数控电加工技术课件 模块三 电火花线切割加工基础知识

模块三电火花线切割加工基础知识一、电火花线切割加工的原理、特点与应用电火花线切割加工的原理电火花线切割的英文全称为WireElectricalDischargeMachining，简称WEDM，被切割的工件作为工件电极，电极丝作为工具电极。电火花线切割加工的工作原理示意一、电火花线切割加工的原理、特点与应用电火花线切割加工的原理电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间就可能产生一次火花放电，在放电通道中瞬时可达5000℃

以上高温，使工件局部金属熔化，至有少量金属气化，从而使电极和工件之间的工作液部分产生汽化，这些汽化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速膨胀，并具有爆炸特性。依靠这种热膨胀和局部微爆炸，抛出熔化和气化了的金属材料实现对工件材料的电蚀切割加工。一、电火花线切割加工的原理、特点与应用电火花线切割加工的特点01不需要单独制造电极02不需要考虑电极损耗03能加工精密细小、形状复杂的通孔零件04不能加工盲孔一、电火花线切割加工的原理、特点与应用电火花线切割加工的应用电火花线切割加工应用最广泛的是加工各类模具，如冲模、铝型材挤压模、塑料模具及粉末冶金模具等。电火花线切割加工可应用于加工二维直纹曲面零件（需配有数控回转工作台）。二维直纹曲面零件加工一、电火花线切割加工的原理、特点与应用电火花线切割加工的应用电火花线切割加工可应用于加工三维直纹曲面零件（需配有数控回转工作台）。电火花线切割加工可应用于各种导电材料和半导体材料，以及稀有、贵重金属的切断。三维直纹曲面零件加工二、电火花线切割加工的基本概念电火花线切割加工的常用术语工具电极电火花线切割加工用的工具是电火花放电时的电极之一，故称为工具电极，有时简称电极。由于电极的材料常常是铜，因此又称铜公。放电间隙放电间隙是电火花放电时工具电极和工件之间的距离，其大小一般为0.01~0.5mm，粗加工时放电间隙较大，精加工时放电间隙较小。工具电极工件脉冲电源伺服进给工具电极二、电火花线切割加工的基本概念电火花线切割加工的常用术语脉冲宽度ti（μs）脉冲宽度简称脉宽（也常用ON、TON

等符号表示），是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间，为了防止电弧被烧伤，电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。脉冲宽度to（μs）脉冲间隔简称脉间或间隔（也常用OFF、TOFF

等符号表示），它是两个电压脉冲之间的间隔时间。脉间过短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤电极和工件；脉间过长，将降低加工速度。加工面积、加工深度较大时，脉间也应稍大。脉冲宽度二、电火花线切割加工的基本概念电火花线切割加工的常用术语开路电压或峰值电压（V）开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td

时间内电极间的最高电压。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压为60~80

V，高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175~300

V。峰值电压高时，放电间隙大，生产率高，但成型复制精度较差。峰值电流（A）峰值电流是间隙火花放电时脉冲电流的最大值（瞬时），在日本、英国、美国常用Ip表示。虽然峰值电流不易测量，但它是影响加工速度、表面质量等的重要参数。在设计制造脉冲电源时，每一只功率放大管（简称功放管）的峰值电流是预先计算好的，选择峰值电流实际是选择几只功放管进行加工。二、电火花线切割加工的基本概念电火花线切割加工技术的发展20世纪初电火花线切割加工技术被人们发现，如在插头或电器开关触点开、闭时，往往产生火花而把接触面烧毛，腐蚀成粗糙不平的凹坑而逐渐损坏。1943年苏联学者拉扎连柯夫妇研究发明了电火花成型加工，之后其随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻—电容回路。20世纪50年代初脉冲电源改进为电阻—电感—电容等回路。同时，采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率得到提高，工具电极相对损耗降低。随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。二、电火花线切割加工的基本概念电火花线切割加工技术的发展20世纪60年代中期出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率，降低了工具电极损耗，并扩大了粗、精加工的可调范围。20世纪70年代出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源。在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙、控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。如今国内外的线切割机床都采用数字控制，数控线切割机床数量已占电加工机床数