第7章数控电 火花加工工艺

1、数控加工工艺学第7章 数控电加工工艺7.1 数控电火花成形加工7.2 数控线切割机床的加工工艺一、数控电火花成形加工简介1. 数控电火花成形加工原理如图7-1所示，电火花成形加工的原理是基于工件与工具电极（简称电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到零件的加工要求。7.1 数控电火花成形加工7.1 数控电火花成形加工图7-1 数控电火花成形加工电火花成形加工须具备以下条件：（1）自动进给调节系统保证工件与电极之间经常保持一定距离以形成放电间隙。一般为0.010.1mm左右,间隙不能过大或过小。间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，无法产生电火花。间隙过小、容易形成短路接触，

2、同样不能产生电火花。（2）加工中工件和电极浸泡在液体介质中，这种液体介质称为工作液。（3）脉冲电源输出单向脉冲电压加在工件和电极上。当电压升高到间隙中工作液的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电，如图7-2(a)所示，瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料形成小的凹坑，如图7-2(b)所示。脉冲电源提供的脉冲电流波形，如图7-3所示。7.1 数控电火花成形加工7.1 数控电火花成形加工1-阳极；2-从阳极上抛出金属的区域；3-熔化的金属微粒4-工作液；5-在工作液中凝固的金属微粒；6-在阴极上抛出金属的区域；7-阴极；8-气泡9-放电通道；10-翻边凸起；11-凹坑图

3、7-2 放电间隙状况示意图7.1 数控电火花成形加工ti-脉冲宽度；t0-脉冲间隔；T-脉冲周期；Ic电流峰值图7-3 脉冲电流波形2. 电火花加工的特点及适用范围(1)电火花加工的特点。 电火花加工属不接触加工。 加工过程中工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。 电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料，与工件材料的强度和硬度等关系不大，因此可以用软的工具电极加工硬的工件，实现“以柔克刚”。 脉冲参数可以在一个较大的范围内调节，可以在同一台机床上连续进行粗、半精及精加工。 直接利用电能加工，便于实现加工过程的自动化。7.1 数控电火花成形加工(2)电火花加工的适用范围。如图7-

4、4所示为电火花加工的适用范围，具体有以下几方面： 可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。 可以加工形状复杂的表面，特别适用于复杂表面形状工件的加工 可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。7.1 数控电火花成形加工7.1 数控电火花成形加工图7-4 电火花加工的适用范围7.1 数控电火花成形加工3. 数控电火花成形机床的主要组成如图7-1所示，数控电火花成形加工机床主要由主机、脉冲电源、机床电气系统、数控系统和工作液循环过滤系统等部分组成。（1）主机及附件。机床主机由床身、立柱、主轴头、工作台等组成。附件包括用以实现工件和电极的装夹、固定和调整其相对位置的机

5、械装置及电极自动交换装置（ATC或AEC）等。床身和立柱是机床的基础结构，主轴头是数控电火花成形机床的关键部件，电极即安装在其上，主轴头通过自动进给调节系统（伺服电动机、滚珠丝杠螺母副等）带动，在立柱上作升降移动，改变电极和工件之间的间隙。工作台是用来支承和安装工件，工作液槽装在工作台上，工作台可作纵向和横向进给，分别由直流或交流伺服电动机，经滚珠丝杠驱动。运动轨迹是靠数控系统通过数控程序控制实现的。7.1 数控电火花成形加工可调节工具电极角度的夹头属机床附件。装夹在主轴头下的电极，在加工前需要调节到与工件基准面垂直，在加工型孔或型腔时，还需要在水平面内调节，转动一个角度，使工具电极的截面形状

6、与加工的工件型孔或型腔预定位置一致。平动头也属机床附件。平动头是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。平动头的动作原理是利用偏心机构将伺服电动机的旋转运动通过平动轨迹保持机构，转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线就形成加工表面，如图7-5所示。7.1 数控电火花成形加工图7-5 平动加工时电极的运动轨迹7.1 数控电火花成形加工（2）脉冲电源。脉冲电源的作用是将工频交流电转变成一定频率的定向脉冲电流，提供电火花成形加工所需能量。数控化的脉冲电源与数控系统密切相关，但有其相对的自主性，它一般由微处理器和外围接口、脉冲形成和功率放大部分、加工状态

7、检测和自适应控制装置以及自诊断和保护电路等组成。7.1 数控电火花成形加工（3）数控系统。 自动进给调节系统。自动进给调节系统的任务是通过改变、调节主轴头（电极）进给速度，使进给速度接近并等于蚀除速度，以维持一定的“平均”放电间隙，保证电火花加工正常而稳定进行，以获得较好的加工效果。常用自动进给调节系统有电液自动控制系统和电机械式自动进给调节系统，数控电火花机床普遍采用电机械式自动进给调节系统。根据驱动电机的不同，电机械式自动进给调节系统可分为步进电动机、直流或交流伺服电机驱动的自动调节系统。7.1 数控电火花成形加工 电火花成形加工单轴数控系统。它往往控制Z轴，Z向进给由自动进给调节系统完成

8、。自动进给调节系统一方面始终保持电极和工件间的合理间隙，另一方面沿Z向控制主轴头（电极）相对工件进给，所以自动进给调节系统即为Z向自动进给系统。 电火花成形加工多轴数控系统。它是对机床的多个坐标轴的移动和转动进行数字控制，使之成为数字控制进给或数控伺服进给。由于具有X、Y、Z等多轴控制，电极和工件之间的相对运动复杂，以满足各种复杂型腔和型孔的加工。7.1 数控电火花成形加工如图7-6所示为采用X、Z、C多轴联动加工型孔。如图7-6(a)所示为横向X轴伺服进给水平加工圆孔；如图7-6(b)所示为横向X轴和垂直方向Z轴联动加工；如图7-6(c)所示为Z向伺服进给，每加工一个长方孔后，C轴分度转过3

9、0（12等分），加工圆周均布的多个长方形孔。图7-6 数控X、Z、C多轴联动加工7.1 数控电火花成形加工如图7-7所示为电火花三轴数控摇动加工（指工作台在数控系统控制下向外逐步扩弧运动）型腔。图7-7(a)为摇动加工修光六角型孔侧壁和底面；图7-7(b)为摇动加工修光半圆柱侧壁和底面；图7-7(c)为摇动加工修光半圆球柱的侧壁和球头底面；图7-7(d)为用圆柱形工具电极摇动展成加工出任意角度的内圆锥面。图中箭头线为电极进给和摇动加工轨迹。7.1 数控电火花成形加工图7-7 电火花三轴数控摇动加工7.1 数控电火花成形加工（4）工作液循环过滤系统。工作液循环过滤系统由工作液箱、液压泵、电机、过

10、滤器、工作液分配器、阀门、油杯等组成，它的作用是强迫一定压力的工作液流经放电间隙将电蚀产物排出，并且对使用过的工作液进行过滤和净化。工作液循环过滤系统的工作方式有充油式、抽油式两种，如图7-8所示。7.1 数控电火花成形加工图7-8 工作液循环方式7.1 数控电火花成形加工其中，图7-8(a)和如图7-8(b)所示是充油式，将具有一定压力的干净液体流向加工表面，迫使工作液连同电蚀产物从电极四周间隙流出。如图7-8(c)和图7-8(d)所示是抽油式，从待加工表面，将已使用过的工作液连同电蚀产物一起抽出。工作液过滤装置常用介质（纸质、硅藻土等）过滤器，其过滤精度一般为10m，微精加工要求12m。使

11、用时应注意滤芯堵塞程度，及时更换。7.1 数控电火花成形加工4. 加工液的处理（1）电极跃动法。电极跃动法使电极作周期性上下运动（Z轴加工时），使加工屑等从极间排出。（2）喷流法。喷流法主要有电极喷流法如图7-9(a)所示和底孔喷流法如图7-9(b)所示。底孔喷流时还应注意以下几方面。当加工余量偏向一侧时，注意保持喷流路径平衡或加强夹具刚性，否则会造成电极变位，加工超差。注意喷流容器和工件是否有泄漏，如有应加以堵塞和密封，否则得不到喷流效果。要注意不要在容器及电极下部积留气体。7.1 数控电火花成形加工图 7-9 加工液的处理方式7.1 数控电火花成形加工（3）吸引法也分为电极吸引法及底孔吸引

12、法。如图7-9(c)和图7-9(d)所示。吸引法常用在深孔的精加工，在数控电火花机床上进行螺纹、斜齿轮加工时，也常使用，但是由于这时加工液的路径较长而且是螺线形，所以最好在电极的侧面加工出像丝锥沟那样的槽，以利于加工液的流通如图7-10所示。7.1 数控电火花成形加工 图7-10 螺纹电极侧面切槽7.1 数控电火花成形加工（4）喷射法。喷射法一般采用如图7-11所示方式，主要用于窄小的不通缝隙加工。图7-11 喷射法7.1 数控电火花成形加工在进行诸如刻字等面积大而深度浅的加工时，若在一个方向进行较强喷射时也会使另一侧产生二次放电，引出不良结果。解决方法是将喷头粘接在电极上，如图7-12(a)

13、和图7-12(b)所示；或在电极上加工出流道和浇口，使加工液尽可能送入电极前部。这种方法能较好地发挥加工液的处理效果，如图7-12(c)所示。图7-12 喷射法形式7.1 数控电火花成形加工二、数控电火花成形加工的一般工艺规律1. 影响材料放电腐蚀的主要因素(1)极性效应。在电火花加工过程中，工件和电极都要受到不同程度的电腐蚀。实践证明，即使工件和电极材料完全相同，也会因为所接电源的极性不同而有不同的蚀除速度，这一现象称为“极性效应”。(2)电参数。电参数即为脉冲电源提供给电火花成形加工的脉冲宽度、脉冲间隙和峰值电流。研究结果表明，在连续的电火花加工过程中，工件或工具都存在单个脉冲的蚀除量q与

14、单个脉冲能量WM在一定范围内成正比的关系。某一段时间的总蚀除量q约等于这段时间内单个有效脉冲蚀除量的总和，故正、负极的蚀除速度与单个脉冲能量、脉冲频率成正比。7.1 数控电火花成形加工实验表明，火花维持电压与脉冲电压幅值、极间距离，以及放电电流大小等的关系不大，因而可以说，单个脉冲能量正比于平均放电电流的大小和电流脉宽。由上述讨论知，提高电蚀除量和生产率的途径在于提高脉冲频率f；增加单个脉冲能量WM或者增加单个脉冲平均放电电流ie （对矩形波即为峰值电流Ie）和脉冲宽度ti；减少脉冲间隔t0；设法提高系数Ka、Kc。7.1 数控电火花成形加工(3)金属材料热学常数。金属材料热学常数指材料的熔点

15、、沸点、热导率、比热容、熔化热、汽化热等。当脉冲放电能量相同时，金属的熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热愈高，电蚀量将愈少，愈难加工；另一方面，热导率愈大的金属，由于较多地把瞬时产生的热量传导散失到其他部位，因而降低本身的蚀除量。此外，影响加工电蚀量的还有工作液、加工过程的稳定性等因素。7.1 数控电火花成形加工2. 影响加工精度的主要因素影响电火花加工精度的因素很多，主要有机床本身的制造精度、工件的装夹精度、电极的制造及装夹精度、电极损耗、放电间隙、加工斜度等因素，这里主要讨论与电火花加工工艺有关的因素。7.1 数控电火花成形加工（1）放电间隙大小及其一致性。电火花加工时，工具电极与工件之间

16、存在着一定的放电间隙。由于放电间隙的大小实际是变化的，从而影响加工精度。除了放电间隙能否保持一致外，其大小对加工精度也有影响。在实际加工中应缩小放电间隙，另外，还必须使加工过程稳定。图7-13 放电间隙等矩性对尖角加工时的影响7.1 数控电火花成形加工（2）电极的损耗。电火花加工时是将电极的形状和尺寸复制到工件上，工具电极的损耗对工件尺寸精度和形状精度都有影响。（3）二次放电。二次放电是指已加工表面上由于电蚀产物等介入而再次引起的一种非正常放电，集中反映在加工深度方向产生斜度和加工棱边棱角变钝等方面，从而影响电火花加工的形状精度。7.1 数控电火花成形加工产生加工斜度的情况如图7-14所示图7

17、-14 电火花加工时的加工斜度7.1 数控电火花成形加工3. 影响电火花加工表面质量的工艺因素（1）表面粗糙度。电火花加工后的表面，是由脉冲放电时所形成的大量凹坑和硬凸边排列重叠而形成的。在一定的加工条件下，加工表面的粗糙度可用以下经验公式表示：Ra=KRati0.3Ie0.4 式中：Ra实侧的表面粗糙度评定参数，（m）；KRa系数（用铜电极加工淬火钢，按负极性加工时KRa=2.3）；ti脉冲宽度，（s）；Ie电流峰值，（A）。 由上式可以看出，电蚀表面粗糙度的评定参数Ra随脉冲宽度和电流峰值增大而增大。所以表面粗糙度主要取决于单个脉冲能量。单个脉冲能量愈大，表面愈粗糙。 7.1 数控电火花成

18、形加工电火花加工的表面粗糙度，粗加工表面粗糙度一般可达2.512.5m；精加工表面粗糙度可达3.20.8m；微加工表面粗糙度可达0.80.2m。加工熔点高的硬质合金等可获得比钢更小的粗糙度。由于电极的相对运动，侧壁粗糙度比底面小。近年来研制的超光脉冲电源已使电火花成形加工的粗糙度达到0.200.10m左右。工件材料对加工表面粗糙度也有影响，熔点高的材料（如硬质合金），单脉冲形成的凹坑较小，在相同能量下加工的表面粗糙度要比熔点低的材料（如钢）好。精加工时，工具电极的表面粗糙度也将影响到加工粗糙度。与紫铜电极相比，用石墨电极的加工表面粗糙度较差。7.1 数控电火花成形加工（2）表面变质层（电火花加

19、工表层）。经电火花加工后的工件表层，包括熔化凝固层和热影响层，如图7-15所示。图7-15 放点凹坑剖面7.1 数控电火花成形加工 熔化凝固层。凝固层位于工件表面最上层，是工件表层材料在脉冲放电的瞬时高温作用下熔化后未能抛去，在脉冲放电结束后迅速冷却，凝固而保留下来的金属层。融化层的厚度随脉冲能量的增大而变厚，大约为最大不平度值的12倍，但一般不超过0.1mm。单个脉冲能量一定时，脉宽越窄，熔化凝固层越薄 热影响层。热影响层位于凝固层和工件基体材料之间，对未淬火的钢，热影响层主要为淬火层；对淬火钢，热影响层主要为重新淬火层，其厚度较大。单个脉冲能量及脉冲宽度愈大，表面变质层就愈厚；工作液的冷却

20、速度愈快，粘度愈小，表面变质层也愈厚。一般粗、半精加工表面变质层的厚度为0.10.5mm，精加工为0.010.05mm，微细加工小于0.01mm。7.1 数控电火花成形加工（3）表面力学性能。 显微硬度及耐磨性。电火花加工后表面层的硬度一般均比较高，但对某些淬火钢，也可能稍低于基体硬度。对未淬火钢，特别是原来含碳量低的钢，热影响层的硬度都比基体材料高；对淬火钢，热影响层中的再淬火区硬度稍高或接近于基体硬度，而回火区的硬度比基体低，高温回火区又比低温回火区的硬度低。因此，一般来说，电火花加工表面最外层的硬度比较高，耐磨性好。7.1 数控电火花成形加工 残余应力。电火花加工表面存在着由于瞬时先热胀

21、后冷缩作用而形成残余应力，而且大部分表现为拉应力。残余应力的大小和分布，主要和材料在加工前的热处理状态及加工时的脉冲能量有关。 耐疲劳性能。电火花加工表面存在着较大的拉应力，还可能存在显微裂纹，因此其耐疲劳性能比机械加工的表面低许多倍。采用回火处理等，有助于降低残余应力，或是残余拉应力转变为压应力，从而提高其耐疲劳性能。7.1 数控电火花成形加工4. 电极在电火花成形加工过程中，电极是十分重要的部件，对其工艺影响甚大。(1)电极损耗。电极的损耗是影响加工精度的一个重要因素。减少电极损耗的措施为： 正确选择极性。一般说来，在短脉冲精加工时采用正极加工，而在长脉冲粗加工时则采用负极加工。 利用吸附

22、效应。7.1 数控电火花成形加工（2）电极材料。在生产中应选择损耗小，加工过程稳定，生产率高，机械加工性能良好，来源丰富，价格低廉的材料作为电极材料。常用电极材料的种类和性能见表7-1。7.1 数控电火花成形加工（3）电极结构。电极结构可分为整体式电极、组合式电极和镶拼电极等3种。 整体式电极。整个电极用一块材料加工而成，如图7-16所示，是最常用的结构形式。1-固定板；2-电极图7-16 整体式7.1 数控电火花成形加工 组合式电极。在同一工件上有多个型孔或型腔时，在某些情况下可以把多个电极组合在一起，如图7-17所示。图7-17 组合式电极7.1 数控电火花成形加工 镶拼电极。对形状复杂的

23、电极整体加工有困难时，常将其分成几块，分别加工后再镶拼成整体，这样可节省材料，且便于制造。为提高其加工精度，在设计电极时可将其分解为主电极和副电极，先用主电极加工型腔或型孔的主要部分，再用副电极加工尖角、窄缝等部分。7.1 数控电火花成形加工三、数控电火花成形加工工艺过程分析常见的型腔加工工艺路线操作过程如下：1. 工艺分析2. 选择加工方法3. 选择与放电脉冲有关的参数，按表7-2选择与放电脉冲有关的参数。4. 选择电极材料。常用电极材料一般使用石墨和铜，一般精密、小电极用铜来加工，而大的电极用石墨。7.1 数控电火花成形加工5. 设计电极6. 制造电极7. 加工前的准备8. 安排热处理9.

24、 编制、输入加工程序7.1 数控电火花成形加工10. 装夹与定位（1）根据工件的尺寸和外形选择定位基准。（2）准备电极装夹夹具。（3）装夹和校正电极。（4）调整电极的角度和轴心线。（5）工件定位和夹紧。（6）根据零件图找准电极与工件的相对位置。11. 开机加工12. 加工结束 7.2 数控线切割机床的加工工艺一、数控电火花线切割加工简介1. 数控电火花线切割加工原理数控电火花线切割加工的过程中主要包含下列3部分内容(图7-18)。图7-18 电火花线切割加工原理图7.2 数控线切割机床的加工工艺 电火花线切割加工时电极丝和工件之间的脉冲放电。在正负极之间加上脉冲电源，当来一个电脉冲时，在电极丝

25、和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心温度瞬时可高达10000C以上，高温使工件金属熔化，甚至有少量气化，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分汽化，这些汽化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速热膨胀，并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸，将熔化和汽化的金属材料抛出而实现对工件材料进行电蚀切割加工。为了电火花加工的顺利进行，必须创造条件保证每来一个电脉冲在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电。首先必须使两个电脉冲之间有足够的间隔时间。为了保证火花放电时电极丝不被烧断，必须向放电间隙注入大量工作液，以便电极丝得到充分冷却。同时电极丝必须作高速轴向运动，以避免火花放电总在电极丝的局部位置

26、而被烧断。7.2 数控线切割机床的加工工艺 电火花线切割加工的走丝运动。为了避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，影响加工质量和生产效率。在加工过程中电极丝沿轴向作走丝运动。走丝原理如图7-19所示。图7-19 走丝机构原理图7.2 数控线切割机床的加工工艺 X、Y坐标工作台运动。工件安装在上下两层的X、Y坐标工作台上，分别由步进电动机驱动作数控运动。上层工作台的传动示意图，如图7-20所示。图7-20 上层工作台的传动示意图7.2 数控线切割机床的加工工艺2. 电火花线切割加工的特点和应用（1）电火花线切割加工的优点。 电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工的高硬度、高强度、高

27、脆性、高韧性等导电材料及半导体材料。 由于电极丝极细，可以加工细微异形孔、窄缝和复杂形状零件。 工件被加工表面受热影响小，加工精度较高。 加工过程中，工具与工件不直接接触，不存在显著的切削力，有利于加工低刚度工件。 材料利用率高。 省去了成形工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间。7.2 数控线切割机床的加工工艺（2）电火花线切割加工的缺点。电火花线切割加工的缺点是生产率低，且不能加工盲孔类零件和阶梯表面。（3）数控电火花线切割加工的应用范围。 加工模具。适用于加工各种形状的冲模。 能加工电火花成形加工用的电极 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，各种型孔

28、、凸轮、样板、成型刀具。同时还可以进行微细加工，异形槽的加工等。7.2 数控线切割机床的加工工艺3. 数控电火花线切割加工机床分类与基本组成（1）数控电火花线切割加工机床的分类。电火花线切割机床有多种分类方式。一般可以按机床的走丝速度、加工特点、脉冲电源和控制方式等进行分类。 按走丝速度可分为慢速走丝方式、高速走丝方式、线切割机床以及混合式线切割机床。 按加工特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型线切割机床。 按脉冲电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源线切割机床。 按控制方式可分为模仿形线切割机床、光电跟踪线切割机床、光电与微机混合控制线切割机床、数字

29、程序控制或微机控制线切割机床等。7.2 数控线切割机床的加工工艺（2）基本组成。它主要由机械装置、脉冲电源、工作液供给装置、数控装置和编程装置等组成。 机械装置。机械装置主要由床身、坐标工作台、丝电极驱动装置、工作液箱、附件和夹具等几部分组成。a. 坐标工作台。可以有X、Y向移动工作台和U、V形移动工作台，如图7-21所示。X、Y向移动工作台是安装工件、相对线电极进行进给的部分。U、V形移动工作台，是具有锥度加工功能的电火花线切割机床的一个组成部分，通常是放在上导向器部位。7.2 数控线切割机床的加工工艺图7-21 四轴同时控制1-X轴伺服电机；2-Y轴伺服电机3-数控柜；4-穿孔纸带；5-V

30、轴伺服电机；6-U轴伺服电机7-上导向器；8-工件；9-下导向器7.2 数控线切割机床的加工工艺b. 丝电极驱动装置。它又称为走丝系统。丝电极驱动装置，如图7-22所示。1-工作台；2-夹具；3-工件；4-脉冲电源；5-电极丝；6-导轮；7-丝架8-工作液箱9-储丝筒图7-22丝电极驱动装置示意图7.2 数控线切割机床的加工工艺 脉冲电源。它是数控电火花线切割加工机床的最重要组成部分之一，与数控电火花成形加工所用的在原理上相同。脉冲电源的形式很多，如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、并联电容型脉冲电源和低损耗电源等。 工作液供给装置。其作用组成与电火花成形加工中工作液循环过滤系统的相同。

31、7.2 数控线切割机床的加工工艺二、数控线切割加工工艺1工艺分析首先对零件图进行分析以明确加工要求，其次是确定工艺基准，采用什么方法定位。2工艺准备（1）切割前工件的准备。为了减少切割过程中模具的变形及提高加工质量，切割前凸凹模零件应满足以下要求： 工件上、下两平面的平行度误差应小于0.05mm。 工件应加工一对正交立面，作为定位、校验与测量基准。 模具切割应采用封闭式切割，以降低切割温度，减小变形。7.2 数控线切割机床的加工工艺 切割工件的四周边料留余量应为模具厚度的1/4为宜，一般边缘留余量不小于5mm。 为减小模具变形，并正确选择加工方法和严格执行热处理规范，对于精度要求高的模具，最好

32、进行两次回火处理。 工件淬火前应将所有销孔、螺钉孔加工成形。 模具热处理后，穿丝孔内应去除氧化皮与杂质，防止导电性能降低而引起断丝故障。 线切割前，工件表面应去除氧化皮和锈迹，并进行消磁处理。7.2 数控线切割机床的加工工艺（2）电极丝选择。电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性，抗拉强度高，材质均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝等。黄铜丝直径在0.10.3mm范围内，一般用于慢速导向走丝加工。快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在0.080.2mm范围内。丝电极直径的选择应根据切缝宽窄、工件厚度和拐角尺寸大小来选择。若加工带尖角、窄缝的小型零件宜选用较细的电极丝；若加工大厚度的工件或大电流切

33、割时应选较粗的电极丝。目前，国产电极丝的丝径规格有010mm、015mm、020mm、025mm、030mm、033mm和035mm等，丝径误差一般在2mm以内。7.2 数控线切割机床的加工工艺（3）电极丝初始位置的确定。线切割加工前，应将电极丝调整到切割的起始位置。穿丝孔位置的确定，有如下原则： 当切割凸模需要设置穿丝孔时，其位置可选在加工轨迹的拐角附近，以简化编程。 切割凹模等零件的内表面时，将穿丝孔设置在工件对称中心，对编程计算和电极丝定位都较方便。但切入行程较长，不适合大型工件，此时应将穿丝孔设置在靠近加工轨迹边角处或选在已知坐标点上。 在一块毛坯上要切出两个以上零件或在加工大型工件时

34、，应沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以便发生断丝时能就近重新穿丝，切入断丝点。7.2 数控线切割机床的加工工艺确定电极丝相对工件的基准面、基准线或基准孔的坐标位置的方法有以下几种： 目测法。直测目测或借助28倍的放大镜来进行观测，以确定电极丝与工件有关基准面的相对位置。 火花法。移动工作台使工件的基准面逐渐靠近电极丝，在出现火花的瞬时，记下工作台的相应坐标值，再根据放电间隙推算电极丝中心的坐标。 电阻法。利用电极丝与工件基面之间由绝缘到短路接触的瞬间，前后电阻突变的特点来确定电极丝相对于工件基准的坐标位置。7.2 数控线切割机床的加工工艺 自动找中心。所谓自动找中心，就是让电极丝在工件孔的中心自定位

35、。其原理如图7-23所示图7-23 电极丝自动找中心原理7.2 数控线切割机床的加工工艺3工件准备（1）工件材料及毛坯。（2）工件加工基准的选择。 为了便于线切割加工，根据工件外形和加工要求，应准备相应的校正和加工基准，并且此基准应尽量与图样的设计基准一致，常见的有以下两种形式： 以外形为校正和加工基准。 以外形为校正基准，内孔为加工基准。7.2 数控线切割机床的加工工艺（3）穿丝孔的确定。穿丝孔的位置最好选在已知轨迹尺寸的交点处或便于计算的坐标点上，以简化编程中有关坐标尺寸的计算，减少误差。当切割带有封闭型孔的凹模工件时，穿丝孔应设在型孔的中心。对于大的型孔切割，穿丝孔可设在靠近加工轨迹的边

36、角处。在切割凸模外形时，应将穿丝孔选在型面外，最好设在靠近切割起始点处。切割窄槽时，穿丝孔应设在图形的最宽处。在同一块坯件上切割出两个以上工件时，应设置各自独立的穿丝孔7.2 数控线切割机床的加工工艺（4）切割路线的确定。选择切割路线时，须注意以下几个方面。 应将工件与其夹持部分分割的部分安排在切割路线的末端。 ( a) 错误的切割路线 （b） 正确的切割路线图7-24切割路线的选择7.2 数控线切割机床的加工工艺 切割路线应从坯件预制的穿丝孔开始，由外向内顺序切割。 （a）错误方案 （ b）可用的方案 （c）最好的方案图7-25 切割起始点和切割路线的安排7.2 数控线切割机床的加工工艺 两

37、次切割法。切割孔类零件，为减少变形，采用两次切割。如图7-26所示。1-第一次切割路线；2-第一次切割后的实际图形；3-第二次切割的图形图； 图7-26 二次切割法图例7.2 数控线切割机床的加工工艺 在一块毛坯上要切出两个以上零件时，不应连续一次切割出来，而应从该毛坯的不同预制穿丝孔开始加工,如图7-27所示。 加工的路线，距离端面（侧面）应大于5mm。 (a) 错误方案 （b）正确的方案图7-27 在一块毛坯上要切出两个以上零件的加工路线7.2 数控线切割机床的加工工艺4加工条件的选择（1）电参数的选择。线切割加工一般采用晶体管高频脉冲电源，用单个脉冲能量小，脉宽窄，频率高的电参数进行正极

38、性加工。可改变的电参数主要有脉冲宽度、峰电流值、脉冲间隔、空载电压、放电电流等。要获得较好的表面粗糙度，所选用电参数也小；若要求获得较高的切割速度，脉冲参数要大些；加工大厚度工件时，宜选用较高的脉冲电压、较大的脉宽和电流峰值。快速走丝线切割加工电参数的选择见表7-3。7.2 数控线切割机床的加工工艺7.2 数控线切割机床的加工工艺（2）机械参数的选择。对于普通的快速走丝线切割机床，其走丝速度一般都是固定不变的。进给速度的调整主要是电极丝与工件之间的间隙调整。进给速度的调整主要靠调节变频进给量，表7-4给出根据进给状态调整变频的方法。7.2 数控线切割机床的加工工艺（3）工作液的选配。电火花线切割对工作液的要求是要有一定的绝缘性能、较好的消电离能力和灭弧能力、渗透性好、生产率高、稳定性好、对电极丝寿命的影响小，还应有较好的洗涤性能、防腐蚀性能、润滑性能、对人体无害、价格便宜、使用安全等。慢走丝电火花线切割加工的工作液一般都用去离子水。一般电阻率应在10100kcm。在用慢走丝电火花线切割机床进行特殊精加工时，也可采