模具成型表面的电火花加工课件

模具成型表面的电火花加工1

模具成型表面的电火花加工1电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括电火花成型加工、电火花线切割加工、电火花成型磨削、电火花同步回转加工、电火花表面强化和刻字等工艺方法。在模具制造中主要用电火花成型加工和电火花线切割加工1943年，前苏联拉扎林柯夫妇研究开关触电遭受火花放电腐蚀损坏的现象原因，发现电火花的瞬时高温可以使局部金属融化、气化而被腐蚀除掉。2电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括4．1电火花加工的基本原理1．电火花加工原理电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。

实现放电加工必须具备以下条件：1）在脉冲放电点必须有足够的火花放电强度，即局部集中的电流密度高，使局部的金属溶解和气化。34．1电火花加工的基本原理1．电火花加工原理电火花加2）放电是短时间的脉冲放电。由于放电持续时间短，放电时所产生的热量将来不及传散到电极材料内部，以保证良好的加工精度和表面质量。3）先后两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间是极间介电液充分消电离，恢复其介电性能，以保证每次脉冲放电不在同一点重复进行，避免发生局部烧伤现象。4）工具电极与工件之间始终维持一定的间隙。（数微米至数百微米）5）极间充有一定的液体介质，并使脉冲放电产生的电蚀物及时扩散、排出，使重复性放电顺利进行。42）放电是短时间的脉冲放电。由于放电持续时间短，放电时所产生55661、工件；２、脉冲电源３、自动进给装置；４、工具电极5、工作液；6、过滤器；7、泵71、工件；２、脉冲电源３、自动进给装置；４、工具电极5、工889910101111电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。虽然一次脉冲放电的时间很短，但它是电磁学、热力学和流体力学等综合作用的过程，是相当复杂的。综合起来，一次脉冲放电的过程可分为以下几个阶段：(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成

电场强度与电压成正比，与距离成反比，随着极间电压的升高或极间距离的减小，极间电场强度将随着增大。当电场强度增大到一定数量时，介质被击穿，放电间隙电阻从绝缘状态迅速降低到几分之一欧姆，间隙电流迅速上升到最大值。由于通道直径很小，所以通道中的电流密度很高。

12电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。虽然一次脉冲放电的时13131414(2)介质热分解，电极(工件)材料熔化、汽化热膨胀

脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极，正离子奔向负极。电能变成动能，动能通过碰撞又转变为热能。于是在通道内正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度。通道高温将工作液介质汽化，进而热裂分解汽化。这些汽化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，在放电间隙内成为气泡，迅速热膨胀并具有爆炸的特性。

15(2)介质热分解，电极(工件)材料熔化、汽化热膨胀脉冲(3)电极(工件)材料的抛出

通道中心的压力最高，使汽化了的气体不断向外膨胀，压力高处的熔融金属液体和蒸气就被排挤、抛出而进入工作液中。由于表面张力和内聚力的作用，使抛出的材料具有最小的表面积，冷凝时凝聚成细小的圆球颗粒。16(3)电极(工件)材料的抛出通道中心的压力最高，使汽化了(4)极间介质的消电离随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，但此后仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以及降低电极表面温度等，以免下次总是重复在同一处发生放电而导致电弧放电，从而保证在两极间最近处或电阻率最小处形成下一次击穿放电通道。17(4)极间介质的消电离随着脉冲电压的结束，脉冲电流也4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。

＊2．电火花加工的特点1）便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。2）电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。3）电极材料不必比工件材料硬。

优点只能加工导电工件。加工速度慢。由于存在电极损耗，加工精度受限制。缺点184）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制19192020窄缝深槽加工21窄缝深槽加工21花纹、文字加工22花纹、文字加工22型腔加工23型腔加工23冷冲模穿孔加工24冷冲模穿孔加工2425252626多孔窄缝加工27多孔窄缝加工27冷冲凸模的加工28冷冲凸模的加工28电火花成型加工应用举例

这是大量生产的塑料勺子示意图

29电火花成型加工应用举例

这是大量生产的塑料勺子示意图291.首先进行产品设计,然后按照设计的图样制作铜电极2.铜电极安装到EDM机床上,作为塑料凹模的工件也安装到工作台上301.首先进行产品设计,然后按照设计的图样制作铜电极2.铜3.利用火花放电原理加工

4.完成凹模的加工313.利用火花放电原理加工4.完成凹模的加工315.凸凹模分别安装到注塑机上,及可生产出合格的塑料产品

325.凸凹模分别安装到注塑机上,及可生产出合格的塑料产品34．2电火花加工与编程4.2.1电极的设计与制造电火花加工模具的尺寸精度主要靠工具电极来保证，因此对工具电极要求也较高。

(1)型孔电火花加工方法设凹模孔口的尺寸为Ｌ２，工具电极相应的尺寸为Ｌ１(如图4—2所示)，单面电火花放电间隙值为δ，则：Ｌ２＝Ｌ１＋２δ其中放电间隙δ主要取决于电参数和机床精度。当选择电规准恰当和加工稳定时，δ的误差就很小。这样就可以用尺寸精确的工具电极加工出比较精确的凹模型孔

334．2电火花加工与编程4.2.1电极的设计与制造(3434对于冲裁模，凹模和凸模的双边配合间隙z是一个很重要的技术参数，它的大小与均匀性都直接影响冲裁件的质量及模具的寿命，在加工中必须给予保证。保证配合间隙的电火花加工方法主要有凸模修配法、直接配合法和混合法3种。凸模修配法是把凸模和工具电极分别用机械加工方法制出，凸模留一定的修配余量，在电极“打”出凹模后，以凹模为基准件修配凸模，以保证凸、凹模的间隙。35对于冲裁模，凹模和凸模的双边配合间隙z是一个很重要的技术直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹模型孔，加工后将凸模上的损耗部分切除，凸、凹模的配合间隙靠控制脉冲放电间隙直接保证。用这种方法可以获得均匀的配合间隙，模具质量高，钳工工作量少。此法适用于加工形状复杂的凹模或多型腔凹模。混合法是把不同材料的电极和凸模锡焊或黏接起来，然后一起加工成形，最后将电极与凸模分开的方法。这样，既达到直接配合法的工艺效果，又提高了生产率。36直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹模型孔，加工后将(2)电极材料和结构形式设计电极前应首先了解电火花加工机床的特性(包括主轴头的承载能力、工作台的尺寸及负荷)与电规准的加工工艺指标(包括加工速度、电极损耗、加工间隙)。然后再根据工件型孔要求，确定电极材料、结构形式、尺寸及技术要求等。37(2)电极材料和结构形式设计电极前应首先了解电火花加电极的结构形式应根据型孔的大小与复杂程度、电极的结构工艺性等因素来确定。常用的电极结构有3种：①整体式电极它采用整块材料加工而成，是最常用的结构形式。对于体积小、易变形的电极，可在有效长度上部放大截面尺寸以提高刚度；对于体积大的电极，可在其上开一些孔以减轻重量。

38电极的结构形式应根据型孔的大小与复杂程度、电极的结构工艺性③镶拼式电极它一般在整体加工有困难时采用。②组合式电极它是把多个电极组合在一起，用于多型孔的凹模，一次穿孔可完成各型孔的加工。采用组合式电极加工，生产率高，各型孔的位置精度也较为准确，但对电极的定位有较高要求。39③镶拼式电极它一般在整体加工有困难时采用。②组合式电极常用电极夹具

电极柄电极套筒40常用电极夹具

电极柄电极套筒40U形夹头钻夹头41U形夹头钻夹头41管状电极夹头42管状电极夹头42用直角尺、百分表测定人工校正一般以工作台面x、y水平方向为基准，用百分表、千分表、块规或角尺，在电极横、纵(即x、y方向)两个方向作垂直校正和水平校正，保证电极轴线与主轴进给轴线一致，保证电极工艺基准与工作台面x、y基准平行。43用直角尺、百分表测定人工校正一般以工作台面x、y水平方向为基按电极固定板基准面校正电极在制造电极时电极轴线必须与电极固定板基准面垂直，校正时用百分表保证固定板基准面与工作台平行，保证电极与工件对正。44按电极固定板基准面校正电极在制造电极时电极轴线必须与电极固定①尺寸精度应不低于ＩＴ７级，公差一般小于型孔公差的1／2，并按人体原则标注；②各表面平行度在100mm长度上小于0.01mm；③表面粗糙度Ｒa小于1．25μm，一般取等于型孔表面粗糙度值。电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。(3)电极的尺寸与技术要求对电极的要求是：45(3)电极的尺寸与技术要求对电极的要求是：45电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。截面尺寸为垂直于电极进给方向的电极横截面尺寸。电极的轮廓尺寸要比所加工型孔均匀地小一个放电间隙。凸、凹模的尺寸公差往往只标注一个，另一个与之配作，以保证配合间隙。因此电极截面尺寸的设计可分如下两种情况：

①按凹模尺寸和公差设计电极截面尺寸因为穿孔加工所获得的凹模型孔和电极截面轮廓相差一个放电间隙(双点画线表示电极轮廓)，如图4—4所示。根据凹模尺寸和放电间隙便可算出电极截面上相应的尺寸。46电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。截面尺寸为垂47473.Z<2δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边内偏1／2(z—2δ)②按凸模尺寸和公差确定电极截面尺寸1.凸、凹模的双面配合间隙等于双面放电间隙(z=2δ)时，电极与凸模截面尺寸完全相同；2.Z>2δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边外偏l／2(Z—2δ)；483.Z<2δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边内偏1／2(电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装夹形式及制造工艺等一系列因素。L=KH+H1+H2+(0.4~0.8)(n-1)KH式中：L:电极长度；H:凹模有效深度(需要电火花加工的深度)；H1:--凹模板底部挖空时电极需加长的部分；H2:夹持部分长度，一般10~20mm；n:电极使用的次数；K:与电极材料、加工方式、型孔复杂程度等有关的系数。紫铜2~2．5；黄铜3~3．5；石墨1.7~2；铸铁2.5~3；钢3—3.5。电极材料损耗小、型孔简单、轮廓无尖角时，k取小值，反之取大值。

49电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装3．线切割加工的特点

（1）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。

（2）能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。

（3）电极损耗极小，有利于加工精度的提高。

（4）采用四轴联动，可加工锥度和上下面异形体等零件。

4．线切割加工的应用

加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。503．线切割加工的特点

（1）不需要制作电极，可节约电极设计、3．影响电火花加工质量的主要因索加工质量包括零件的加工精度和电蚀表面的质量。(1)影响加工精度的工艺因素电火花加工过程是一个复杂的、多参数输入和输出的过程，影响加工精度的工艺因素很多，主要有机床本身的制造精度、工件的装夹精度、电极制造及装夹精度、电极损耗、放电间隙、加工斜度等工艺因素。513．影响电火花加工质量的主要因索加工质量包括零件的加工精度电极损耗对加工精度的影响在电火花加工过程中，电极会受到电腐蚀而损耗。电极损耗是影响加工精度的一个重要因素，因此掌握电极损耗规律，从各方面采取措施尽量减少电极损耗，对保证加工精度是很重要的。a.型腔加工时，多用电极的体积损耗率来衡量电极的损耗情况。CV=VE/VW×100%CV——电极的体积损耗率；VE——电极的体积损耗速度，m

m3／min；VW——工件的体积蚀除速度，mm3／min。52电极损耗对加工精度的影响在电火花加工过程中b.型孔加工时，多用长度损耗来衡量电极的损耗。

CL——电极的长度损耗率；hE——电极长度方向上的损耗尺寸，mm；hw——工件上己加工山的深度尺寸，mm。CL=hE

/hw加工过程中电极的不同部位，其损耗是不同的。电极的尖角、棱边等凸起部位的电场强度较强，易形成尖端放电，所以这些部位比平坦部位损耗要快。电极的不均匀损耗使加工精度下降。53b.型孔加工时，多用长度损耗来衡量电极的损耗。CL——放电间隙对加工精度的影响电火花加工时，电极和工件之间发生脉冲放电需保持一定的放电间隙，由于放电间隙的存在，使加工出的工件型孔(或型腔)尺寸和电极尺寸相比，沿加工轮廓要相差一个放电间隙(单边间隙)。若不考虑电蚀产物引起的二次放电(由于电蚀产物在侧面间隙中滞留引起的电极侧面和已加工面之间的放电现象)和电极进给时机械误差的影响.要使放电间隙保持稳定，必须使脉冲电源的电参数保持稳定。同时还应使机床精度和刚度也保持稳定，特别要注意电蚀产物在间隙中的滞留而引起的二次放电对放电间隙的影响。加工精度与放电间隙的大小是否稳定和均匀有关，间隙愈稳定、均匀，加工精度愈高。一般单边放电间隙值为0．01—0．1mm。54放电间隙对加工精度的影响电火花加工时，电极和工件之加工斜度对加工精度的影响在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使被加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形状误差，二次放电的次数越多，单个脉冲的能量越大，则加工斜度越大，二次放电的次数与电蚀产物的排除条件有关。因此，应从工艺上采取措施及时排除电蚀产物，使加工斜度减小。目前精加工时斜度可控制在10，以下。55加工斜度对加工精度的影响在加工过程中随着加工深度的增加，(2)影响表面质量的工艺因素影响表面粗糙度的因素电火花加工后的表面，是由脉冲放电时所形成的大量凹坑排列重叠而形成的。在一定的加工条件下，脉冲宽度和电流峰值增大使单个脉冲能量增大，电蚀凹坑的断面尺寸也增大，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。要使表面粗糙度减小，必须减小单个脉冲能量。

56(2)影响表面质量的工艺因素56575758584.3电火花线切割加工与编程一、概述

1．工作原理

电火花线切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。如图3-25所示，工件接脉冲电源的正极，电极丝接负极，工件相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝沿着所要求的切割线路进行电腐蚀，实现切割加工。

2．线切割加工机床

快走丝和慢走丝线切割机床两种。594.3电火花线切割加工与编程一、概述

1．工作原理

电火花线6060３．线切割加工特点及应用电火花线切割加工与电火花加工相比，有如下特点：①不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。②能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。③由于在加工过程中，快速走丝线切割采用低损耗电源且电极丝高速移动；慢速走丝线切割单向走丝，在加工区域总是保持新电极加工。因而电极损耗极小，有利于提高加工精度。④采用四轴联动，可加工锥度和上下面异型体等零件。线切割广泛用于加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角、窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。电火花线切割加工可用于加工除盲孔以外的其他难加工的金属零件。61３．线切割加工特点及应用61*模坯准备1、工件材料及毛坯

模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模具毛坯锻造及热处理工艺也应正确进行。

62*模坯准备1、工件材料及毛坯

模具工作零件一般采用锻造毛2、模坯准备工序

模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加工之前的全部加工工序。

（1）凹模的准备工序

1）下料用锯床切断所需材料。

2）锻造改善内部组织，并锻成所需的形状。

3）退火消除锻造内应力，改善加工性能。

4）刨（铣）刨六面，并留磨削余量0.4～0.6mm。

5）磨磨出上下平面及相邻两侧面,对角尺。

6）划线划出刃口轮廓线和孔(螺孔、销孔、穿丝孔等)的位置。

632、模坯准备工序

模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加7）加工型孔部分当凹模较大时，为减少线切割加工量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔的部分材料去除，留3～5mm切割余量.

8）孔加工加工螺孔、销孔、穿丝孔等。

9）淬火达设计要求。

10）磨磨削上下平面及相邻两侧面，对角尺。

11）退磁处理

647）加工型孔部分当凹模较大时，为减少线切割加工量（2）凸模的准备工序

凸模的准备工序，可根据凸模的结构特点，参照凹模的准备工序，将其中不需要的工序去掉即可。但，应注意以下几点：

1）为便于加工和装夹，一般都将毛坯锻造成平行六面体。对尺寸、形状相同，断面尺寸较小的凸模，可将几个凸模制成一个毛坯。

2）凸模的切割轮廓线与毛坯侧面之间应留足够的切割余量（一般不小于5mm）。毛坯上还要留出装夹部位。

3）在有些情况下，为防止切割时模坯产生变形，要在模坯上加工出穿丝孔。切割的引入程序从穿丝孔开始。65（2）凸模的准备工序

凸模的准备工序，可根据凸模的结构特2工件的装夹与调整1、工件的装夹

装夹工件时，必须保证工件的切割部位位于机床工作台纵向、横向进给的允许范围之内，避免超出极限。同时应考虑切割时电极丝运动空间。夹具应尽可能选择通用（或标准）件，所选夹具应便于装夹，便于协调工件和机床的尺寸关系。在加工大型模具时，要特别注意工件的定位方式，尤其在加工快结束时，工件的变形、重力的作用会使电极丝被夹紧，影响加工。

662工件的装夹与调整1、工件的装夹

装夹工件时，必须保证工这种方式装夹方便、通用性强。但由于工件一端悬伸，易出现切割表面与工件上、下平面间的垂直度误差。仅用于加工要求不高或悬臂较短的情况。（1）悬臂式装夹

67这种方式装夹方便、通用性强。但由于工件一端悬伸，易出现切（2）两端支撑方式装夹这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适于装夹较大的零件。

68（2）两端支撑方式装夹这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，（3）桥式支撑方式装夹这种方式是在通用夹具上放置垫铁后再装夹工件，这种方式装夹方便，对大、中、小型工件都能采用。69（3）桥式支撑方式装夹这种方式是在通用夹具上放置垫铁后再装（4）板式支撑方式装夹

根据常用的工件形状和尺寸，采用有通孔的支撑板装夹工件。这种方式装夹精度高，但通用性差。

70（4）板式支撑方式装夹

根据常用的工件形状和尺寸，采用2、工件的调整

采用以上方式装夹工件，还必须配合找正法进行调整，方能使工件的定位基准面分别与机床的工作台面和工作台的进给方向x、y保持平行，以保证所切割的表面与基准面之间的相对位置精度。常用的找正方法有：

712、工件的调整

采用以上方式装夹工件，还必须配合找正法进（1）用百分表找正

用磁力表架将百分表固定在丝架或其它位置上，百分表的测量头与工件基面接触，往复移动工作台，按百分表指示值调整工件的位置，直至百分表指针的偏摆范围达到所要求的数值。找正应在相互垂直的三个方向上进行。

72（1）用百分表找正

用磁力表架将百分表固定在丝架或其它（2）划线法找正

工件的切割图形与定位基准之间的相互位置精度要求不高时，可采用划线法找正，如图6.7所示。利用固定在丝架上的划针对准工件上划出的基准线，往复移动工作台，目测划针、基准间的偏离情况，将工件调整到正确位置。73（2）划线法找正

工件的切割图形与定位基准之间的相互位3电极丝的选择和调整1、电极丝的选择

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、黄铜丝和包芯丝等。钨丝抗拉强度高，直径在(0.03～0.1mm)范围内，一般用于各种窄缝的精加工，但价格昂贵。黄铜丝适合于慢速加工，加工表面粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，但抗拉强度差，损耗大，直径在0.1～0.3mm范围内，一般用于慢速单向走丝加工。钼丝抗拉强度高，适于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在0.08～0.2mm范围内。743电极丝的选择和调整1、电极丝的选择

电极丝应具有良好电极丝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、窄缝的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。电极丝的主要类型、规格如下：钼丝直径：0.08～0.2mm；钨丝直径：0.03～0.1mm；黄铜丝直径：0.1～0.3mm；包芯丝直径：0.1～0.3mm。75电极丝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2、穿丝孔和电极丝切入位置的选择

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起点，一般选在工件上的基准点处。为缩短开始切割时的切入长度，穿丝孔也可选在距离型孔边缘2~5mm处，如图a所示。加工凸模时，为减小变形，电极丝切割时的运动轨迹与边缘的距离应大于5mm，如图b所示。762、穿丝孔和电极丝切入位置的选择

穿丝孔是电极丝相对工件3、电极丝位置的调整

线切割加工之前，应将电极丝调整到切割的起始坐标位置上，其调整方法有以下几种：（1）目测法

对于加工要求较低的工件，在确定电极丝与工件基准间的相对位置时，可以直接利用目测或借助2～8倍的放大镜来进行观察。所示图是利用穿丝处划出的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与基准线的相对位置，根据两者的偏离情况移动工作台，当电极丝中心分别与纵横方向基准线重合时，工作台纵、横方向上的读数就确定了电极丝中心的位置。773、电极丝位置的调整

线切割加工之前，应将电极丝调整到切7878（2）火花法

如图所示，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。此法简单易行，但往往因电极丝靠近基准面时产生的放电间隙，与正常切割条件下的放电间隙不完全相同而产生误差。79（2）火花法

如图所示，移动工作台使工件的基准面逐渐靠近（3）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动定位。此法是根据线电极与工件的短路信号，来确定电极丝的中心位置。数控功能较强的线切割机床常用这种方法。如图所示，首先让线电极在X轴方向移动至与孔壁接触（使用半程移动指令G82），则此时当前点X座标为X1,接着线电极往反方向移动与孔壁接触，此时当前点X座标为X2，然后系统自动计算X方向中点座标X0[X0=(X1+X2)/2]，并使线电极到达X方向中点X0；接着在Y轴方向进行上述过程，线电极到达Y方向中点座标Y0[Y0=(Y1+Y2)/2]。这样经过几次重复就可找到孔的中心位置，如图6.11所示。当精度达到所要求的允许值之后，就确定了孔的中心。80（3）自动找中心

所谓自动找中心，就是让电极丝在工件孔的3B格式编制程序1、分隔符号B

因为X、Y、J均为数字，用分隔符号（B）将其隔开，以免混淆。目前，我国数控线切割机床常用3B程序格式编程，其格式如下表所示。无间隙补偿的程序格式（三B型）813B格式编制程序1、分隔符号B

因为X、Y、J均为数字，2、坐标值（X、Y）

一般规定只输入坐标的绝对值，其单位为μm，μm以下应四舍五入。

对于圆弧，坐标原点移至圆心，X、Y为圆弧起点的坐标值。对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，X、Y为终点坐标值。允许将X和Y的值按相同的比例放大或缩小。

对于平行于X轴或Y轴的直线，即当X或Y为零时，X或Y值均可不写，但分隔符号必须保留822、坐标值（X、Y）

一般规定只输入坐标的绝对值，其单位3、计数方向G

选取X方向进给总长度进行计数，称为计X，用Gx表示；选取Y方向进给总长度进行计数，称为计Y，用Gy表示。（1）加工直线可按图选取：

|Ye|>|Xe|时，取Gy；

|Xe|>|Ye|时，取Gx；

|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。

（2）对于圆弧，当圆弧终点坐标在图所示的各个区域时，若：

|Xe|>|Ye|时，取Gy;

|Ye|>|Xe|时，取Gx；

|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。833、计数方向G

选取X方向进给总长度进行计数，称为计X斜线的计数方向圆弧的计数方向8484

例1，加工图示所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且Ye>Xe,试确定G和J。

因为|Ye|>|Xe|,OA斜线与X轴夹角大于45°时，计数方向取Gy,斜线OA在Y轴上的投影长度为Ye，故J=Ye。

4、计数长度J

计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和，以μm为单位。85

例1，加工图示所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且例2，加工下图所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限，试确定G和J。

因为加工终点靠近Y轴，|Ye|>|Xe|,计数方向取Gx;计数长度为各象限中的圆弧段在X轴上投影长度的总和，即J=JX1+JX2。

86例2，加工下图所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,例3，加工如图所示圆弧，加工终点B(Xe,Ye),试确定G和J。

因加工终点B靠近X轴，|Xe|>|Ye|,故计数方向取Gy，J为各象限的圆弧段在Y轴上投影长度的总和,即J=Jy1+Jy2+Jy3。87例3，加工如图所示圆弧，加工终点B(Xe,Ye),试确定G和5、加工指令Z

加工指令Z是用来表达被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息的。控制系统根据这些指令，正确选择偏差公式，进行偏差计算，控制工作台的进给方向，从而实现机床的自动化加工。加工指令共12种，如图所示。直线加工指令坐标轴上直线加工指令

885、加工指令Z

加工指令Z是用来表达被加工图形的形状、所在加工圆弧时，若被加工圆弧的加工起点分别在坐标系的四个象限中，并按顺时针插补，如图c所示,加工指令分别用SR1、SR2、SR3、SR4表示；按逆时针方向插补时，分别用NR1、NR2、NR3、NR4表示，如图d所示。如加工起点刚好在坐标轴上，其指令可选相邻两象限中的任何一个。

c）顺时针圆弧指令d）逆时针圆弧指令

89加工圆弧时，若被加工圆弧的加工起点分别在坐标系的四个象限中6、应用举例

例1，加工图所示斜线OA,终点A的坐标为Xe=17mm,Ye=5mm,写出加工程序。例2，加工所示直线，其长度为21.5mm,写出其程序。

其程序为：

B17000B5000B017000GxL1相应的程序为：

BBB021500GyL2906、应用举例

例1，加工图所示斜线OA,终点例3，加工如图所示圆弧，加工起点的坐标为A(-5,0),试编制程序。其程序为：

B5000BB010000GySR291例3，加工如图所示圆弧，加工起点的坐标为A(-5,0),例4，加工如图6.22所示的1/4圆弧，加工起点A（0.707,0.707），终点为B(-0.707,0.707)，试编制程序。由于终点恰好在45°线上，故也可取Gy，则

相应的程序为：

B707B707B001414GxNR1B707B707B000586GyNR192例4，加工如图6.22所示的1/4圆弧，加工起点A（0.例5，加工图6.23所示圆弧，加工起点为A（-2，9），终点为B（9，-2），编制加工程序。圆弧半径：R=μm=9220μm

计数长度：JYAC=9000μm

JYCD=9220μm

JYDB=R-2000μm=7200μm

则JY=JYAC+JYCD+JYDB=（9000+9220+7220）μm=25440μ

其程序为：

B2000B9000B025440GyNR293例5，加工图6.23所示圆弧，加工起点为A（-2，9），终点例6：加工图6-22所示圆弧，加工起点为A（-2，9），终点为B（9，-2），编制加工程序。圆弧半径：R=μm=9220μm计数长度：JYAC=9000μmJYCD=9220μmJYDB=R-2000μm=7200μm则JY=JYAC+JYCD+JYDB=（9000+9220+7220）μm=25440μm其程序为：B2000B9000B025440GyNR294例6：加工图6-22所示圆弧，加工起点为A（-2，9），终点【例7】：编制加工图所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝直径为φ0.1mm的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。95【例7】：编制加工图所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公差及2．确定补偿距离补偿距离为：ΔR=(0.1/2+0.01)mm=0.06mm钼丝中心轨迹，如图6-24中双点划线所示。1．确定计算坐标系由于图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，圆心为坐标原点（如图6-35）。因为图形对称于X轴，所以只需求出X轴上半部（或下半部）钼丝中心轨迹上各段的交点坐标值，从而使计算过程简化。962．确定补偿距离补偿距离为：1．确定计算坐标系9697973．计算交点坐标将电极丝中心点轨迹划分成单一的直线或圆弧段。求E点的坐标值：因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心线OO1上。直线OO1的方程为Y=(2.75/3)X。故可求得E点的坐标值X、Y为X=-1.570mmY=-1.493mm其余各点坐标可直接从图形中求得到,见表6-2。切割型孔时电极丝中心至圆心O的距离（半径）为R=（1.1-0.06）mm=1.04mm983．计算交点坐标989999ISO代码数控程序编制我国快走丝数控电火花切割机床常用的ISO代码指令，与国际上使用的标准基本一致。常用指令如下：G00：快速移动，定位指令。G01：直线插补指令，加工指令。G02（G03）：顺（逆）时针圆弧插补，加工指令。G17-G19：平面选择指令。G30：指定抬刀轴向，格式为：G30Z±；G30X±；G30Y±；G31：按加工路径的反方向抬刀，格式为：G31；G32：回平动中心后抬刀，格式为：G32；100ISO代码数控程序编制G00：快速移动，定位指令。100101101102102G41--左偏间隙补偿指令。G42-右偏补偿指令。G40-取消间隙补偿指令。G54-G59：坐标系选择指令。G91：相对座标指令。G92：设加工起点的座标。M00：暂停。M02：程序结束。M98：调用子程序。T84：开油泵。T85：关油泵103G41--左偏间隙补偿指令。103

6．切割加工电火花线切割加工应注意以下事项：①未经严格审核又比较复杂的程序，不宜直接用来加工模具零件，应先进行空运行。②进给速度应在加工前调整好，也可以在切割初期，加工成形面之前进行调整，使电流表指针稳定为宜。③在加工时，应随时清除异物、电蚀产物和杂质。④中途断丝时应立即关闭脉冲电源。1046．切割加工104（2）ISO格式切割程序单如下：H000=+00000000H001=+00000110；H005=+00000000；T84T86G54G90G92X+0Y+0U+0V+0；C007；(加工条件的范围设定)G01X+100Y+0；G04X0.0+H005；G41H000；C007；G41H000；G01X+1100Y+0；G04X0.0+H005；G41H001；G03X-1100Y+0I-1100J+0；G04X0.0+H005；X+1100Y+0I+1100J+0；G04X0.0+H005；G40H000G01X+100Y+0；M00；//取废料C007；G01X+0Y+0；G04X0.0+H005；T85T87；M00；//拆丝M05G00X-3000；//空走M05G00Y-2750；M00；//穿丝105（2）ISO格式切割程序单如下：105H000=+00000000H001=+00000110；H005=+00000000；T84T86G54G90G92X-2500Y-2000U+0V+0；C007；G01X-2801Y-2012；G04X0.0+H005；G41H000；C007；G41H000；G01X-3800Y-2050；G04X0.0+H005；G41H001；X-3800Y-750；G04X0.0+H005；X-3000Y-750；G04X0.0+H005；G02X-1526Y-1399I+0J-2000；G04X0.0+H005；G03X-1526Y+1399I+1526J+1399；G04X0.0+H005；G02X-3000Y+750I-1474J+1351；G04X0.0+H005；G01X-3800Y+750；G04X0.0+H005；X-3800Y+2050；G04X0.0+H005；X-6900Y+2050；G04X0.0+H005；X-6900Y-2050；G04X0.0+H005；X-3800Y-2050；G04X0.0+H005；G40H000G01X-2801Y-2012；M00；C007；G01X-2500Y-2000；G04X0.0+H005；T85T87M02；//程序结束106H000=+00000000H001=+00000110；107107108108109109110110111111112112113113114114115115116116117117118118119119120120121121122122123123124124125125126126127127

模具成型表面的电火花加工128

模具成型表面的电火花加工1电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括电火花成型加工、电火花线切割加工、电火花成型磨削、电火花同步回转加工、电火花表面强化和刻字等工艺方法。在模具制造中主要用电火花成型加工和电火花线切割加工1943年，前苏联拉扎林柯夫妇研究开关触电遭受火花放电腐蚀损坏的现象原因，发现电火花的瞬时高温可以使局部金属融化、气化而被腐蚀除掉。129电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括4．1电火花加工的基本原理1．电火花加工原理电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。

实现放电加工必须具备以下条件：1）在脉冲放电点必须有足够的火花放电强度，即局部集中的电流密度高，使局部的金属溶解和气化。1304．1电火花加工的基本原理1．电火花加工原理电火花加2）放电是短时间的脉冲放电。由于放电持续时间短，放电时所产生的热量将来不及传散到电极材料内部，以保证良好的加工精度和表面质量。3）先后两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间是极间介电液充分消电离，恢复其介电性能，以保证每次脉冲放电不在同一点重复进行，避免发生局部烧伤现象。4）工具电极与工件之间始终维持一定的间隙。（数微米至数百微米）5）极间充有一定的液体介质，并使脉冲放电产生的电蚀物及时扩散、排出，使重复性放电顺利进行。1312）放电是短时间的脉冲放电。由于放电持续时间短，放电时所产生132513361、工件；２、脉冲电源３、自动进给装置；４、工具电极5、工作液；6、过滤器；7、泵1341、工件；２、脉冲电源３、自动进给装置；４、工具电极5、工135813691371013811电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。虽然一次脉冲放电的时间很短，但它是电磁学、热力学和流体力学等综合作用的过程，是相当复杂的。综合起来，一次脉冲放电的过程可分为以下几个阶段：(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成

电场强度与电压成正比，与距离成反比，随着极间电压的升高或极间距离的减小，极间电场强度将随着增大。当电场强度增大到一定数量时，介质被击穿，放电间隙电阻从绝缘状态迅速降低到几分之一欧姆，间隙电流迅速上升到最大值。由于通道直径很小，所以通道中的电流密度很高。

139电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。虽然一次脉冲放电的时1401314114(2)介质热分解，电极(工件)材料熔化、汽化热膨胀

脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极，正离子奔向负极。电能变成动能，动能通过碰撞又转变为热能。于是在通道内正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度。通道高温将工作液介质汽化，进而热裂分解汽化。这些汽化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，在放电间隙内成为气泡，迅速热膨胀并具有爆炸的特性。

142(2)介质热分解，电极(工件)材料熔化、汽化热膨胀脉冲(3)电极(工件)材料的抛出

通道中心的压力最高，使汽化了的气体不断向外膨胀，压力高处的熔融金属液体和蒸气就被排挤、抛出而进入工作液中。由于表面张力和内聚力的作用，使抛出的材料具有最小的表面积，冷凝时凝聚成细小的圆球颗粒。143(3)电极(工件)材料的抛出通道中心的压力最高，使汽化了(4)极间介质的消电离随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，但此后仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以及降低电极表面温度等，以免下次总是重复在同一处发生放电而导致电弧放电，从而保证在两极间最近处或电阻率最小处形成下一次击穿放电通道。144(4)极间介质的消电离随着脉冲电压的结束，脉冲电流也4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。

＊2．电火花加工的特点1）便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。2）电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。3）电极材料不必比工件材料硬。

优点只能加工导电工件。加工速度慢。由于存在电极损耗，加工精度受限制。缺点1454）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制1461914720窄缝深槽加工148窄缝深槽加工21花纹、文字加工149花纹、文字加工22型腔加工150型腔加工23冷冲模穿孔加工151冷冲模穿孔加工241522515326多孔窄缝加工154多孔窄缝加工27冷冲凸模的加工155冷冲凸模的加工28电火花成型加工应用举例

这是大量生产的塑料勺子示意图

156电火花成型加工应用举例

这是大量生产的塑料勺子示意图291.首先进行产品设计,然后按照设计的图样制作铜电极2.铜电极安装到EDM机床上,作为塑料凹模的工件也安装到工作台上1571.首先进行产品设计,然后按照设计的图样制作铜电极2.铜3.利用火花放电原理加工

4.完成凹模的加工1583.利用火花放电原理加工4.完成凹模的加工315.凸凹模分别安装到注塑机上,及可生产出合格的塑料产品

1595.凸凹模分别安装到注塑机上,及可生产出合格的塑料产品34．2电火花加工与编程4.2.1电极的设计与制造电火花加工模具的尺寸精度主要靠工具电极来保证，因此对工具电极要求也较高。

(1)型孔电火花加工方法设凹模孔口的尺寸为Ｌ２，工具电极相应的尺寸为Ｌ１(如图4—2所示)，单面电火花放电间隙值为δ，则：Ｌ２＝Ｌ１＋２δ其中放电间隙δ主要取决于电参数和机床精度。当选择电规准恰当和加工稳定时，δ的误差就很小。这样就可以用尺寸精确的工具电极加工出比较精确的凹模型孔

1604．2电火花加工与编程4.2.1电极的设计与制造(16134对于冲裁模，凹模和凸模的双边配合间隙z是一个很重要的技术参数，它的大小与均匀性都直接影响冲裁件的质量及模具的寿命，在加工中必须给予保证。保证配合间隙的电火花加工方法主要有凸模修配法、直接配合法和混合法3种。凸模修配法是把凸模和工具电极分别用机械加工方法制出，凸模留一定的修配余量，在电极“打”出凹模后，以凹模为基准件修配凸模，以保证凸、凹模的间隙。162对于冲裁模，凹模和凸模的双边配合间隙z是一个很重要的技术直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹模型孔，加工后将凸模上的损耗部分切除，凸、凹模的配合间隙靠控制脉冲放电间隙直接保证。用这种方法可以获得均匀的配合间隙，模具质量高，钳工工作量少。此法适用于加工形状复杂的凹模或多型腔凹模。混合法是把不同材料的电极和凸模锡焊或黏接起来，然后一起加工成形，最后将电极与凸模分开的方法。这样，既达到直接配合法的工艺效果，又提高了生产率。163直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹模型孔，加工后将(2)电极材料和结构形式设计电极前应首先了解电火花加工机床的特性(包括主轴头的承载能力、工作台的尺寸及负荷)与电规准的加工工艺指标(包括加工速度、电极损耗、加工间隙)。然后再根据工件型孔要求，确定电极材料、结构形式、尺寸及技术要求等。164(2)电极材料和结构形式设计电极前应首先了解电火花加电极的结构形式应根据型孔的大小与复杂程度、电极的结构工艺性等因素来确定。常用的电极结构有3种：①整体式电极它采用整块材料加工而成，是最常用的结构形式。对于体积小、易变形的电极，可在有效长度上部放大截面尺寸以提高刚度；对于体积大的电极，可在其上开一些孔以减轻重量。

165电极的结构形式应根据型孔的大小与复杂程度、电极的结构工艺性③镶拼式电极它一般在整体加工有困难时采用。②组合式电极它是把多个电极组合在一起，用于多型孔的凹模，一次穿孔可完成各型孔的加工。采用组合式电极加工，生产率高，各型孔的位置精度也较为准确，但对电极的定位有较高要求。166③镶拼式电极它一般在整体加工有困难时采用。②组合式电极常用电极夹具

电极柄电极套筒167常用电极夹具

电极柄电极套筒40U形夹头钻夹头168U形夹头钻夹头41管状电极夹头169管状电极夹头42用直角尺、百分表测定人工校正一般以工作台面x、y水平方向为基准，用百分表、千分表、块规或角尺，在电极横、纵(即x、y方向)两个方向作垂直校正和水平校正，保证电极轴线与主轴进给轴线一致，保证电极工艺基准与工作台面x、y基准平行。170用直角尺、百分表测定人工校正一般以工作台面x、y水平方向为基按电极固定板基准面校正电极在制造电极时电极轴线必须与电极固定板基准面垂直，校正时用百分表保证固定板基准面与工作台平行，保证电极与工件对正。171按电极固定板基准面校正电极在制造电极时电极轴线必须与电极固定①尺寸精度应不低于ＩＴ７级，公差一般小于型孔公差的1／2，并按人体原则标注；②各表面平行度在100mm长度上小于0.01mm；③表面粗糙度Ｒa小于1．25μm，一般取等于型孔表面粗糙度值。电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。(3)电极的尺寸与技术要求对电极的要求是：172(3)电极的尺寸与技术要求对电极的要求是：45电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。截面尺寸为垂直于电极进给方向的电极横截面尺寸。电极的轮廓尺寸要比所加工型孔均匀地小一个放电间隙。凸、凹模的尺寸公差往往只标注一个，另一个与之配作，以保证配合间隙。因此电极截面尺寸的设计可分如下两种情况：

①按凹模尺寸和公差设计电极截面尺寸因为穿孔加工所获得的凹模型孔和电极截面轮廓相差一个放电间隙(双点画线表示电极轮廓)，如图4—4所示。根据凹模尺寸和放电间隙便可算出电极截面上相应的尺寸。173电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。截面尺寸为垂174473.Z<2δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边内偏1／2(z—2δ)②按凸模尺寸和公差确定电极截面尺寸1.凸、凹模的双面配合间隙等于双面放电间隙(z=2δ)时，电极与凸模截面尺寸完全相同；2.Z>2δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边外偏l／2(Z—2δ)；1753.Z<2δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边内偏1／2(电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装夹形式及制造工艺等一系列因素。L=KH+H1+H2+(0.4~0.8)(n-1)KH式中：L:电极长度；H:凹模有效深度(需要电火花加工的深度)；H1:--凹模板底部挖空时电极需加长的部分；H2:夹持部分长度，一般10~20mm；n:电极使用的次数；K:与电极材料、加工方式、型孔复杂程度等有关的系数。紫铜2~2．5；黄铜3~3．5；石墨1.7~2；铸铁2.5~3；钢3—3.5。电极材料损耗小、型孔简单、轮廓无尖角时，k取小值，反之取大值。

176电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装3．线切割加工的特点

（1）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。

（2）能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。

（3）电极损耗极小，有利于加工精度的提高。

（4）采用四轴联动，可加工锥度和上下面异形体等零件。

4．线切割加工的应用

加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。1773．线切割加工的特点

（1）不需要制作电极，可节约电极设计、3．影响电火花加工质量的主要因索加工质量包括零件的加工精度和电蚀表面的质量。(1)影响加工精度的工艺因素电火花加工过程是一个复杂的、多参数输入和输出的过程，影响加工精度的工艺因素很多，主要有机床本身的制造精度、工件的装夹精度、电极制造及装夹精度、电极损耗、放电间隙、加工斜度等工艺因素。1783．影响电火花加工质量的主要因索加工质量包括零件的加工精度电极损耗对加工精度的影响在电火花加工过程中，电极会受到电腐蚀而损耗。电极损耗是影响加工精度的一个重要因素，因此掌握电极损耗规律，从各方面采取措施尽量减少电极损耗，对保证加工精度是很重要的。a.型腔加工时，多用电极的体积损耗率来衡量电极的损耗情况。CV=VE/VW×100%CV——电极的体积损耗率；VE——电极的体积损耗速度，m

m3／min；VW——工件的体积蚀除速度，mm3／min。179电极损耗对加工精度的影响在电火花加工过程中b.型孔加工时，多用长度损耗来衡量电极的损耗。

CL——电极的长度损耗率；hE——电极长度方向上的损耗尺寸，mm；hw——工件上己加工山的深度尺寸，mm。CL=hE

/hw加工过程中电极的不同部位，其损耗是不同的。电极的尖角、棱边等凸起部位的电场强度较强，易形成尖端放电，所以这些部位比平坦部位损耗要快。电极的不均匀损耗使加工精度下降。180b.型孔加工时，多用长度损耗来衡量电极的损耗。CL——放电间隙对加工精度的影响电火花加工时，电极和工件之间发生脉冲放电需保持一定的放电间隙，由于放电间隙的存在，使加工出的工件型孔(或型腔)尺寸和电极尺寸相比，沿加工轮廓要相差一个放电间隙(单边间隙)。若不考虑电蚀产物引起的二次放电(由于电蚀产物在侧面间隙中滞留引起的电极侧面和已加工面之间的放电现象)和电极进给时机械误差的影响.要使放电间隙保持稳定，必须使脉冲电源的电参数保持稳定。同时还应使机床精度和刚度也保持稳定，特别要注意电蚀产物在间隙中的滞留而引起的二次放电对放电间隙的影响。加工精度与放电间隙的大小是否稳定和均匀有关，间隙愈稳定、均匀，加工精度愈高。一般单边放电间隙值为0．01—0．1mm。181放电间隙对加工精度的影响电火花加工时，电极和工件之加工斜度对加工精度的影响在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使被加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形状误差，二次放电的次数越多，单个脉冲的能量越大，则加工斜度越大，二次放电的次数与电蚀产物的排除条件有关。因此，应从工艺上采取措施及时排除电蚀产物，使加工斜度减小。目前精加工时斜度可控制在10，以下。182加工斜度对加工精度的影响在加工过程中随着加工深度的增加，(2)影响表面质量的工艺因素影响表面粗糙度的因素电火花加工后的表面，是由脉冲放电时所形成的大量凹坑排列重叠而形成的。在一定的加工条件下，脉冲宽度和电流峰值增大使单个脉冲能量增大，电蚀凹坑的断面尺寸也增大，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。要使表面粗糙度减小，必须减小单个脉冲能量。

183(2)影响表面质量的工艺因素5618457185584.3电火花线切割加工与编程一、概述

1．工作原理

电火花线切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。如图3-25所示，工件接脉冲电源的正极，电极丝接负极，工件相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝沿着所要求的切割线路进行电腐蚀，实现切割加工。

2．线切割加工机床

快走丝和慢走丝线切割机床两种。1864.3电火花线切割加工与编程一、概述

1．工作原理

电火花线18760３．线切割加工特点及应用电火花线切割加工与电火花加工相比，有如下特点：①不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。②能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。③由于在加工过程中，快速走丝线切割采用低损耗电源且电极丝高速移动；慢速走丝线切割单向走丝，在加工区域总是保持新电极加工。因而电极损耗极小，有利于提高加工精度。④采用四轴联动，可加工锥度和上下面异型体等零件。线切割广泛用于加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角、窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。电火花线切割加工可用于加工除盲孔以外的其他难加工的金属零件。188３．线切割加工特点及应用61*模坯准备1、工件材料及毛坯

模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模具毛坯锻造及热处理工艺也应正确进行。

189*模坯准备1、工件材料及毛坯

模具工作零件一般采用锻造毛2、模坯准备工序

模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加工之前的全部加工工序。

（1）凹模的准备工序

1）下料用锯床切断所需材料。

2）锻造改善内部组织，并锻成所需的形状。

3）退火消除锻造内应力，改善加工性能。

4）刨（铣）刨六面，并留磨削余量0.4～0.6mm。

5）磨磨出上下平面及相邻两侧面,对角尺。

6）划线划出刃口轮廓线和孔(螺孔、销孔、穿丝孔等)的位置。

1902、模坯准备工序

模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加7）加工型孔部分当凹模较大时，为减少线切割加工量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔的部分材料去除，留3～5mm切割余量.

8）孔加工加工螺孔、销孔、穿丝孔等。

9）淬火达设计要求。

10）磨磨削上下平面及相邻两侧面，对角尺。

11）退磁处理

1917）加工型孔部分当凹模较大时，为减少线切割加工量（2）凸模的准备工序

凸模的准备工序，可根据凸模的结构特点，参照凹模的准备工序，将其中不需要的工序去掉即可。但，应注意以下几点：

1）为便于加工和装夹，一般都将毛坯锻造成平行六面体。对尺寸、形状相同，断面尺寸较小的凸模，可将几个凸模制成一个毛坯。

2）凸模的切割轮廓线与毛坯侧面之间应留足够的切割余量（一般不小于5mm）。毛坯上还要留出装夹部位。

3）在有些情况下，为防止切割时模坯产生变形，要在模坯上加工出穿丝孔。切割的引入程序从穿丝孔开始。192（2）凸模的准备工序

凸模的准备工序，可根据凸模的结构特2工件的装夹与调整1、工件的装夹

装夹工件时，必须保证工件的切割部位位于机床工作台纵向、横向进给的允许范围之内，避免超出极限。同时应考虑切割时电极丝运动空间。夹具应尽可能选择通用（或标准）件，所选夹具应便于装夹，便于协调工件和机床的尺寸关系。在加工大型模具时，要特别注意工件的定位方式，尤其在加工快结束时，工件的变形、重力的作用会使电极丝被夹紧，影响加工。

1932工件的装夹与调整1、工件的装夹

装夹工件时，必须保证工这种方式装夹方便、通用性强。但由于工件一端悬伸，易出现切割表面与工件上、下平面间的垂直度误差。仅用于加工要求不高或悬臂较短的情况。（1）悬臂式装夹

194这种方式装夹方便、通用性强。但由于工件一端悬伸，易出现切（2）两端支撑方式装夹这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适于装夹较大的零件。

195（2）两端支撑方式装夹这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，（3）桥式支撑方式装夹这种方式是在通用夹具上放置垫铁后再装夹工件，这种方式装夹方便，对大、中、小型工件都能采用。196（3）桥式支撑方式装夹这种方式是在通用夹具上放置垫铁后再装（4）板式支撑方式装夹

根据常用的工件形状和尺寸，采用有通孔的支撑板装夹工件。这种方式装夹精度高，但通用性差。

197（4）板式支撑方式装夹

根据常用的工件形状和尺寸，采用2、工件的调整

采用以上方式装夹工件，还必须配合找正法进行调整，方能使工件的定位基准面分别与机床的工作台面和工作台的进给方向x、y保持平行，以保证所切割的表面与基准面之间的相对位置精度。常用的找正方法有：

1982、工件的调整

采用以上方式装夹工件，还必须配合找正法进（1）用百分表找正

用磁力表架将百分表固定在丝架或其它位置上，百分表的测量头与工件基面接触，往复移动工作台，按百分表指示值调整工件的位置，直至百分表指针的偏摆范围达到所要求的数值。找正应在相互垂直的三个方向上进行。

199（1）用百分表找正

用磁力表架将百分表固定在丝架或其它（2）划线法找正

工件的切割图形与定位基准之间的相互位置精度要求不高时，可采用划线法找正，如图6.7所示。利用固定在丝架上的划针对准工件上划出的基准线，往复移动工作台，目测划针、基准间的偏离情况，将工件调整到正确位置。200（2）划线法找正

工件的切割图形与定位基准之间的相互位3电极丝的选择和调整1、电极丝的选择

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、黄铜丝和包芯丝等。钨丝抗拉强度高，直径在(0.03～0.1mm)范围内，一般用于各种窄缝的精加工，但价格昂贵。黄铜丝适合于慢速加工，加工表面粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，但抗拉强度差，损耗大，直径在0.1～0.3mm范围内，一般用于慢速单向走丝加工。钼丝抗拉强度高，适于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在0.08～0.2mm范围内。2013电极丝的选择和调整1、电极丝的选择

电极丝应具有良好电极丝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、窄缝的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。电极丝的主要类型、规格如下：钼丝直径：0.08～0.2mm；钨丝直径：0.03～0.1mm；黄铜丝直径：0.1～0.3mm；包芯丝直径：0.1～0.3mm。202电极丝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2、穿丝孔和电极丝切入位置的选择

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起点，一般选在工件上的基准点处。为缩短开始切割时的切入长度，穿丝孔也可选在距离型孔边缘2~5mm处，如图a所示。加工凸模时，为减小变形，电极丝切割时的运动轨迹与边缘的距离应大于5mm，如图b所示。2032、穿丝孔和电极丝切入位置的选择

穿丝孔是电极丝相对工件3、电极丝位置的调整

线切割加工之前，应将电极丝调整到切割的起始坐标位置上，其调整方法有以下几种：（1）目测法

对于加工要求较低的工件，在确定电极丝与工件基准间的相对位置时，可以直接利用目测或借助2～8倍的放大镜来进行观察。所示图是利用穿丝处划出的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与基准线的相对位置，根据两者的偏离情况移动工作台，当电极丝中心分别与纵横方向基准线重合时，工作台纵、横方向上的读数就确定了电极丝中心的位置。2043、电极丝位置的调整

线切割加工之前，应将电极丝调整到切20578（2）火花法

如图所示，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。此法简单易行，但往往因电极丝靠近基准面时产生的放电间隙，与正常切割条件下的放电间隙不完全相同而产生误差。206（2）火花法

如图所示，移动工作台使工件的基准面逐渐靠近（3）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动定位。此法是根据线电极与工件的短路信号，来确定电极丝的中心位置。数控功能较强的线切割机床常用这种方法。如图所示，首先让线电极在X轴方向移动至与孔壁接触（使用半程移动指令G82），则此时当前点X座标为X1,接着线电极往反方向移动与孔壁接触，此时当前点X座标为X2，然后系统自动计算X方向中点座标X0[X0=(X1+X2)/2]，并使线电极到达X方向中点X0；接着在Y轴方向进行上述过程，线电极到达Y方向中点座标Y0[Y0=(Y1+Y2)/2]。这样经过几次重复就可找到孔的中心位置，如图6.11所示。当精度达到所要求的允许值之后，就确定了孔的中心。207（3）自动找中心

所谓自动找中心，就是让电极丝在工件孔的3B格式编制程序1、分隔符号B

因为X、Y、J均为数字，用分隔符号（B）将其隔开，以免混淆。目前，我国数控线切割机床常用3B程序格式编程，其格式如下表所示。无间隙补偿的程序格式（三B型）2083B格式编制程序1、分隔符号B

因为X、Y、J均为数字，2、坐标值（X、Y）

一般规定只输入坐标的绝对值，其单位为μm，μm以下应四舍五入。

对于圆弧，坐标原点移至圆心，X、Y为圆弧起点的坐标值。对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，X、Y为终点坐标值。允许将X和Y的值按相同的比例放大或缩小。

对于平行于X轴或Y轴的直线，即当X或Y为零时，X或Y值均可不写，但分隔符号必须保留2092、坐标值（X、Y）

一般规定只输入坐标的绝对值，其单位3、计数方向G

选取X方向进给总长度进行计数，称为计X，用Gx表示；选取Y方向进给总长度进行计数，称为计Y，用Gy表示。（1）加工直线可按图选取：

|Ye|>|Xe|时，取Gy；

|Xe|>|Ye|时，取Gx；

|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。

（2）对于圆弧，当圆弧终点坐标在图所示的各个区域时，若：

|Xe|>|Ye|时，取Gy;

|Ye|>|Xe|时，取Gx；

|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。2103、计数方向G

选取X方向进给总长度进行计数，称为计X斜线的计数方向圆弧的计数方向21184

例1，加工图示所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且Ye>Xe,试确定G和J。

因为|Ye|>|Xe|,OA斜线与X轴夹角大于45°时，计数方向取Gy,斜线OA在Y轴上的投影长度为Ye，故J=Ye。

4、计数长度J

计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和，以μm为单位。212

例1，加工图示所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且例2，加工下图所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限，试确定G和J。

因为加工终点靠近Y轴，|Ye|>|Xe|,计数方向取Gx;计数长度为各象限中的圆弧段在X轴上投影长度的总和，即J=JX1+JX2。

213例2，加工下图所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,例3，加工如图所示圆弧，加工终点B(Xe,Ye),试确定G和J。

因加工终点B靠近X轴，|Xe|>|Ye|,故计数方向取Gy，J为各象限的圆弧段在Y轴上投影长度的总和,即J=Jy1+Jy2+Jy3。214例3，加工如图所示圆弧，加工终点B(Xe,Ye),试确定G和5、加工指令Z

加工指令Z是用来表达被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息的。控制系统根据这些指令，正确选择偏差公式，进行偏差计算，控制工作台的进给方向，从而实现机床的自动化加工。加工指令共12种，如图所示。直线加工指令坐标轴上直线加工指令

2155、加工指令Z

加工指令Z是用来表