电火花线切割

1、模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工16.1.1 电火花线切割加工原理第第6章章 数控电火花线切割模具加工技术数控电火花线切割模具加工技术 电火花线切割加工与电火花成形加工的基电火花线切割加工与电火花成形加工的基本原理一样，都是基于电极间脉冲放电时的电本原理一样，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理，实现零部件的加工。所不同的火花腐蚀原理，实现零部件的加工。所不同的是，电火花线切割加工不需要制造复杂的成形是，电火花线切割加工不需要制造复杂的成形电极，而是利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）电极，而是利用移动的细金属丝（钼丝或铜丝）作为工具电极，工件按照预

2、定的轨迹运动，作为工具电极，工件按照预定的轨迹运动，“切割切割”出所需的各种尺寸和形状。出所需的各种尺寸和形状。 模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工2 电火花线切割加工放电基本原理电火花线切割加工放电基本原理 电火花线切割加工时，在电极丝和工件之电火花线切割加工时，在电极丝和工件之间进行脉冲放电，间进行脉冲放电，电极丝电极丝接脉冲电源的接脉冲电源的负极负极，工件工件接脉冲的接脉冲的正极正极。当来一个电脉冲时，电极。当来一个电脉冲时，电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放在通道丝和工件之间产生一次火花放电，在放在通道的中心温度瞬间可高达的中心温度瞬间可高

3、达1000c1000c以上，高温使工件以上，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产生气化，这些气化和工件之间的工作液部分产生气化，这些气化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速后的工作液和金属蒸气瞬间迅速膨胀膨胀，并具有，并具有爆炸爆炸的特征，这种热膨胀和局部微爆炸，抛出的特征，这种热膨胀和局部微爆炸，抛出熔化和气化了的金属材料而实现对工件材料进熔化和气化了的金属材料而实现对工件材料进行行电蚀电蚀切割加工。切割加工。模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工3一、一、 电火花线切割加工原理电火花

4、线切割加工原理模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工4在电火花线切割加工过程中，怎样才能在电火花线切割加工过程中，怎样才能保证火花放电时电极丝不被烧断？保证火花放电时电极丝不被烧断？ 向放电间隙注入大量工作液，以使电极向放电间隙注入大量工作液，以使电极丝得到充分丝得到充分冷却冷却；同时；同时电极丝电极丝必须作必须作高速轴高速轴向运动向运动，以免火花放电总在电极丝的局部位，以免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断。置而被烧断。保证保证电火花电火花线切割的必要条件：脉冲间隔足够，一线切割的必要条件：脉冲间隔足够，一般脉冲间隔应为脉冲宽度的般脉冲间隔应为脉冲宽度

5、的4 4倍倍以上（消电离）以上（消电离）模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工5二、二、 电火花线切割加工走丝原理电火花线切割加工走丝原理电极丝线速度电极丝线速度v v的计算公式为的计算公式为: :V=(DV=(D n n电电）/(1000/(10006060） (m/s(m/s) )式中：式中：D-D-储丝筒的直径（储丝筒的直径（mm)mm) n n电电- -电机转速（电机转速（r/minr/min）高速走丝电火花线切割机床走丝速度约在高速走丝电火花线切割机床走丝速度约在8 812 m/s12 m/s, ,慢走丝电火花线切割机床走丝速度低于慢走丝电火花线

6、切割机床走丝速度低于0.2 m/s0.2 m/s, ,模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工6 循环走丝机构 保证贮丝筒上整齐排绕电极丝，不出现叠丝现象，必须让贮丝筒作相应的保证贮丝筒上整齐排绕电极丝，不出现叠丝现象，必须让贮丝筒作相应的 轴向位移轴向位移 。为了循环使用电极丝，必须要让贮丝筒能自动正反转换向。为了循环使用电极丝，必须要让贮丝筒能自动正反转换向。 模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工7三、三、X X、Y Y坐标工作台运动原理坐标工作台运动原理线切割机床工作台进给的脉冲当量为线切割机床工作台进给的脉冲当

7、量为1m(1/1000mm)1m(1/1000mm)。即进给步进电动机控制系统每接收即进给步进电动机控制系统每接收1 1个变频进给脉冲时，个变频进给脉冲时，工作台移动工作台移动0.001mm0.001mm。模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工8（1 1）以金属丝作为电极工具，不需要制造成型电极。）以金属丝作为电极工具，不需要制造成型电极。 （2 2）能方便地加工复杂截面的型柱、型孔、大孔、小孔和窄缝等。任何）能方便地加工复杂截面的型柱、型孔、大孔、小孔和窄缝等。任何复杂形状的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工复杂形状的零件，只要能编制加工程序就可以进

8、行加工 。（3 3）脉冲电源加工电流较小，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极）脉冲电源加工电流较小，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工，常采用正极性加工。性电火花加工，常采用正极性加工。（4 4）单位长度电极丝损耗小，可忽视电极丝损耗对加工精度的影响。）单位长度电极丝损耗小，可忽视电极丝损耗对加工精度的影响。（5 5）只对工件进行图形加工，故余料还可以使用。）只对工件进行图形加工，故余料还可以使用。 （6 6）采用）采用乳化液乳化液或或去离子水去离子水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续加工。人连续加工。 （7 7）自动化程度高，操

9、作方便，加工周期短，成本低，安全性好。）自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低，安全性好。 线切割加工相比于电火花加工的不同特点表现在线切割加工相比于电火花加工的不同特点表现在 四、四、 电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的特点 模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工96.1.2 高速走丝电火花线切割加工原理高速走丝电火花线切割加工原理 图图 5 51 1 高速走丝电火花线切割加工原理高速走丝电火花线切割加工原理1 1绝缘底板绝缘底板 2 2工件工件 3 3脉冲电源脉冲电源 4 4钼丝钼丝 5 5导向轮导向轮 6 6支架支架 7 7贮丝筒贮丝筒 线

10、切割工艺示意线切割工艺示意装置结构装置结构 高速走丝（或称快走丝）电火花线切割机床（高速走丝（或称快走丝）电火花线切割机床（WEDM-HS），是我国），是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式。生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式。 利用细钼丝 4作为工具电极进行切割， 加工能源由脉冲电源 3供给 钼丝穿过工件上预钻好的小孔，经导向轮5由储丝筒 7带动钼丝作正反向交替移动 工件安装在工作台上，由数控装置按加工要求发出指令，控制两台步进电机带动工作台在水平X、Y两个坐标方向移动从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。 在加工时，由喷嘴将工作液以一定的压力喷

11、向加工区，当脉冲电压击穿电极丝和工件之间的放电间隙时，两极之间即产生火花放电而蚀除工件。 高速走丝电火花线切割机床的加工原理：高速走丝电火花线切割机床的加工原理：xy模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工10高速走丝电火花线切割机床主要性能特征：高速走丝电火花线切割机床主要性能特征： 的电极丝运行速度快，而且是双向往返循环地的电极丝运行速度快，而且是双向往返循环地运行，即成千上万次的反复通过加工间隙，一直使用到断线运行，即成千上万次的反复通过加工间隙，一直使用到断线为止。为止。 电极丝主要是电极丝主要是钼钼丝（丝（.）。）。 工作液通常采用乳化液，也可采用

12、矿物油工作液通常采用乳化液，也可采用矿物油 、去离子水、去离子水等。等。 相对来说高速走丝电火花线切割机床结构比较简单，相对来说高速走丝电火花线切割机床结构比较简单，价格较低速走丝机床便宜。价格较低速走丝机床便宜。 目前能达到的精度为目前能达到的精度为.，表面粗糙度，表面粗糙度 .，但一般的加工精度为，但一般的加工精度为.，表面粗糙度为，表面粗糙度为 .，可满足，可满足一般模具的要求。一般模具的要求。6.1.2 高速走丝电火花线切割加工原理高速走丝电火花线切割加工原理 模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工11 低速走丝（或称慢走丝）电火花线切割机床（低速

13、走丝（或称慢走丝）电火花线切割机床（WEDM-LS），是国外），是国外生产和使用的主要机种，我国已生产和逐步更多地采用慢走丝机床。生产和使用的主要机种，我国已生产和逐步更多地采用慢走丝机床。 图图5 52 2 低速走丝电火花线切割加工原理及设备组成示意图低速走丝电火花线切割加工原理及设备组成示意图1 1脉冲电源；脉冲电源；2 2工件；工件；3 3工作液箱；工作液箱；4 4去离子水；去离子水；5 5泵；泵；6 6储丝筒；储丝筒；7工作台；工作台；8X轴电动机；轴电动机；9数控装置；数控装置；10Y轴电动机；轴电动机；11收丝筒收丝筒 6.1.2 低速走丝电火花线切割加工原理低速走丝电火花线切割加

14、工原理 在加工时中，电极丝一方面相对工件2不断做上（下）单向移动，由储丝筒6经导向轮，最后到收丝筒11。工件2安装在工作台7上。 工作台7在数控伺服X轴电动机8、Y轴电动机10驱动下，在X、Y轴实现切割进给，使电极丝沿加工图形的轨迹，对工件进行加工。 在电极丝和工件之间加上脉冲电源1 提供加工能源。 在电极丝和工件之间浇注去离子水工作液，这时不断产生火花放电，使工件不断被电腐蚀，可控制完成工件的尺寸加工。低速走丝电火花线切割机床的加工原理：低速走丝电火花线切割机床的加工原理：模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工126.2.2 低速走丝电火花线切割加工原理

15、低速走丝电火花线切割加工原理 低速走丝电火花线切割机床主要性能特征：低速走丝电火花线切割机床主要性能特征：返回返回这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于 0.2ms。使用纯铜、黄铜、钨、钼和各种合金以及金属涂覆线作为电极丝，其直径为使用纯铜、黄铜、钨、钼和各种合金以及金属涂覆线作为电极丝，其直径为0.030.35。这种机床电极丝只是单方向通过加工间隙，不重复使用，可避免电极丝损耗给加这种机床电极丝只是单方向通过加工间隙，不重复使用，可避免电极丝损耗给加工精度带来的影响。工精度带来的影响。工作液主要是去离子水和煤油。使用去离子水工作效率高

16、，没有引起火灾的危险。工作液主要是去离子水和煤油。使用去离子水工作效率高，没有引起火灾的危险。这类机床的切割速度目前已达到这类机床的切割速度目前已达到350mm200mm2min，最佳表面粗糙度可，最佳表面粗糙度可达到达到0.05，尺寸精度大为提高，加工精度能达到，尺寸精度大为提高，加工精度能达到0.001mm，但一般的加，但一般的加工精度为工精度为0.0020.005mm，表面粗糙度为，表面粗糙度为0.03。低速走丝电火花线切割加工机床由于解决了能自动卸除加工废料、自动搬运工低速走丝电火花线切割加工机床由于解决了能自动卸除加工废料、自动搬运工件、自动穿电极丝和自适应控制技术的应用，因而已能实

17、现无人操作的加工。件、自动穿电极丝和自适应控制技术的应用，因而已能实现无人操作的加工。低速走丝电火花线切割加工机床在目前的造价，以及加工成本均要比高速走丝低速走丝电火花线切割加工机床在目前的造价，以及加工成本均要比高速走丝数控电火花线切割机床高得多。数控电火花线切割机床高得多。模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工136.1.3 电火花线切割加工工艺电火花线切割加工工艺 电火花线切割加工是实现电火花线切割加工是实现工件尺寸工件尺寸加工的一种技术，加工的一种技术，在一定设备条件下，合理地制定加工在一定设备条件下，合理地制定加工工艺路线工艺路线是保是保证工件证

18、工件加工质量加工质量的重要环节。的重要环节。电火花切割加工零件的过程一般为：电火花切割加工零件的过程一般为：1.1.对图样进行分析和审核对图样进行分析和审核2.2.冲模间隙和过渡圆半径的确定冲模间隙和过渡圆半径的确定3.3.计算和编写加工程序计算和编写加工程序4.4.加工时的调整加工时的调整5.5.模具的尺寸精度和配合间隙模具的尺寸精度和配合间隙模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工146.1.3 电火花线切割加工工艺电火花线切割加工工艺 2.2.电火花线切割时，如何合理确定冲模间隙？电火花线切割时，如何合理确定冲模间隙？ （1 1）软的冲裁材料软的冲裁材

19、料，如紫铜、软铝、半硬铝、胶木板、红纸，如紫铜、软铝、半硬铝、胶木板、红纸 板和云母片等，凹凸模间隙可板和云母片等，凹凸模间隙可选用选用冲模厚度的冲模厚度的8%8%10%10%（2 2）半硬冲裁材料半硬冲裁材料，如黄铜、磷铜、青铜和硬铝，凸凹模间，如黄铜、磷铜、青铜和硬铝，凸凹模间 隙可选为隙可选为冲材厚度的冲材厚度的10%10%15%15%（3 3）硬质冲裁材料硬质冲裁材料，如铁皮、钢片和硅钢片等凸凹模间隙，如铁皮、钢片和硅钢片等凸凹模间隙， 可选为冲可选为冲材厚度的材厚度的15%15%20%20%模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工156.1.3 电

20、火花线切割加工工艺电火花线切割加工工艺 2.2.电火花线切割时，如何合理确定过渡圆半径？电火花线切割时，如何合理确定过渡圆半径？ 过渡圆的大小可根据冲裁过渡圆的大小可根据冲裁材料厚度材料厚度（厚度增厚，过渡圆（厚度增厚，过渡圆亦增大）、亦增大）、模具形状和寿命要求模具形状和寿命要求、冲制件技术要求等、冲制件技术要求等考虑。一般可在考虑。一般可在0.10.10.5mm0.5mm范围内考虑。范围内考虑。3.3.计算和编写加工程序注意：计算和编写加工程序注意： （1 1）选择合理的装夹位置、确定合理的起割点和切割路线。）选择合理的装夹位置、确定合理的起割点和切割路线。（2 2）起割点起割点应取在图形的应取在图形的拐角点拐角点，或在容易将，或在容易将凸尖修去凸尖修去的部的部位。位。（3 3）切割路线切割路线以以防止和或减少工件变形防止和或减少工件变形为原则，一般应考虑为原则，一般应考虑使使靠近装夹靠近装夹这一边的图形这一边的图形最后切割最后切割为宜。为宜。模具数控加工技术模具数控加工技术第第6章章 电火花线切割加工电火花线切割加工166.1.3 电火花线切割加工工艺电火花线切割加工工艺 4.4.加工时需要进行的调整加工时需要进行的调整 （1 1）调整电极丝垂直度。）调整电极丝垂