第三章_电火花线切割加工.

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1、第三章 电火花线切割加工电火花线切割原理n原理n用移动的金属丝（铜丝或钼丝）作电极，用脉冲火花放电进行切割成型n种类n往复高速走丝（快走丝8-10m/s）电火花线切割机床n单向低速走丝（慢走丝0.2m/s）电火花线切割机床图3-1电火花线切割原理1绝缘底板2工件3脉冲电源4钼丝5导向轮6支架7贮丝筒线切割加工的特点n与穿孔成型加工的相同点与穿孔成型加工的相同点n1） 线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。n2） 线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，n3）材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。线切割加工的特点n与穿孔成型加工的不同

2、点与穿孔成型加工的不同点n1) 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细丝，故脉冲宽度、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，工件常接脉冲电源正极。n2) 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，仍有明显的电解电流。n3) 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。n4) 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”式轻压放电现象。式轻压放电现象。n5) 5) 省掉了成形的工具电极省掉了成形的工具电极 大大降低了成形

3、工具电极的设计和制造费用。n6) 6) 可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件，但不能加工盲可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件，但不能加工盲孔。孔。n7) 7) 电极丝损耗小，加工精度高电极丝损耗小，加工精度高线切割加工的应用范围n(1) 加工模具加工模具n各种形状的冲模。n挤压模、粉末冶金模等通常带锥度模具。n(2) 切割电火花成形加工用切割电火花成形加工用的电极的电极n穿孔加工用的电极以及带锥度型腔加工用的电极n加工微细复杂形状的电极。n(3) 加工零件加工零件n难机加工材料（材料、工艺）n试制新产品n贵金属的切割级进模线切割加工零件第二节 电火花线切割加工设备n快走丝线切割机床快

4、走丝线切割机床n钼丝，走丝速度大于6 10m/sn使用0.030.25钼丝往复走丝n乳化液：基础油、乳化剂、防锈剂、爆炸剂、洗涤剂、润滑剂等组成n加工精度差，价格便宜n慢走丝线切割机床（冲水式、浸水慢走丝线切割机床（冲水式、浸水式）式）n铜丝，走丝速度0.001 0.25m/sn使用0.0030.03铜丝一次性使用n工作液为去离子水:不易起弧，不燃、无味n加工精度高，价格昂贵n中走丝线切割机床中走丝线切割机床n走丝速度0.25 6m/s线切割机床的结构n一、机床本体一、机床本体n床身（单立柱悬臂式 ；双立柱龙门式 ）n坐标工作台n走丝机构n锥度加工装置n二、脉冲电源二、脉冲电源n三、工作液循三

5、、工作液循环系统环系统图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n慢走丝线切割机床慢走丝线切割机床1516往复高速机床的走丝机构n走丝机构：走丝机构：n储丝筒n导轮n副导轮n断丝保护n进电块n张紧装置n锥度加工装置丝筒结构丝筒结构运丝及张力机构运丝及张力机构低速走丝系统图3-4低速走丝系统示意图1废丝卷丝轮2未使用的金属丝筒3拉丝模4张力电动机5电极丝张力调节轴6退火装置7导向器8工件n慢走丝线切割加工的运丝原理慢走丝线切割加工的运丝原理n慢走丝线切割的自动断丝慢走丝线切割的自动断丝锥度切割装置n(1) 导轮偏移式丝架导轮偏移式丝架这种丝

6、架主要用在高速走丝线切割机床上实现锥度切割。n(2) 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。n(3) 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两轴(称u、v轴)驱动，与工作台的x、y轴在一起构成四数控轴同时控制(图3-5)图3-5低速走丝四轴联动锥度切割装置1新丝卷筒2上导向器3电极丝4废丝卷筒5下导向器快慢走丝线切割机床加工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（mm2/min)2016020240加工精度/mm0.020.0050.0050.002表面粗

7、糙度/m1.63.20.11.6重复定位精度/mm0.010.002最大切割厚度/mm钢500，铜610400最小切割宽度/mm0.040.090.00450.014脉冲电源n1.晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源n2.高频分组脉冲电源高频分组脉冲电源n3.节能型脉冲电源节能型脉冲电源n4.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晶体管矩形波脉冲电源n控制功率管控制功率管VT的基极以形成脉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2.高频分组脉冲电源n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高频分组脉冲电源

8、原理图图3-8高频分组脉冲电源的电路原理框图3.节能型脉冲电源n利用电感代替电阻，避免发热利用电感代替电阻，避免发热n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4.低速走丝线切割加工的脉冲电源n特点：特点：n峰值电流大（100500A）n脉宽极短（0.11m)n脉冲电源脉冲电源nR-C脉冲电源n晶体管脉冲电源工作液循环系统n工作液的作用是工作液的作用是n加工介质n冷却作用n排除电蚀产物n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定而顺利地进行。n快走丝线切割机床的工作液循环系统快走

9、丝线切割机床的工作液循环系统n工作液：种类繁多的专用乳化液n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、进液管、回液管、过滤网罩等。n慢走丝线切割机床的工作液循环系统慢走丝线切割机床的工作液循环系统n工作液：去离子水，精加工时用煤油n工作液循环系统：去离子水系统图 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第三节电火花线切割控制系统和编程技术一、线切割控制系统一、线切割控制系统二、线切割数控编程要点二、线切割数控编程要点三、自动编程三、自动编程一、线切割控制系统n1) 轨迹控制：轨迹控制：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。n2) 加

10、工控制：加工控制：主要包括对伺服进给速度、电源装置、走丝机构、工作液系统以及其他机床操作控制。 偏差判断进给偏差计算终点判断1、轨迹控制 0 xyB直线oxy曲线 2.加工控制功能(1)(1)进给速度控制进给速度控制n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精度。(2) (2) 短路回退短路回退n记忆路线，原路回退。(3) (3) 间隙补偿间隙补偿n人工编程补偿。n自动补偿(4) (4) 图形的缩放、旋转和平移图形的缩放、旋转和平移n图形的切割n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；n平移功能

11、：跳步模具的编程。加工控制功能(5) (5) 适应控制适应控制n在工件厚度有变化的场合，能自动改变预置进给速度或电参数(包括加工电流、脉冲宽度、间隔)，不用人工调节就能自动进行高效率，高精度的稳定加工。(6) (6) 自动找中心自动找中心n使孔中的电极丝自动找正后停止在孔中心处。(7) (7) 信息显示信息显示n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CRT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。二、线切割数控编程（3B）nB B 分隔符nX X，y y 坐标（直线-终点；圆弧-起点）nj j 计数长度nG G 计数方向（Gx或Gy）nZ Z 加工指