第四章 电火花线切割加工

1、第四章 电火花线切割加工,一、电火花线切割的加工原理和特点 1、基本原理 与电火花加工的原理完全一样 其区别仅在于用线电极代替了原来的复杂形状的电极。,2、电火花线切割加工的特点 1）不需要制造复杂的成形电极。 2）工件材料蚀除量少，加工效率高。 3）不必考虑电极的损耗。 4）能够加工各种精密细小、形状复杂的零件。 5）采用精规准一次加工成形，不需要转换加工规准。 3、电火花线切割加工机床的类型 一般根据其采用的电极丝和电极丝运动速度可分为两大类： 一类为快走丝：710m/s 钼丝 一类为慢走丝：4m/min 铜丝,二、电火花线切割机床简介,1、组成 三大部分：机床本体 、脉冲电源、数控系统

2、（1）机床 a.床身：支承和固定坐标工作台。 b.坐标工作台：十字拖板。很高的定位精度和运动精度。滚动道轨、无间隙丝杠螺母传动。,c.运丝机构（走丝机构） 慢走丝：卷丝电动机与张力电动机相互作用，使电极丝单方向移动。 快走丝：电极丝绕在储丝筒上，由储丝筒的周期性正反转使电极丝高速运动。 丝架：对电极丝起支承作用，使电极丝始终垂直工作台表面。利用丝架的上下导轮的相对运动可实现锥度的切割。 d.工作液及循环系统 对工作液的要求：绝缘性，较好的消电离能力，生产效率高、稳定性好、对电极丝寿命影响小，好的洗涤性能、防腐性能、润滑性能等等。 目前采用的工作液：乳化油水溶液，皂化油的浓度为：715。慢走丝的

3、大多采用去离子水。,（2）高频脉冲电源 主要是晶体管脉冲电源，其工作原理与电火花加工机床所用脉冲电源相同。不同的是线切割所用的电源的功率较小，频率较高。 电压：100V左右 电流：5A 脉冲宽度：60毫秒 脉冲电源参数可调。 慢走丝：所用电源功率较大，最大加工电流可在2030A之间。 （3）数字程序控制系统 作用：按编制的一定形式的程序，进行指定的运算，并发出信号控制步进电动机驱动工作台按要求的轨迹运动，以实现整个加工过程的自动化。,三、线切割机床的数字程序控制原理 1、逐点比较法,可以看出：采用逐点比较法控制进给，每加工一步要完成下面三个工作节拍： （1）判别。加工点对预定轨迹的偏离位置，以

4、此决定滑板的走向。,（2）进给。根据判别的结果，控制滑板X或Y方向进给一步。 （3）计算。计算新的加工点与预定轨迹之间的偏差，作为下一步判别的依据。,2、偏差计算 1）加工直线的偏差计算 直线的方程为： x / y = xe / ye 即：y xe = x ye 用F= y xe x ye 来表示 偏差的大小，则： 当F0时：说明加工点在 斜线的上方。沿X进给一步。 当F0时：加工点在斜线的 下方。沿Y进给一步。,实际工作中，计算机是根据递推法计算的： F1=XeY1-X1Ye0,沿X方向进给一步到M2 X2=X1+1,Y2=Y1 F2=XeY2-X2Ye =XeY1-(X1+1)Ye =Xe

5、Y1-X1Ye-Ye =F1-Ye 如果F20,沿Y进给到M3 X3=X2,Y3=Y2+1 F3=F2+Xe 可以看出，只用到终点坐标值，不必计算加工点的坐标值。,M1(x1,y1),M2(x2,y2),M3(x3,y3),O,A(xe,ye),2）加工圆弧时的偏差计算 以圆心为坐标原点的圆方程为： x2 + y2 = R2 即： x2 + y2R2 0 偏差F= x2 + y2R2 F=0说明点在圆外 或圆上 F0说明点在圆内。 （偏差的计算同直 线一样）,3、加工长度的控制 解决如何判别加工中了的问题。 在原来逐点比较法的工作节拍中加入一个判别环节，如已加工到终点，则停止加工，没到终点继续

6、下一个节拍：判别加工点的位置。,为进行终点判别需要在计算机中设置一个计数器，加工前将X或Y方向的长度也就是需要进给的步数送入计数器，在该方向上每进给一步计数器减一，当计数器减到零时，加工停止。,对于直线，计数的长度和方向由其终点坐标xe ye决定: 当 xe ye时，计数方向取Gx,计数长度J=xe 当 xe ye时，计数方向取Gy,计数长度J=ye,对于圆弧： （与直线相反）也是以圆弧终点的坐标值为准： 如xeye，计数方向取Gy，计数长度应取圆弧各段在该方向上的投影总和。J=Jy1+Jy2+Jy3,四、程序格式和程序编制 1、程序的格式（分隔符式） B X B Y B J G Z x坐标值

7、 y坐标值 计数长度 计数方向 加工指令 B:分隔符 X,Y：加工直线时为终点坐标值（坐标原点为起点） 加工圆弧时为其点坐标值（坐标原点为圆心） J计数长度，X,Y,J均以微米为单位。X，Y为零时 可以不写，但J 必须写满六位，不足六位前面用 0补齐。如：001980 G：为计数方向（同前讲）Gx或Gy,Z：加工指令。加工直线还是加工圆弧？是顺时针加工还是逆时针加工？12种。 加工直线4种：L1,L2,L3,L4 加工圆弧根据圆弧起点所在象限和加工方向不同，有8种：,2、程序的编制 (1)根据要加工零件的内（外）轮廓，确定钼丝的移动轨迹。求出单边补偿（放大或缩小）量。 f = d + d:电极

8、丝直径 :单边放电间隙,（2）将钼丝的轨迹进行分段，分成若干直线和圆弧。 （3）求出各段直线与直线，直线与圆弧，圆弧与圆弧的交点坐标值。 （4）如工件有公差要求，编程时应取其公差带的中心为编程计算尺寸。 R+0.03 ,编程时取R=10+1/2(0.01+0.03)=10.02mm （5）合理选择切割起始点。起始点应选择在线段交点处，同时应接近被加工工件的重心。 切外轮廓时：选择切入点 切内孔时： 选择预钻孔位置,+0.01,五、电火花线切割模具的特点 1、要选用淬透性能良好的材料。 特别是比较厚的模块。选用Cr12、CrWMn Cr12MoV等，尽量少使用一般的碳素工具钢，象T8A,T10A等 淬透性不好，淬硬层薄，使用寿命短。 淬透性不好，放电温度高，工作液冷却，相当于又进行一次淬火，产生柱面变形，直接影响加工精度。 2、对于精密细小、形状复杂的模具，不必采用镶拼结构。 采用整体结构，强度好，加工工时短。,3、线切割模具的特点 （1）凸模与固定板的配合 因为线切割的凸模是直通式的，为保证模具工作时凸模不被拔出，凸模与固定板的配合应紧密，一般应有0.010.0