劳动出版社《模具制造电切削加工技术（第二版）》-B01-2558第二模块

1、模块二 快走丝电火花线切割加工,课题五 锥度模具零件加工,课题四 模具零件内轮廓加工,课题三 模具零件外轮廓加工,课题二 快走丝电火花线切割基本操作,课题一 电火花线切割加工基础知识,课题一 电火花线切割加工基础知识,相关知识,知识拓展,一、电火花线切割及其加工原理,电火花线切割加工(Wire - cut Electrical Discharge Machining，WEDM) 简称线切割加工，属于特种加工方法之一。它是以一根移动的金属丝(电极丝) 作为工具电极，与工件之间产生火花放电，对工件进行切割，故称为线切割加工。在正常的线切割加工过程中，电极丝与工件保持较小的间隙，彼此不接触。在电极丝上施加一定的电压，使其与工件之间产生局部的击穿放电，放电产生的瞬时高温使工件局部熔化甚至汽化而被蚀除。同时，电极丝不断进给直至加工出理想工件形状。,电火花线切割工艺及装置示意图,a) 工件及其运动方向 b) 线切割加工装置原理图 1储丝筒 2电极丝 3导向轮 4支架 5工件 6脉冲电源 7绝缘底板,电火花线切割工艺及装置示意图如上图。电极丝2作为工具电极用于对工件进行切割。脉冲电源6的正、负极分别

2、接工件和电极丝。工作液作为工作介质处在电极之间并具有一定的绝缘性。工作台在水平面内按控制程序的指令进行伺服进给移动，从而将工件切割出各种形状。,二、电火花线切割机床分类及型号,（1）按电极丝的运行速度分类按电极丝运行的速度，电火花线切割机床可分为快走丝和慢走丝两种类型。,电火花线切割机床的分类方式有很多种，通常有按电极丝运行速度分类、按对电极丝运动轨迹的控制形式分类电源形式分类等分类方式。 1.机床分类,1）快走丝电火花线切割机床。快走丝电火花线切割是我国独创的数控电火花线切割加工方式。快走丝电火花线切割机床（简称快走丝线切割机床）（WEDM-HS），是我国电火花线切割生产中主要使用的机床类型，如图所示。机床的电极丝做快速的往复运动，一般走丝速度810m/s。电极丝可重复使用，但快走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降。,2）慢走丝电火花线切割机床。慢走丝电火花线切割机床（简称慢走丝线切割机床）是国际上电火花线切割加工生产中使用的主要机床类型。机床的电极丝做慢速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s ，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好。,电火花线切

3、割机床,a） 快走丝线切割机床 b) 慢走丝线切割机床,数控电火花切割机床的比较,xk1s?m/s,近年来，我国在快走丝线切割加工的基础上研发了所谓的“中走丝电火花线切割机床”。所谓“中走丝线切割机床”实质上仍属于快走丝线切割机床范畴，其功能主要是在快走丝线切割机床上实现了多次切割功能。从工作原理上讲，所谓“中走丝”并非是指走丝速度介于高速与低速之间，而是复合走丝线切割，即在粗加工时采用快速走丝（810m/s），精加工时采用慢走丝（13m/s），这样工作相对平稳、抖动小，并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差，使加工质量也相对提高。,（2）按对电极丝运动轨迹的控制形式分类 1）靠模仿形控制。其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的靠模，加工时把工件毛坯和靠模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧地贴着靠模边缘做轨迹移动，从而切割出与靠模形状和精度相同的工件来。,2）光电跟踪控制。其在进行线切割加工前，先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控制机床工作台连同

4、工件相对电极丝做相似形状的运动，从而切割出与图样形状相同的工件来。,3）数字程序控制。采用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工，不需要制作靠模样板也无需绘制放大图，比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围。目前，国内外95%以上的数控电火花线切割机床都已采用数控技术。 （3）按电源形式分类按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等。,2.电火花线切割机床的型号,我国电火花线切割机床的型号以DK77表示。 【例】DK7725的含义如下： D机床类型代号。 K机床特性代号（数控） 7组别代号（电火花加工机床）。 7型别代号（7为快走丝，6为慢走丝）。 25基本参数代号，表示X向工作台行程为250mm。,三、电火花线切割机床的常见功能,模拟显示线切割加工时电极丝的运动轨迹及其坐标。 线切割加工过程中若进给速度太快而电腐蚀速度慢，在加工时出现短路现象，控制器会改变加工条件并沿原来的轨迹快速后退，消除短路，防止断丝。,2.短路回退功能,1.模拟加工功能,遇到断丝或其他一些情况，需要回到起割点，可

5、用此操作。 线切割加工完成当前段程序后自动暂停，并有相关提示信息。例如，显示屏提示“单段停止!按OFF键停止加工，按RST键继续加工。” 这个功能主要用于检查程序每一段的执行情况。,3.回原点功能,4.单段加工功能,暂时中止当前的功能(如加工、单段加工、模拟、回退等)。 手动数据输入方式输入程序功能，即可通过操作面板上的键盘，把数控指令逐条输入存储器中。,5.暂停功能,6.MDI功能,线切割机床的控制系统能根据加工间隙的平均电压或放电状态的变化，通过取样、变频电路，不断定期地向计算机发出中断申请，自动调整伺服进给速度，保持平均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精度。 线切割加工数控系统所控制的是电极丝中心移动的轨迹。因此，加工零件时有补偿量，其大小为单边放电间隙与电极丝半径之和。,7.进给控制功能,8.间隙补偿功能,电极丝能够自动找正后停在孔中心处。 线切割机床控制系统通过显示屏可动态显示程序号、计数长度、电规准参数、切割轨迹图形等参数。,9.自动找中心功能,10.信息显示功能,在断丝时，控制系统控制线切割机床的电极丝停在断丝坐标位置上，等待处理，同时高频停止输出脉冲，丝筒停止运

6、转。 可保存全部内存加工程序，当前没有加工完的程序可保持24小时以内，随时可停机。,11.断丝保护功能,12.停电记忆功能,在加工时如果突然发生断电，系统会自动将当时的加工状态记下来。在下次来电加工时，系统自动进入自动方式，并提示“从断电处开始加工吗？按OFF键退出，按RST键继续。”这时，如果想继续从断电处开始加工，则按下RST键，系统将从断电处开始加工，否则按OFF键退出加工。 使用该功能的前提是：不要轻易移动工件和电极丝，否则来电继续加工时，会发生很长时间的回退，影响加工效果甚至导致工件报废。,13.断电保护功能,线切割机床可以一边进行切割加工，一边编写另外的程序。 主要用在切割完当前图形后，在另一个位置加工同样图形等场合。这种功能可以省掉重新画图的时间。,14分时控制功能,15平移功能,所谓线切割跳步，指的是在一个工件上面的不同位置做多次切割。线切割机床的跳步功能可以将多个加工轨迹连接成一个跳步轨迹，可以简化加工的操作过程。,16跳步功能,a) b) 轨迹跳步 a) 跳步前轨迹 b)跳步后轨迹,该功能可以大大简化某些轴对称零件的程编工艺。例如，齿轮只需先画一个齿形，然后让它旋转

7、几次，就可圆满完成。 能将ISO代码转换为3B代码等。 线切割机床可加工出上下表面形状不一致的零件，如上面为圆形而下面为方形的零件。,17任意角度旋转功能,18代码转换功能,19.上下异形功能,四、电火花线切割加工的应用范围,1加工模具,适用于加工各种形状的冲模。调整不同的间隙补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等。模具配合间隙、加工精度通常都能达到要求。此外，还可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等模具。,线切割加工模具,线切割加工模具,线切割加工模具,线切割加工模具,2加工电火花成型加工用的电极,一般穿孔加工用的电极、带锥度型腔加工用的电极用电火花线切割加工特别经济，同时也适用于加工微细复杂形状的电极，如图所示为铜电极。,线切割加工的铜电极图,3加工零件,在试制新产品时，用线切割在坯料上直接割出零件，例如试制切割特殊微电机硅钢片定、转子铁芯，由于不需要另行制造模具，可大大缩短制造周期，降低成本。另外修改设计，变更加工程序比较方便，加工薄件时还可以多片叠加在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品种多、数量少的零件，特殊难加工材料的零件、材料试验样件、各种型

8、孔、特殊齿轮凸轮、样板、成形刀具。同时还可进行微细加工，异形槽和人工标准缺陷的窄缝加工等，如图所示为电火花线切割加工的典型零件。,电火花线切割加工的典型零件,五、电火花线切割加工中的常用名词、术语,衡量电火花线切割加工速度的一个参数，以单位时间内电极丝加工过的面积大小来衡量。,1加工效率（）,电火花线切割加工过程当中，电极丝的进给速度是由材料的蚀除速度和极间放电状况的好坏决定的。伺服控制系统能自动调节电极丝的进给速度，使电极丝根据工件的蚀除速度和极间放电状态进给或后退，保证加工顺利进行。电极丝的进给速度与材料的蚀除速度一致，此时的加工状态最好，加工效率和表面粗糙度均较好。,2伺服控制,电火花线切割加工中的电极丝的进给速度大于材料的蚀除速度，致使电极丝与工件接触，不能正常放电，称为短路。它使放电加工不能连续进行，严重时还会在工件表面留下明显条纹。短路发生后，伺服控制系统会作出判断并让电极丝沿原路回退，以形成放电间隙，保证加工顺利进行。,3短路,电火花线切割加工中的电极丝的进给速度小于材料的蚀除速度。开路不但影响加工速度，还会形成二次放电，影响已加工面精度，也会使加工状态变得不稳定。开路状

9、态可从加工电流表上反映出，即加工电流间断性回落。,4开路,电火花线切割加工中的电极丝在进行二维切割平面内运动的同时，还能按一定的规律进行偏摆，形成一定的倾斜角，加工出带锥度的工件或上、下形状不同的异形件。这就是所谓的锥度加工。 实际加工中，当加工方向确定时，电极丝的倾斜方向不同，加工出的工件锥度方向也就不同，反映在工件上就是“上大”或是 “下大”。,5锥度,锥度示意图 a) 上大 b)下大,电火花线切割加工时电极丝中心的运动轨迹与零件的轮廓有一个平行位移量，也就是说电极丝中心相对于理论轨迹要偏在一边，这就是偏移。平行位移量叫偏移量，为了保证理论轨迹的正确，偏移量等于电极丝半径与放电间隙之和。 偏移根据实际需要可分为左偏和右偏，左偏还是右偏要根据成形尺寸的需要来确定。依电极丝的轨迹的位置，钼丝位于理论轨迹的左边即为左偏，钼丝位于理论轨迹的右边即为右偏。,6偏移,电火花线切割加工偏移示意图,放电发生时电极丝与工件的距离。这个间隙存在于电极工具的周围，因此侧面的间隙会影响成形尺寸，确定加工尺寸时应予考虑。,7.放电间隙,（1）非接触式，适合高硬度难切削材料的加工。 （2）十分适合复杂形孔及外形的加工。 （3）切缝细，节省宝贵的金属材料。 （4）加工的尺寸精度高，表面粗糙度低。 （5）易于实现数字控制。 （6）加工的残余应力较小。,六、电火花线切割加工特点,1优点,（1）仅限于金属等导电材料的加工。 （2）加工速度较慢，生产效率较低。 （3）存在电极损耗和二次放电。 （4）最小角部半径有限制。,2局限性,七、电火花线切割加工基本流程,电火花线切割3B代码编程简介,一、3B 代码编程格式,3B 代码是我国自行开发的一种程序代码, 具有简单易学、易于实现自动编程等优点,为大多数线切割机床所支持。因此，有必要了解这种编程方法，以便在电火花线切割实践中运用。线切割常见的加工类型有两种: 直线加工和圆弧加工, 其他复杂曲线都可以用直线或圆弧来拟合, 在3B 代码中都是以增量方式编程。,3B代码的程序格式为: BX BY BJ G Z B分隔符, 用以分隔X、Y、J 的数值, 不可省略, “3B” 代码因此得名; XX 方向坐标绝对值

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