。 B、在直线、在直线3B代码中，代码中，x，y值主要是确定该直线的值主要是确定该直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大斜率，所以可将

26、直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为公约数作为x，y的值，以简化数值。的值，以简化数值。C、若直线与、若直线与X或或Y轴重合，为区别一般直线，轴重合，为区别一般直线，x，y均可写作均可写作0也可以不写。也可以不写。2、 直线的直线的3B代码编程代码编程39（2）计数方向）计数方向G的确定的确定G用来确定加工时的计数方向，分用来确定加工时的计数方向，分Gx和和Gy。直线编程的。直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，建立直角坐标系，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计数

27、方向。计数方向。具体确定方法为：具体确定方法为： 若终点坐标为（若终点坐标为（xe，ye），令），令x=|xe|，y=|ye|，若，若yx，则，则G=Gy （如图如图b所示所示）；）； 若若y=x，则在一、三象限取，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取，在二、四象限取G=Gx。（如图如图c所示所示） 由上可见，计数方向的确定以由上可见，计数方向的确定以45线为界，取与终点处线为界，取与终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图c。41 （3）计数长度）计数长度J的确定的确定 J为计数长度，以为计数长度，以m为单位。为单位。J的取值方法为：由的取值

28、方法为：由计数方向计数方向G确定投影方向，若确定投影方向，若G=Gx，则将直线向，则将直线向X轴轴投投影得到长度的绝对值影得到长度的绝对值即为即为J的值；若的值；若G=Gy，则将直线向，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为轴投影得到长度的绝对值即为J的值。的值。（4）加工指令）加工指令Z的确定的确定 加工指令加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、L2、L3、L4，其中与，其中与+X轴重合的直线算作轴重合的直线算作L1，与，与-X轴重合的直线算作轴重合的直线算作L3，与，与+Y轴重合的直线算作轴重合的直线算作L2，与，与-Y轴重合的直线算作轴重合的

29、直线算作L4，具体可参考图，具体可参考图a、b。XYYXL1L3L4L2L2L1L3L4(a)(b)42上图上图 a 的的3B代码代码直线 B X B Y B J G Z CA B 1 B 1 B 100000 Gy L3 AC B 1 B 1 B 100000 Gy L1 BA B 0 B 0 B 100000 Gx L3 AB100100C(a)ACXY(b)YAC(c)XYXAB(d)43 （1）x，y值的确定值的确定以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示表示圆弧起点坐标的绝对值圆弧起点坐标的绝对值，单位为，单位为m。(a)B(40

30、 , 30)J3J2J1YXA(30 , 40)由于yxGGy由于yxGGxA(30 , 40)(40 , 30)J3BXX(b)(c)GyGyGxGxYYJ2J1 图图a中，中，x=30000，y=40000；图；图b中，中，x=40000，y=30000。 2、 圆弧的圆弧的3B代码编代码编程程44 G用来确定加工时的计数方向，分用来确定加工时的计数方向，分Gx和和Gy。 圆弧编程的计数方向的选取方法是：圆弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。向。（2）计数方向）计数方向G的

31、确定的确定(a)B(40 , 30)J3J2J1YXA(30 , 40)由于yxGGy由于yxGGxA(30 , 40)(40 , 30)J3BXX(b)(c)GyGyGxGxYYJ2J145具体确定方法为：若圆弧终点坐标为（具体确定方法为：若圆弧终点坐标为（xe，ye），令），令x=|xe|，y=|ye|，若，若yx，则，则G=Gx （图（图 b）；若；若y=x，则，则Gx、Gy均可。均可。由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反大小决定，其确定方法与直线刚好相反（图（图c）。 （2）计数方向）计数方向G的确定

32、的确定(a)B(40 , 30)J3J2J1YXA(30 , 40)由于yxGGy由于yxGGxA(30 , 40)(40 , 30)J3BXX(b)(c)GyGyGxGxYYJ2J146 圆弧编程中圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向的取值方法为：由计数方向G确定投确定投影方向，若影方向，若G=Gx，则将圆弧向，则将圆弧向X轴投影；若轴投影；若G=Gy，则，则将圆弧向将圆弧向Y轴投影。轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值为各个象限圆弧投影长度绝对值的和。值的和。如在如在图图a、b中，中，J1、J2、J3大小分别如图中所大小分别如图中所示，示，J=|J1|+|J2|+|J3|。 （4）加工

33、指令）加工指令Z的确定的确定加工指令加工指令Z按照第一步进入的象限可分为按照第一步进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆和逆圆N，于是共，于是共有有8种指令：种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考图，具体可参考图a、b。 （3）计数长度）计数长度J的确定的确定(a)B(40 , 30)J3J2J1YXA(30 , 40)由于yxGGy由于yxGGxA(30 , 40)(40 , 30)J3BXX(b)(c)GyGyGxGxYYJ2J1XYYXSR4SR1SR2SR3NR2NR3NR4NR1(a)

34、(b)473B编程要点编程要点X YJGZ直线直线 终点相对于起点终点相对于起点 线段在计数方向上的投线段在计数方向上的投影影GXGYL1 L2 L3 L4圆弧圆弧 起点相对于圆心起点相对于圆心 各圆弧段在计数方向上各圆弧段在计数方向上投影绝对值之和投影绝对值之和GXGYSR1SR2SR3SR4NR1NR2NR3NR4B X B Y B J G Z 分隔符 X 坐标值 分隔符 Y 坐标值 分隔符 计数长度 计数方向 加工指令 3B程序指令格式：程序指令格式：BxByBJGZ 48例1：请写出下图所示轨迹的3B程序。编程图形XJ1J4J3J2YY(a)A(30 , 40)B(40 , 30)J3

35、J4B(40 , 30)X(b)J2J1A(30 , 40)解：图a中起点为A，终点为B。故其3B程序为：B30000B40000B130000Gy NR1J=J1+J2+J3+J4 =10000+50000+50000+20000 =13000049编程图形XJ1J4J3J2YY(a)A(30 , 40)B(40 , 30)J3J4B(40 , 30)X(b)J2J1A(30 , 40)解：图b中起点为B，终点为Z。故其3B程序为：B40000B30000B170000Gx SR4J=J1+J2+J3+J4 =40000+50000+50000+30000 =17000050例例2：用：用3

36、B代码编制加工代码编制加工图图3-15所示的线切割加工程序所示的线切割加工程序（不考虑切入路线），加工方（不考虑切入路线），加工方向沿向沿ABCDA进行。进行。图图3-15 切割图形切割图形 解：解： （1）直线）直线AB：BBB40000GxL1（2）斜线）斜线BC：B1B9B90000GyL1（3）圆弧）圆弧CD：B30000B40000B60000GxNR1（4）斜线）斜线DA：B1B9B90000GyL451例例3：用：用3B代码编制加工图代码编制加工图a所示的线切割加工程序。所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm，单边放电，单

37、边放电间隙为间隙为0.01 mm，图中，图中A点为穿丝孔，加工方向沿点为穿丝孔，加工方向沿ABCDEFGHA进行。进行。线切割切割图形线切割切割图形 GFEDCBHA80340R20(a) 零件图(b) 钼丝轨迹图GFHBACDE52解：（1）分析。现用线切割加工凸模状的零件图，实际加工中由于钼丝半径和放电间隙的影响，钼丝中心运行的轨迹形状如图 b中虚线所示，即加工轨迹与零件图相差一个补偿量，补偿量的大小为在加工中需要注意的是EF圆弧的编程，圆弧EF（图a所示）与圆弧EF（图b所示）有较多不同点，它们的特点比较如下表所示。圆弧EF和EF特点比较表53（2）计算并编制圆弧EF的3B代码。在图 b

38、中，最难编制的是圆弧EF，其具体计算过程如下：以圆弧EF的圆心为坐标原点，建立直角坐标系，则E点的坐标为： mm1 . 0YEmmXE9 .191 . 0) 1 . 020(22 根据对称原理可得F的坐标为(-19.900，0.1)。 根据上述计算可知圆弧EF的终点坐标的Y的绝对值小，所以计数方向为Y。 圆弧EF在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影得到长度的绝对值分别为0.1 mm、19.9 mm、19.9 mm、0.1 mm，故J=40000。 54圆弧EF首先在第一象限顺时针切割，故加工指令为SR1。由上可知，圆弧EF的3B代码为E F B 19900 B 100 B 40000 G Y

39、SR 1 （3）经过上述分析计算，可得轨迹形状的3B程序，如下表所示。 55切割轨迹3B程序563.4 切割加工的主要工艺指标及其影响因素切割加工的主要工艺指标及其影响因素 3.4.1 线切割加工的主要工艺指标线切割加工的主要工艺指标 （2）表面粗糙度）表面粗糙度 与电火花加工表面粗糙度一样，我国和欧洲常用轮廓与电火花加工表面粗糙度一样，我国和欧洲常用轮廓算术平均偏差算术平均偏差Ra（m）来表示。）来表示。 （1）切割速度）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，单电极丝中心线在工件上

40、切过的面积总和称为切割速度，单位为位为mm2min。 57 （3）电极丝损耗量）电极丝损耗量 对高速走丝机床，用电极丝在切割对高速走丝机床，用电极丝在切割10000mm2面积后面积后电报丝直径的减少量来表示。切割电报丝直径的减少量来表示。切割10000mm2后，铜丝直后，铜丝直径减小不应大于径减小不应大于0.01mm。 （4）加工精度）加工精度 加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度（如直线度、平面度、圆度等）和位置精度（如平行度、（如直线度、平面度、圆度等）和位置精度（如平行度、垂直度、倾斜度等）的总称。垂直度、倾斜度等）的总称。 58图3-13

41、线切割表面黑白条纹及其切缝形状a)电极丝往复运动产生的黑白条纹b)电极丝入口和出口处的宽度c)电极丝不同走向处的剖面图1电极丝运动方向2微凹的黑色部分3微凸的白色部分线切割的黑白纹线切割的黑白纹形成原因：形成原因：电极丝换向造成出入口工作液供应和蚀除产物排除情况不同：电极丝换向造成出入口工作液供应和蚀除产物排除情况不同： 入口：工作液供应充分，冷却条件好，蚀除量大，产物排入口：工作液供应充分，冷却条件好，蚀除量大，产物排除差，碳沉积多形成黑纹除差，碳沉积多形成黑纹 出口：工作液少，蚀除量小，产物排除好，碳沉积少形成出口：工作液少，蚀除量小，产物排除好，碳沉积少形成白纹白纹593.4.2 影响线

42、切割加工工艺指标的主要因素影响线切割加工工艺指标的主要因素 （1）脉冲宽度。）脉冲宽度。脉冲宽度加大，加工速度提高，粗糙脉冲宽度加大，加工速度提高，粗糙度变差。度变差。 （2）脉冲间隔。）脉冲间隔。减小脉冲间隔，会提高脉冲频率，单减小脉冲间隔，会提高脉冲频率，单位时间内放电次数增多，平均电流增大，从而提高了切位时间内放电次数增多，平均电流增大，从而提高了切割速度。割速度。 （3）开路电压。）开路电压。开路电压提高，加工间隙增大，排屑容开路电压提高，加工间隙增大，排屑容易，切割速度和加工稳定性提高，但会造成电机丝振动，易，切割速度和加工稳定性提高，但会造成电机丝振动，加快丝损。加快丝损。1、电参

43、数的影响、电参数的影响 60（4）放电峰值电流。）放电峰值电流。放电峰值电流增大，单个脉冲能放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕迹增大，故切割速度迅速提高，量增多，工件放电痕迹增大，故切割速度迅速提高，表面粗糙度数值增大，电极丝损耗增大，甚至断丝，表面粗糙度数值增大，电极丝损耗增大，甚至断丝，加工精度有所下降。加工精度有所下降。（5）放电波形。）放电波形。电流波形的前沿上升比较缓慢时，电电流波形的前沿上升比较缓慢时，电极丝损耗较少。极丝损耗较少。（6）极性。）极性。线切割加工因脉宽较窄，所以都线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性用正极性加工，加工，否则切割速度变低且电极丝损耗增大。否

44、则切割速度变低且电极丝损耗增大。 61 综上所述，电参数对线切割电火花加工的工艺指综上所述，电参数对线切割电火花加工的工艺指标的影响有如下规律：标的影响有如下规律：p 加工速度随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲加工速度随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高，间隔的减小而提高，即加工速度随着加工平均电流的即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。实验证明，增大峰值电流对切割速度的增加而提高。实验证明，增大峰值电流对切割速度的影响比用增大脉宽的办法显著。影响比用增大脉宽的办法显著。p 加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大

45、及脉冲间隔的减小而增大，增大及脉冲间隔的减小而增大，不过脉冲间隔对表面不过脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。粗糙度影响较小。 621）电极丝及其移动速度对工艺指标的影响）电极丝及其移动速度对工艺指标的影响 材料：钼丝；铜丝材料：钼丝；铜丝 直径：切缝宽度，允许的峰值电流直径：切缝宽度，允许的峰值电流 速度：工作液进入，电蚀产物排除，丝损速度：工作液进入，电蚀产物排除，丝损 恒张力系统：减少丝振恒张力系统：减少丝振2）工件厚度及材料对工艺指标的影响）工件厚度及材料对工艺指标的影响 厚度：厚度： 薄板：排屑容易，选宽脉冲，窄脉间薄板：排屑容易，选宽脉冲，窄脉间 厚板：排屑不易，选窄脉冲，宽脉间厚板：排

46、屑不易，选窄脉冲，宽脉间2、非电参数的影响、非电参数的影响 632）工件厚度及材料对工艺指标的影响）工件厚度及材料对工艺指标的影响 材料：材料： 切割性能好（铝、铜、淬火钢），切割性能好（铝、铜、淬火钢）， 切割性能中（硬质合金）；切割性能中（硬质合金）； 切割性能差（不锈钢、磁钢、未淬火钢）切割性能差（不锈钢、磁钢、未淬火钢）3）预置进给速度对工艺指标的影响）预置进给速度对工艺指标的影响 预置进给速度太快：预置进给速度太快： 预置进给速度太慢：预置进给速度太慢：2、非电参数的影响、非电参数的影响 64四、合理选择电参数四、合理选择电参数1. 要求切割速度高时要求切割速度高时 空载电压高，短路

47、电流大，脉冲宽度大空载电压高，短路电流大，脉冲宽度大2. 要求表面粗糙度好时要求表面粗糙度好时 脉宽小、脉间适当、峰值电压低、峰值电流小脉宽小、脉间适当、峰值电压低、峰值电流小 分组脉冲分组脉冲3. 要求电极丝损耗小时要求电极丝损耗小时 脉冲电流波形前沿上升缓慢脉冲电流波形前沿上升缓慢4. 要求切割厚工件时要求切割厚工件时 矩形波、高电压、大电流、大脉宽、大脉间。矩形波、高电压、大电流、大脉宽、大脉间。65五、合理调整变频进给的方法五、合理调整变频进给的方法1. 用示波器观察和分析加工状态的方法用示波器观察和分析加工状态的方法2. 用电压表和电流表观察分析加工状态的方法用电压表和电流表观察分析

48、加工状态的方法3. 按加工电流和短路电流的比值按加工电流和短路电流的比值调节调节4. 计算出不同空载电压时不同的计算出不同空载电压时不同的值值661.1.用示波器观察和分析加工状态的方法用示波器观察和分析加工状态的方法1) 进给速度过高进给速度过高(过跟踪过跟踪)。2) 进给速度过低进给速度过低(欠跟踪欠跟踪)。3) 进给速度稍低进给速度稍低(欠佳跟踪欠佳跟踪)。4) 进给速度适宜进给速度适宜(正常跟踪正常跟踪)。图3-14加工时的几种波形a)过跟踪b)欠跟踪c)正常跟踪67表3-2根据进给状态调整变频的方法实频状态实频状态进给状态进给状态加工面状加工面状况况切割速度切割速度电极丝电极丝变频调

49、整变频调整过跟踪过跟踪慢而稳慢而稳焦褐色焦褐色低低略焦，老略焦，老化快化快应减慢进应减慢进给速度给速度欠跟踪欠跟踪忽慢忽快忽慢忽快不均匀不均匀不光洁不光洁易出深痕易出深痕低低易烧丝，易烧丝，丝上丝上有白斑伤有白斑伤痕痕应加快进应加快进给速度给速度欠佳跟踪欠佳跟踪慢而稳慢而稳略焦褐，略焦褐，有条纹有条纹较快较快焦色焦色应稍增加应稍增加进给速度进给速度最佳跟踪最佳跟踪很稳很稳发白，光发白，光洁洁最快最快发白，老发白，老化慢化慢不需再调不需再调整整682. 用电压表和电流表观察分析加工状态的方法用电压表和电流表观察分析加工状态的方法 电流、电压表指示针应平稳不动或仅左右轻微、缓电流、电压表指示针应平

50、稳不动或仅左右轻微、缓慢地摆动，而非急速来回并以较大幅度摆动，否则慢地摆动，而非急速来回并以较大幅度摆动，否则表示加工状态不稳定，难以保证加工精度和正常加表示加工状态不稳定，难以保证加工精度和正常加工速度，并且会引起断丝。工速度，并且会引起断丝。 电流表指针如果经常向下摇摆电流表指针如果经常向下摇摆(平均电流指示值减平均电流指示值减小小)，说明加工状态偏开路，进给欠跟踪，应将跟踪，说明加工状态偏开路，进给欠跟踪，应将跟踪速度调快；若经常向上摇摆速度调快；若经常向上摇摆(平均电流指示值增大平均电流指示值增大)，则说明加工状态偏短路，属于进给过跟踪状态，应则说明加工状态偏短路，属于进给过跟踪状态，应将跟踪速度调慢。将跟踪速度调慢。69按加工电流和短路电流的