第三章_电火花线切割加工

1、第三章第三章电火花线切割加工电火花线切割加工1 电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，简称WCEDM)是在电火花加工基础上于50年代末在前苏联发展起来的一种新工艺，由于其加工过程是利用线状电极靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割。目前，国内外的线切割机床已占电加工机床的60%以上。 2电火花线切割机床的基本组成电火花线切割机床的基本组成34目 录2.1 电火花线切割加工原理、特点及应用范围2.2 电火花线切割加工设备2.3 电火花线切割控制系统和编程技术2.4 影响线切割工艺指标的因素2.5 线切割加工工艺及其扩展应用5第一节

2、电火花线切割加工原理、特点及应用范围一、线切割加工原理 利用上下高速移动的金属导线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。6形成放电通道电弧成长、金属熔化爆炸、电极材料抛出冷却、排屑、极间消电离7 电极丝对工件存在亚微米级的过接触而产生一定接触压力时，两级间放电率可以达到95%以上。8 电火花线切割加工的基本原理与电火花成型加工一样，也是利用工具电极对工件进行脉冲放电时产生的电腐蚀现象来进行加工的。但是，电火花线切割加工不需要制作成型电极，而是用 运动着的金属丝（钼丝或铜丝）作电极，利用电极丝和工件在水平面内的相对运动切割出各种形状的工件。若使电极丝相对工件进行有规律的倾斜运动

3、，还可以切割出带锥度的工件。工件接在脉冲电源的正极，电极丝接负极 。9零件工艺分析零件工艺分析手工手工自动自动编程编程数数控控装装置置功功放放机床机床步进步进电机电机脉冲脉冲运丝运丝变变频频二、线切割加工过程： 对零件工艺分析后可用软件自动编程或手工编程，程序输入数控装置后通过功放自动控制步进电机，带动机床工作台和工件相对电极丝沿X、Y方向移动，完成平面形状的加工。数控装置自动控制工件和电极丝之间的相对运动轨迹的同时，检测到的放电间隙大小和放电状态信息经变频后反馈给数装置来控制进给速度，使进给速度与工件材料的蚀除速度相平衡，维持正常的稳定加工。10三、线切割加工的特点与电火花穿孔成形加工相比，

4、既有共性，又有特性。 共同点：线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。线切割的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，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。 11三、线切割加工的特点与电火花穿孔成形加工相比，既有共性，又有特性。 不同点：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。采用水或水基工作液，不会引起火，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。一般没有稳定电弧放电状态。电极与工件之间存在着“疏松接触

5、”式轻压放电现象。12三、线切割加工的特点与电火花穿孔成形加工相比，既有共性，又有特性。 不同点：省掉了成形的工具电极，大大降低了成形工具电极的设计和制造费用，用简单的工具电极，靠数控技术实现复杂的切割轨迹，缩短了生产准备时间，加工周期短，这不光对新产品的试制有意义，对大批生产也增加了快速性和柔性。由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度的影响比较小。13 1. 加工模具2.加工电火花成形加工用的电极3.加工高硬度材料4.加工贵重金属5.加工试验品 四、线切割加工的应用范围四、线切割加工的应用范围14

6、线切割应用：微细结构和复杂形状15线切割应用：16快走丝线切割机床加工精度可达到0.01mm， 加工表面粗糙度 Ra1.6m。17第二节 电火花线切割加工设备加工精度可达到1.5m， 加工表面粗糙度Ra0.10.2m。18慢走丝线切割机床电火花线切割机床的牌号编制方法JB/T 7445.2-201219 电火花线切割机床是电火花加工机床的一种，根据走丝速度和加工精度不同，分快走丝和慢走丝二种。20m/min21数控线切割技术的发展趋势 1. 切割速度、加工精度、表面粗糙度、复杂度的进一步提高； 2. 线切割机床逐步形成产品的系列化、标准化和通用化，向大型、精密、高效率、多功能及自动化等方向发展

7、。22 线切割机床由脉冲电源、机床本体、控制系统和工作液循环系统四大部分组成。(一)脉冲电源 线切割机床的脉冲电源采用小功率、窄脉冲、高频率、大峰值电流的高频脉冲电源。 一般电源的电规准有几个档，以调整脉冲宽度和脉冲间隙时间，满足不同加工要求。(二)机床本体 机床本体包括：床身、坐标工作台、走丝机构组成。1、床身 床身一般为铸件，是坐标工作台、走丝机构的固定基础。床身内部安置脉冲电源和工作液箱。考虑电源会发热和工作液泵有振动，有些机床将脉冲电源和工作液箱移出床身另行安放。232. 坐标工作台 坐标工作台安置在床面上，包括上层工作台面、中层中拖板、下层底座，还有减速齿轮和丝杠螺母等构件。两个步进

8、电动机经过齿轮减速，带动丝杠螺母，从而驱动工作台在XY平面上移动。控制器每发出一个进给脉冲信号，工作台就移动lm，则称该机床的脉冲当量为1m/脉冲。工作台传动原理24走丝机构传动原理3. 走丝机构 快走丝机构的作用是保证电极丝能进行往复循环的高速运行，由电动机传动储丝筒作高速正反向转动。通过齿轮副传动走丝机构拖板的丝杠螺母，使电极丝均匀地卷绕在储丝筒上。 储丝筒在旋转的同时，做轴向移动，轴向移动应大于电极丝直径，使电极丝整齐排列在贮丝筒上。 快速走丝 能较好地将电蚀屑排出加工区，提高加工速度。电极丝换向时的减速和加速过程中，放电和进给必须停止。否则会出现断丝。由于电极丝换向时的抖动和反向停顿，

9、使加工表面出现凹凸不平的条纹。25 慢走丝机构，走丝速度在 0.2m/s以下，电极丝多采用成卷的黄铜丝或镀锌黄铜丝，工作时单向运行，经放电加工后不再使用，电极丝的张力可调节。特点：电极丝只用一次，工作平稳、均匀、抖动小、加工质 量好，但加工速度低，加工成本高。264. 锥度切割装置 目的：切割有落料角的冲模和某些有锥度的内外表面。 结构方式：（1）导轮偏移式丝架（2）导轮摆动式丝架（3）双坐标联动装置2728（四）工作液循环系统 快走丝用的工作液是乳化液，慢走丝用的工作液是去离子水。去离子水是通过离子交换树脂净化器将水中的离子去除，并通过电阻率控制装置，控制去离子水的电阻率。 作用：与电火花成

10、形相同，主要是及时排除电蚀产物，对工件和电极丝进行冷却。（三）控制系统 作用：按程序自动控制电极丝和工件之间的相对运动轨迹和进给速度，完成对工件的加工。同时，根据放电间隙大小和放电状态，使进给速度和工件的蚀除速度相平衡，维持正常的稳定加工。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 控制系统是进行电火花线切割加工的重要环节。控制系统的稳定性、可线性、控制精度及自动化程度都直接影响到加工工艺指标和工人的劳动强度。 控制系统的主要作用是在电火花线切割加工过程中：按加工要求自动控制电极丝相对工件的运动轨迹；自动控制伺服进给速度，保持恒定的放电间隙，防止开路和短路实现对工件的形状和尺寸加

11、工。 电火花线切割机床控制系统主要包括轨迹控制和加工控制。291.轨迹控制基本原理 30 线切割加工时，数控装置连续运算，并向驱动机床工作台的步进电机发出相互协调的进给脉冲，使工作台(工件)按指定的路线运动。 斜线(直线)OA的插补过程。O点为切割的起点，X、Y轴分别表示工作台的纵、横进给方向。取斜线的起点O为坐标原点，OA终点的坐标为(6，4)。 先从坐标原点O沿X轴正向进给一步，加工点(电极丝)由O移动到M1，M1点在OA的下方下方 已偏离斜线，产生了偏差。为使加工点向OA靠拢，需沿Y轴正向轴正向进给一步，加工点由M1移动到M2。M2点在OA的上方上方，也偏离了斜线，产生了新的偏差。为了纠

12、正这个偏差，应沿X轴正向轴正向进给一步。如此连续插补，直到斜线终点A(6，4)。1.轨迹控制基本原理 电极丝相对工件的运动轨迹是折线O-M1- M2-A。 斜线(直线)插补就是用上述折线代替直线OA，完成对斜线的加工。31逐点比较法：加工过程中，工作台每进给一步，都要比较一下加工点与规定图形的位置，逐步逼近加工图形的控制方法。 圆弧AB的插补过程。 取圆心为坐标原点，用X、Y轴表示机床工作台的纵、横进给方向。以A点为加工起点。若加工点在圆弧外(包括在圆弧上的点)，沿X轴负向进，给一步，加工点在圆弧内，沿Y轴正向进给一步，一直插补到圆弧终点B。和斜线插补一样，也是用一条折线代替圆弧AB。1、轨迹

13、控制基本原理 32 为什么可用折线代替斜线和圆弧呢？ 因为控制台每发出一个进给脉冲，工作台进给的一步距离仅为1m，斜线和圆弧与折线的最大偏差就是工作台进给一步的距离。这个误差是工件尺寸精度所允许的。 从斜线和圆弧插补过程可以看出，工作台的进给是步进的。它每走一步机床数控装置都要自动完成四个工作节拍。 工作节拍方框图33 (1)偏差判别 判别加工点对规定图形的偏离位置，以决定工作台的走向。 (4)终点判断 每当进给一步并完成偏差计算之后，应判断是否已加工到图形的终点，若加工点已到终点，便停止加工。否则，应按加工节拍继续加工，直到终点为止。 (2)工作台进给 根据判断的结果，控制工作台在X或Y方向

14、进给一步，以使加工点向规定图形靠拢。 (3)偏差计算 在加工过程中，工作台每进给一步，都由机床的数控装置根据数控程序计算出新的加工点与规定图形之间的偏差，作为下一步判断的依据。34计算机是如何判断加工点对规定图形的偏差的？对于直线：以起点为坐标原点 用F=xey-xye来表示偏差的大小，直线终点坐标为（xe ，ye），当F0时，X轴正方向进给一步；当F0时， Y轴正方向进给一步。对于圆弧：以圆心为坐标原点 用F=x2+y2-R2来表示偏差的大小，当F0时，X轴正方向进给一步；当F0时， Y轴正方向进给一步。 计算机用递进法进行偏差计算。即每进给一步，用前一步的偏差来推算新加工点的偏差。35 通

15、过控制线段从起点加工到终点时，工作台在X或Y方向上的进给总长度Gx或Gy来进行终点判断的。计算机是如何进行终点判断的？ 在数控装置中设立了一个计数器来进行计数。在加工前将X或Y方向上进给的总长度存入计数器，加工过程中工作台在计数方向上每进给一步，计数器就减去1，当计数器中存入的数值被减到零时，表示已切割到终点，加工结束。 计数方向是否可任选呢？ 如图所示，应选X方向计数Gx=6步若选Y方向计数Gy=4步，加工完M8就停止加工，X方向少走一步。 为防止漏走，应取投影长度大的方向作计数方向。2. 加工控制功能 线切割加工控制和自动化操作方面的功能很多，并有不断增强的趋势，这对节省准备工作量、提高加

16、工质量很有好处，主要有下列几种。361）进给速度控制；2）短路回退；3）间隙补偿；4）图形的缩放、旋转和平移 ；5）适应控制；6）自动找中心；7）信息显示。 数控程序就是用来控制机床，使机床按照预定要求进行切割加工。变换成机器可以接受的指令码，这个全过程称为程序的编制。 3B格式是数控线切割机床所用的程序之一。（一）程序格式（一）程序格式 ( (无间隙补偿无间隙补偿 ) )BXBYBJGZ分隔符号 X坐标值 Y坐标值 计数长度 计数方向加工指令37 3B格式程序是按电极丝中心轨迹中心轨迹编程，编程时，工件尺寸要换算成电极丝中心轨迹。二、线切割数控编程要点（ 3B格式程序编制）步骤：1. 计算补

17、偿量和轨迹图。2. 计算直线终点相对坐标；计算圆弧起点和终点相对圆心坐标。3. 根据终点坐标确定计数方向和计数长度。4. 根据直线终点位置和圆弧起点位置确定加工指令。38BXBYBJGZ分隔符号 X坐标值 Y坐标值 计数长度 计数方向加工指令1 1分隔符号分隔符号B B 用来将X、Y、J的数码分开，利于控 制装置识别。2 2坐标值坐标值X X、Y Y 即X、Y相对坐标的绝对值，单位m 39 坐标原点为线段起点起点，X、Y分别取线段在对应方向上的增量增量，即该线段在相对坐标系中的终点坐标的绝对值。X、Y允许取比值比值，若X或Y为零时，X、Y值均可不写可不写，但分隔符号保留。例如 B2000B0B

18、2000GxL1 可写为BBB2000GxL1。 坐标原点为圆心圆心，X、Y取圆弧起点坐标的绝对值绝对值，但不允许不允许 取比值。3计数方向G Gx 取X方向进给总长度计数 GY取Y方向进给总长度计数直线：直线： 用线段的终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向数值大，就取该方向作为计数方向。即：|Y| |X|时，取GY； |Y| |X|时，取Gx；|Y|=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定。 403计数方向G Gx 取X方向进给总长度计数 GY取Y方向进给总长度计数圆弧：圆弧： 根据终点终点坐标的绝对值，哪个方向数值小，就取该方向为计数方向。 与直线相反。即：|Y|X|时，取Gx；|Y|

19、=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定。4145线以内的直线取Gx圆弧终点在45线以内的取Gy4计数长度J 根据计数方向，选取直线或圆弧在该方向上的投影总和（绝对值），单位m 直线AB： 取 GY 圆弧CD： 取GYJ=3000 m 42R5Y方向投影较长终点坐标Y 绝对值较小R= =5mm2234 顺时针方向切割逆时针方向切割5 5加工指令加工指令Z Z 根据被加工图形的形状，所在象限和走向等确定。控制台根据这些指令，进行偏差计算，控制进给方向。直线直线加工指令有：L1、L2、L3、L4 顺时针方向加工圆弧圆弧加工指令有：SR1、SR2、SR3、SR4逆时针方向加工圆弧圆弧加工指令有

20、：NR1、NR2、NR3、NR4加工指令Z ：看走向，看起点象限或即将进入的象限（轴上的点）。43加工指令Z ：看终点象限轴上的点看方向。B2000 B3000 B3000 Gy L2B2 B3 B3000 Gy L2B13500B0B13500GxL3，或BBB13500GxL3 44坐标值取绝对值X和 Y同时按比例缩放轴上的点只写分隔符号Y轴投影较长，取Gy终点在第二象限取L2终点在X轴反方向 取GxL33B格式编程实例R5B3000 B4000 B17000 Gy SR3453B格式编程实例取起点坐标绝对值终点坐标绝对值小的方向为计数数方向J1=3+5 =8mmJ2=4+5=9mm总计数

21、长度J1+J2起点在第三象限顺时针切割SR例题：加工圆弧例题：加工圆弧ABAB加工指令Z取 SR3（起点在第三象限，顺时针切割）4) 程序 B9000 B2000 B25880 Gx SR3462）圆弧半径： 计数长度：由终点坐标B（2，-9）判断 |Y|X| ，计数方向取Gx；起点坐标绝对值凸模凹模（二）间隙补偿（二）间隙补偿 实际编程时，通常不是编工件轮廓线的程序，应该编切割时电极丝中心所走的轨迹轨迹的程序，即还应该考虑电极丝的半径和电极丝至工件间的放电间隙。 电极电极丝丝 中心轨迹中心轨迹间隙补偿量间隙补偿量 ：R=R=电极丝半径电极丝半径r+r+放电间隙放电间隙 47（三）编程步骤（三

22、）编程步骤 在编程前应了解数控线切割机床的规格及主要技术参数，数控装置的功能及适应程序代码格式。 1正确选择穿丝孔和电极丝切入位置 穿丝孔是电极丝加工的起点，也是程序的原点，O点为穿丝孔。一般选工件的基准点附近。红色所示为待线割的孔。 穿丝孔到工件之间有一条引入线段，如OA段，称为引入程序段引入程序段。在手工编程时，应减去一个间隙补偿量R ，从而保证图形位置的准确性，防止过切。483确定加工路线 根据工件的装夹情况，建立坐标系。选择正确的加工路线能减小工件的变形，保证加工精度。4求加工轨迹各线段的各交点相对相对坐标值 将图形分割成若干条单一的直线或圆弧，按图纸尺寸（平均尺寸）求出加工轨迹各线段

23、的交点的相对坐标值。 5编制程序 6程序检验 空运行，即将程序输入数控装置后空走，检查机床的回零误差。2计算间隙补偿量R 。49例1 如图所示的加工轨迹，它由三条直线段和一段圆弧组成，所以要分成四段来编程序。加工轨迹图形（四）编程实例（四）编程实例 (1)加工直线段AB，以起点A为坐标原点，AB与X轴重合，程序为：BBB40000GXLl (2)加工斜线段BC，应以B点为坐标原点，则C点对B点的坐标为X=10 mm，Y=90 mm，程序为： B1B9B90000GYL1 (3)加工圆弧CD，以该圆弧圆心O为坐标原点，经计算圆弧起点C对O的坐标为X=30 mm，Y=40 mm，起点在第一象限，逆

24、时针加工，程序为B30000B40000B60000GxNR1 (4)加工斜线DA，以D为坐标原点，终点A对D的坐标为X=l0mm，Y=-90mm，终点在第四象限，程序为：B1B9B90000GYL450 编制如图所示凸凹模（图中尺寸为计算后的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝为的钼丝0.18mm ，单边放电间隙为0.01mm。51编程举例算出电极丝中心轨迹建立坐标系，确定穿丝孔位置。 切割凸凹模时，加工顺序应先内后外，选取20圆的圆心，其中穿丝孔位置分别是O点和B点（0，-30）。确定补偿量 R=0.18/2+0.01=0.10mm计算电极丝中心轨迹交点相对坐标 O为原点：A(9.9，0）、

25、B (0，-30）； C(0，-25.1)； F(8.49，23.621）B为原点：C(0，4.9)； C为原点：D(60.1，0)D为原点： E(0，35.17)；E为原点: F(-51.61，18.551）52编写程序 直线段OA和BC段为引导程序段，需减去补偿量0.10mm。其余线段和圆弧按考虑间隙补偿后的轨迹编程。 先切割内孔，从圆心空走到外形B处，再按顺序切割。 加工顺序为： OAAOBCDEFC 533B格式程序B B B009900 Gx L1 穿丝切割，OA段 B9900 B B039600 Gy NR1 内孔加工B B B009900 Gx L3 AO段 D 拆丝B B B0

26、30000 Gy L4 空走OB段 D 装丝B B B004900 Gy L2 BC段B B B060100 Gx L1 CD段B B B030170 GY Y L2 DE 段 B51610 B18551 B051610 Gx L2 EF段B8490 B23621 B058690 Gx NR1 FC段 DD 结束加工顺序为：OAAOBCDEFC54三、三、ISO代码数控程序编制代码数控程序编制 ISO代码进行数控编程是电加工控制发展的必然趋势。目前，部分厂家采用3B、4B和ISO并存的方式作为过渡。 （一）程序段格式和程序格式（一）程序段格式和程序格式P10N01G92XOYON02G01X5

27、000 Y5000N03G01X2500 Y5000N04G01X2500 Y2500N05G01XOYON06M02程序名 字母和数字 程序主体 由若干个程序段组成 程序结束指令 55程序段格式N02G01X5000Y5000尺寸字尺寸字 电极丝运动坐标位电极丝运动坐标位置，置，X X、Y Y、U U、V V、A A、I I、J J等，等，后续数字为整数，单后续数字为整数，单位位m,正、负号。正、负号。加工指令加工指令 GG其后续有其后续有两 位 正 整 数 ，两 位 正 整 数 ， 如如G00G00G99G99。 顺序号字顺序号字 程序段的程序段的序号，序号，N N后续数字后续数字2 24

28、 4位。如位。如N03N03、N0010N0010。56（二）（二）ISOISO代码及其编程代码及其编程 常用ISO指令代码 1 1G00 G00 为快速定位指令为快速定位指令在线切割不加工情况下，使指定的在线切割不加工情况下，使指定的某轴以最快速度移动到指令位置某轴以最快速度移动到指令位置 书写格式：书写格式：G00 X_ Y_G00 X_ Y_ 例例 如：如：G00 X60000 Y80000G00 X60000 Y80000注意：如果程序中指定了注意：如果程序中指定了G01G01、G02G02指令，则指令，则G00G00无效无效 572G01 直线插补指令在各个坐标平面内加工任意斜率直线

29、轮廓和用直线逼近曲线轮廓。书写格式：G01 X_ Y_例 如：G92 X20000 Y20000 G01 X80000 Y60000 加工锥度的线切割机床具有X、Y、U、V工作台，则程序段格式为：G01 X_ Y_ U_ V_583 3G02G02、G03 G03 圆弧插补指令圆弧插补指令 书写格式：G02 X_ Y_ I_ J_ G03 X_ Y_ I_ J_注：G02顺时针插补圆弧 ，G03逆时针插补 X、Y表示圆弧终点终点绝对坐标 I、J圆心坐标，是圆心相对圆弧起点的增量值，I是X方向坐标，J是Y方向坐标。 G02 X30000 Y30000 I20000 JO AB弧G03 X4500

30、0 Y15000 I15000 JO BC弧594 4G90G90、G91G91、G92 G92 坐标指令坐标指令G90G90绝对坐标指令。即移动指令终点坐标值绝对坐标指令。即移动指令终点坐标值X X、Y Y都是都是以工件坐标系原点（程序的零点）为基准来计算的。以工件坐标系原点（程序的零点）为基准来计算的。书写格式：书写格式：G90 G90 （单列一段）（单列一段） 终点终点 ：8080，6060 G91G91增量坐标指令。增量坐标指令。 即坐标值均以前一个坐标位置作为起即坐标值均以前一个坐标位置作为起点来计算下一点位置值。点来计算下一点位置值。3B3B、4B4B格式格式均按此方法计算坐标点。

31、均按此方法计算坐标点。书写格式：书写格式：G91G91（单列一段）（单列一段） 终点终点 ：6060，4040 60G92G92绝对坐标指令绝对坐标指令( (定起点定起点) )书写格式：书写格式：G92 X_Y_G92 X_Y_表示电极丝当前的位置在编辑坐标系中的表示电极丝当前的位置在编辑坐标系中的坐标值，即加工程序的坐标值，即加工程序的起点起点。G92 X10000 Y10000G92 X10000 Y10000 61例题例题 G90绝对坐标编程P0010 （程序名）N01 G92 X0 Y0（确定加工程序起点）N02 G01 X10000 Y0 N03G01 X10000 Y20000 N

32、04G02 X40000 Y20000 I 15000 J 0 N05G01 X30000 Y0 N06G01 X0 Y0 N07 M02（程序结束）62G91相对坐标编程P0011 （程序名）N01 G92 X0 Y0（起点）N02 G91 （后面为坐标增量编程）N03 G01 X10000 Y0N04 G01 X0 Y20000N05 G02 X30000 Y0 I15000 J0N06 G01 X-10000 Y-20000N07 G01 X-30000 Y0N08 M02 （程序结束）635 5G05G05、G06G06、G07G07、G08G08、G10G10、G11G11、G12

33、G12 G11G11为镜像及交换指令为镜像及交换指令G05G05X X轴镜像，轴镜像，X=-XX=-XG06G06Y Y轴镜像，轴镜像，Y=-YY=-YG12G12消除镜像。每进行镜像程序时，结束都需加该指令消除镜像。每进行镜像程序时，结束都需加该指令 646 6G40G40、G41G41、G42G42为间隙补偿指令为间隙补偿指令G41G41左偏补偿指令左偏补偿指令格式：格式：G41 D_G41 D_G42G42右偏补偿指令右偏补偿指令格式：格式：G42 D_G42 D_DD表示间隙补偿量，计算方法与前面方法相同。左偏、右偏表示间隙补偿量，计算方法与前面方法相同。左偏、右偏是沿加工方向看，是沿

34、加工方向看，轨迹在轮廓的左边或右边。轨迹在轮廓的左边或右边。 657 7G50G50、G51G51、G52 G52 锥度加工指令锥度加工指令G50G50消除锥度、消除锥度、G51G51锥度左偏、锥度左偏、G52G52锥度右偏锥度右偏G51G51锥度左偏指令，锥度左偏指令，书写格式：书写格式：G51 A_G51 A_ G51 A0.5 G51 A0.5沿走丝方向看沿走丝方向看电极丝电极丝上方上方向左偏离。向左偏离。顺时针加工，锥度左偏加工的工件顺时针加工，锥度左偏加工的工件为为上大下小上大下小；逆时针加工，左偏时；逆时针加工，左偏时工件工件上小下大上小下大。 驱动上导驱动上导轮轮部位部位U U、

35、V V工作台工作台，使上导轮相对于使上导轮相对于X X、Y Y工作台平工作台平移，获得所要求的锥角。可以移，获得所要求的锥角。可以解决凹模的漏料问题。解决凹模的漏料问题。66G52G52锥度右偏指令，用此指令顺时针加工，工件为上锥度右偏指令，用此指令顺时针加工，工件为上小下大；逆时针加工，工件为上大下小。小下大；逆时针加工，工件为上大下小。书写格式：书写格式：G52 A_G52 A_G50G50取消锥度指令。取消锥度指令。书写格式：书写格式：G50G50加工前还需输入工件及工作台参数：加工前还需输入工件及工作台参数：WW下导轮中心到工作台面的距离下导轮中心到工作台面的距离HH工件厚度工件厚度

36、S S工作台面到上导轮中心距离工作台面到上导轮中心距离 67（三）编程实例（三）编程实例 编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径0.18mm0.18mm ，单边放电间隙为，单边放电间隙为0.01mm0.01mm为。（凹模为。（凹模尺寸为计算后平均尺寸）。尺寸为计算后平均尺寸）。68N01 G92 X0 Y0（起点绝对坐标）N02 G41 D100（间隙左补偿，凹模逆时针加工，应放于切入加工之前）N03 G01 X0 Y-25000（直线OA）N04 G01 X60000 Y-25000 （直线AB）N05 G01 X60000 Y5000 （直线BC）

37、N06 G01 X8456 Y23526 （直线CD）N07 G03 X0 Y-25000 I-8456 J-23526（圆弧DA，终点 A坐标和圆心相对起点坐标。）N08 G40 （取消间隙补偿，放于退出加工之前）N09 G01 X0Y0 （直线AO）N10 M02 （程序结束）691.切割速度2.表面粗糙度3.放电间隙4.加工精度5.电极丝损耗量 1. 线切割加工的主要工艺指标线切割加工的主要工艺指标第四节 影响线切割工艺指标的因素70（1）切割速度）切割速度 在保持一定表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和，单位mm2/min。高速走丝切割速度一般为80-1

38、80 mm2/min。它与加工电流大小有关，为比较不同输出电流脉冲电源的切割效率，将每安培电流的切割速度称为切割效率，一般为20 mm2/(minA)。最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件下，所能达到的切割速度。71 高速走丝线切割的表面粗糙度可达Ra5.02.5m，最佳可达Ra1.0m左右；低速走丝线切割一般可达Ra1.25m，最佳可达Ra0.2m。（3）放电间隙）放电间隙 通常认为电极丝与工件之间的单边放电间隙在0.01mm左右，若脉冲电源的电压高些，放电间隙会大一些。 （2）表面粗糙度）表面粗糙度72图3-13线切割表面黑白条纹及其切缝形状a)电极丝往复运动产生的黑白条纹b)

39、电极丝入口和出口处的宽度c)电极丝不同走向处的剖面图1电极丝运动方向2微凹的黑色部分3微凸的白色部分73（4）加工精度）加工精度 加工精度是所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。高速走丝线切割加工精度可达0.020.01mm左右，低速走丝线切割可达0.0050.002mm左右。（5）电极丝损耗量）电极丝损耗量 对高速走丝机床，采用电极丝切割10000mm2面积后电极丝直径的减少量来表示。一般每切割10000mm2面积后，电极丝（钼丝）直径减少不应小于0.01mm。742.电参数对工艺指标的影响电参数对工艺指标的影响（1 1）峰值电流：）峰值电流： 放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，

40、工件放电痕迹增大，故切割速度迅速提高，表面粗糙度数值增大，电极丝损耗增大，加工精度有所下降。但当其达到一定临界值后，若再继续增大峰值电流，则加工的稳定性变差，加工速度明显下降，甚至断丝。75 （2 2）脉冲宽度）脉冲宽度titi： 增大脉冲宽度ti，线切割加工的速度提高，表面粗糙度变差。同时，随着脉冲宽度的增加，电极丝损耗也变大。当脉冲宽度ti增大到一临界值后，线切割加工速度将随脉冲宽度的增大而明显减小。 （3 3）脉冲间隔）脉冲间隔toto： 减小脉冲间隔to，脉冲频率将提高。脉冲间隔to在电火花加工中的主要作用是消电离和恢复液体介质的绝缘。脉冲间隔过大会使加工速度明显降低，严重时不能连续进

41、给，加工变得不稳定。76 线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性加工，否则切割速度变低且电极丝损耗增大。（4 4）极性：）极性：77（1 1）电极丝的选择：）电极丝的选择： 目前电火花线切割加工使用的电极丝材料有钼丝、钨丝、钨钼合金丝、黄铜丝、铜钨丝等。快走丝线切割加工中广泛使用钼丝作为电极丝，慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1 mm以上的黄铜丝作为电极丝。3. 非电参数对工艺指标的影响非电参数对工艺指标的影响78（2 2）电极丝的直径：）电极丝的直径： 电极丝的直径是根据加工要求和工艺条件选取的。在加工要求允许的情况下，可选用直径大些的电极丝。细电极丝的优点是可以得到较小半径的内尖角，加工

42、精度能相应提高。79（3 3） 走丝速度：走丝速度：0246810 12 14102030405060vs / (m / s)vw / (mm2 / min)快速走丝方式丝速对加工速度的影响快速走丝方式丝速对加工速度的影响80vs / (mm / s)vw / (mm2 / min)02468 10 12 141234慢速走丝方式丝速对加工速度的影响慢速走丝方式丝速对加工速度的影响81（4 4）电极丝往复运动：）电极丝往复运动： 快走丝线切割加工时，加工工件表面往往会出现黑白交错相间的条纹，电极丝进口处呈黑色，出口处呈白色。电极丝运动方向工件加工表面82（5 5）电极丝张力：）电极丝张力：57

43、910243036张力 / Nvw / (mm2 / min)电极丝张力与进给速度图电极丝张力与进给速度图83（6 6）工作液：）工作液： 在相同的工作条件下，采用不同的工作液可以得到不同的加工速度、表面粗糙度。 电火花线切割加工的切割速度与工作液的介电系数、流动性、洗涤性等有关。快走丝线切割机床的工作液有煤油、去离子水、乳化液、洗涤剂液、酒精溶液等。但由于煤油、酒精溶液加工时加工速度低、易燃烧，现已很少采用。 目前，快走丝线切割工作液广泛采用的是乳化液，其加工速度快。慢走丝线切割机床采用的工作液是去离子水和煤油。84工作液工作液工件工作液工作液工作液 工作液 放电产物放电产物电极丝(a) 单

44、向喷入方式(b) 双向喷入方式工作液喷入方式对加工精度的影响工作液喷入方式对加工精度的影响85（7 7）工件材料及厚度：）工件材料及厚度： 材料不同，加工效果不同，这是因为工件材料不同，脉冲放电能量在两极上的分配、传导和转换都不同。从热学观点来看，材料的电火花加工性与其熔点、沸点有很大关系。 碳(石墨) C 钨 W 碳化钛 TiC 碳化钨 WC 钼 Mo 铬 Cr 钛 Ti 铁 Fe 钴 Co 硅 Si 锰 Mn 铜 Cu 铝 Al 熔点 3700 3410 3150 2720 2625 1890 1820 1540 1495 1430 1250 1083 660 沸点 4830 5930 6

45、000 4800 2500 3000 2740 2900 2300 2130 2600 2060 86（8 8）进给速度：）进给速度： 正常的电火花线切割加工就要保证进给速度与蚀除速度大致相等，使进给均匀平稳。 若进给速度过高(过跟踪)，即电极丝的进给速度明显超过蚀除速度，则放电间隙会越来越小，以致产生短路。当出现短路时，电极丝马上会产生短路而快速回退。当回退到一定的距离时，电极丝又以大于蚀除速度的速度向前进给，又开始产生短路、回退。 这样频繁的短路现象，一方面造成加工的不稳定，另一方面造成断丝.87（9 9）火花通道压力：）火花通道压力：工件工件运动方向工件工件运动方向放电压力使电极丝弯曲示

46、意图放电压力使电极丝弯曲示意图 88第五节 线切割加工工艺 线切割机床切割方式有：v直壁切割：切割时，电极丝与工件的移动平面垂直v锥度切割：切割时，电极丝与工件的移动平面是倾斜一定的角度，加工的工件具有一定的锥度。 v上下异型面切割：切割时，电极丝与工件的移动平面是倾斜的，并且倾斜角度是按要求变化的，亦即电极丝上端与下端按不同的型面编程。89线切割上下异形面工件线切割上下异形面工件90工件倾斜、数控回转线线切割加工双曲面零件动点沿一直线作等速移动，而此直线又围绕与其直交的轴线作等角速的旋转运动时，动点在该直线的旋转平面上的轨迹91螺旋曲面正弦曲面92窄螺旋槽八角宝塔93太师椅扭转四方锥台94线

47、切割加工步骤及要求线切割加工步骤线切割加工步骤951.1.分析零件图纸分析零件图纸v与其他金属加工一样，在对工件进行电火花线切割前应充分对所要加工产品的零件图纸进行分析审核，主要从以下几个方面考虑： v1）尺寸要求：凹角、夹角的尺寸要符合线切割的加工要求；v2）形状要求：加工的必须是通孔零件；v3）材料要求：必须是导电材料，而且一般选用硬度大的材料；v4）精度要求：合理选择表面粗糙度和加工精度。96 现以线切割加工为主要工艺，对钢进行加工路线如图所示。 钢件加工工艺流程钢件加工工艺流程972.2.工艺处理工艺处理 （1）工件夹具的设计和选择 所涉及选择的工件夹具应便于安装，便于协调工件和机床间

48、的尺寸关系，且尽可能可以反复利用。在加工大型工件时应充分考虑工件的定位问题，特别是在加工快完成时，工件容易变形，使电极丝夹紧，导致断丝。可以考虑采用几块磁体将加工完成的地方吸住，保证加工的正常进行。98（2）正确选择穿丝孔、进刀线和退刀线 穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点，同时也是程序执行的原点，所以穿丝孔应选择在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置。为保证加工精度，穿丝孔的位置应设置在工件上，一般为基准点位置。 而在设置进刀线及退刀线时应注意不与轮廓第一条边重合、不与第一条边夹角过小或距离过近，最好是通过工件的中心线。99(a)(b)装夹部分装夹部分(c)(d)装夹部分装夹部分切割凸模时穿

49、丝孔位置及切割方向比较图切割凸模时穿丝孔位置及切割方向比较图 由于在线切割中工件坯料的内应力会失去平衡而产生变形，影响由于在线切割中工件坯料的内应力会失去平衡而产生变形，影响加工精度，严重时切缝甚至会夹住、拉断电极丝。综合考虑内应力加工精度，严重时切缝甚至会夹住、拉断电极丝。综合考虑内应力导致的变形等因素，可以看出，图导致的变形等因素，可以看出，图C最好。在图最好。在图D中，零件与坯料工中，零件与坯料工件的主要连接部分被过早地割离，余下的材料被夹持部分少，工件件的主要连接部分被过早地割离，余下的材料被夹持部分少，工件刚性大大降低，容易产生变形，从而影响加工精度。刚性大大降低，容易产生变形，从而

50、影响加工精度。100(a) 穿丝孔与加工轨迹太近(b) 穿丝孔与加工轨迹较远穿丝孔的大小与位置穿丝孔的大小与位置 1.穿丝孔的加工，穿丝孔的加工方法主要取决于现场设备。生产中常用钻头直接钻出来，对于硬度较高或较厚的材料，则需要用高速电火花加工等方法来打孔。 2.穿丝孔位置和直径的选择，穿丝孔的位置与加工零件轮廓的最小距离和工件厚度有关，工件越厚，则最小距离越大，一般不小于3mm。在实际中穿丝孔有可能打歪，若距离过小，则可能导致工件报废；若距离过大，则会增加加工行程。 注意：穿丝孔加工完成后，一定要清理里面的毛刺，避免加工中短路而导致加工不能正常进行。101 （3）提高切割精度 a.a.增加超切

51、程序和回退程序：增加超切程序和回退程序：切缝理想情况下的电极丝真实情况下的电极丝待加工部分待加工部分(a)(b)(c)(d)AA工作中电极丝的挠曲工作中电极丝的挠曲 102b b减小线切割加工中的变形的手段：减小线切割加工中的变形的手段：1) 1) 采用预加工工艺采用预加工工艺1234121预加工槽；2凸模；3穿丝孔；4夹持余量(a)(b)凸模的预加工凸模的预加工 103121凹模轮廓；2预加工轮廓凹模的预加工凹模的预加工1042) 2) 合理确定穿丝孔位置合理确定穿丝孔位置31321凸模；2凹模；3穿丝孔(a)(b)线切割穿丝孔的位置线切割穿丝孔的位置 105切入位置的选择切入位置的选择 1

52、063) 3) 多穿丝孔加工多穿丝孔加工(b)(a)多个穿丝孔加工多个穿丝孔加工1074) 恰当安排切割图形线切割加工用的坯料在热处理时表面冷却快，内部冷却慢，形成热处理后坯料金相组织不一致，产生内应力，而且越靠近边角处，应力变化越大。所以，线切割的图形应尽量避开坯料边角处，一般让出810 mm。对于凸模还应留出足够的夹持余量。5) 正确选择切割路线切割路线应有利于保证工件在切割过程中的刚度和避开应力变形影响。1081231第一次切割轨迹；2变形后的轨迹；3第二次切割轨迹二次切割法二次切割法6) 采用二次切割法1093.3.数学处理数学处理 在完成了工艺处理后，需要根据零件的几何尺寸计算出运动轨迹，如几何图形起点、终点、交点、切点、圆弧的圆心点等与运动轨迹有关的坐标值。对于有补偿