特种加工讲座-第三章电火花线切割加工.ppt

1、特种加工Non-traditional Machining,主讲：马苏常 天津工程师范学院 机械制造教研室,第三章 电火花线切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Machining),线切割加工的基本原理 线切割加工的机理 线切割加工的分类、设备 影响线切割加工艺指标的因素 线切割加工工艺及应用 线切割控制系统和编程技术 线切割加工新技术,3.1 电火花线切割加工原理,电极丝与工件之间脉冲放电（正极性加工） 电极丝沿其轴向作走丝运动（金属丝0.0060.2mm） 工件相对于电极丝在X、Y平面内作数控运动 快走丝：走丝速度 810m/s，往复运动（我国独创） 慢走

2、丝：走丝速度 0.2 m/s，单向运动,在工件上打孔,2.电火花线切割过程,安装钼丝,进行切割,冷却液起着冷却和绝缘的双重作用,加工后的零件,电火花线电火花线切割加工演示.rm切割加工演示,3.2 线切割加工机理,放电间隙的构成,一次放电的微观过程（1）,第一步：形成放电通道,一次放电的微观过程（2）,第二步：电弧成长、金属熔解、气化,一次放电的微观过程（3）,第三步：爆炸、电极材料抛出,一次放电的微观过程（4）,第四步：冷却、排屑、极间消电离,3.3 线切割加工的分类、设备,3.3.1 线切割加工的分类： 按电极丝的运行速度： 快走丝电火花线切割机床（810m/s） 慢走丝电火花线切割机床（

3、 0.2 m/s） 按机床控制方式： 靠模仿型控制 光电跟踪控制 数字程序控制（95%以上）,3.3.2 线切割加工设备的组成,脉冲电源 控制系统 工作液循环系统 机床本体 坐标工作台 走丝机构 丝架 床身,快走丝线切割加工设备组成,快走丝线切割加工设备,苏州兰博高科技企业集团（DK7725）,慢走丝线切割加工设备组成,慢走丝线切割加工设备,两种切割机床的区别,两种切割机床加工工艺水平比较,快走丝切割机床运丝机构,慢走丝切割机床运丝机构,快走丝切割机床锥度切割装置,慢走丝切割机床锥度切割装置,线切割用脉冲电源,为什么采用正极性加工？ 电极丝细，WM不能过大，即：电流小（15A），窄脉冲（260

4、s） 短脉冲加工中，正极性加工保护工具电极,线切割用脉冲电源 晶体管矩形波脉冲电源 高频分组脉冲电源 低损耗电源 电流上升率小（di/dt），电极散热好，损耗低,工作液循环系统,工作液： 慢走丝：去离子水，浸泡式 快走丝：乳化液，浇注式 对工作液的要求 绝缘性能 洗涤性能 冷却性能 环保 工作液循环系统的组成,3.4 影响线切割工艺指标的因素,主要工艺指标 线切割速度（mm2/min） 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在工件切过的面积 最大切割速度：不计切割方向和表面粗糙度的条件下，能达到的切割速度 切割效率：每安培电流的切割速度（ mm2/min A） 表面粗糙度Ra：

5、 高速： Ra52.5 m；低速： Ra1.250.2 m 电极丝的损耗量 切割一定面积后，电极丝直径的减少量 加工精度 高速：0.010.02 mm；低速： 0.0050.002 mm,3.4 影响线切割工艺指标的因素,电参数 电极丝及其移动速度 工件厚度及材料 预置进给速度,3.4 影响线切割工艺指标的因素-1,电参数 脉宽ti：460 s 脉间t0：48 s 开路电压 放电峰值电流 脉冲电压波形,3.4 影响线切割工艺指标的因素-2,电极丝及其移动速度 电极丝张力 过小电极丝振动精度下降 大小波动不稳定 （解决方法：恒张力装置） 电极丝移动速度 过小排屑、冷却差精度下降 过快电极丝振动精

6、度下降 电极丝直径 过小峰值电流小加工速度慢 过大切缝宽度增大,3.4 影响线切割工艺指标的因素-3,工件的厚度及材料 工件厚度 过薄电极丝振动精度下降 过厚 排屑、消电离差不稳定 工件材料 热学常数 导电性,3.4 影响线切割工艺指标的因素-4,预置进给速度 进给速度蚀除速度 易短路不稳定 进给速度蚀除速度 开路不稳定 进给速度蚀除速度 最佳,3.5 线切割加工工艺及应用,线切割加工的特点 线切割加工工艺技巧 加工过程中工件内部残余应力影响 电极丝初始位置的确定 带斜度凹模的简易加工方法 线切割工艺的应用,线切割加工的特点 （与电火花穿孔成形比较),共同点 加工机理、工艺规律基本相似 不同点

7、： 属于中、精正极性加工 采用水或水基工作液 采用移动的细长电极丝 （无稳定电弧放电现象、切缝窄、单位长度电极丝损耗小） 疏松接触式轻压放电现象 可省掉成型形工具电极 电极丝的损耗对加工精度的影响小,1. 应考虑工件内部残余应力对加工的影响,2. 电极丝初始位置的确定方法,3. 带斜度凹模的简易加工方法,线切割机床的主要应用,A微细结构和复杂形状,A微细结构和复杂形状,A微细结构和复杂形状,线切割机床的主要应用,B高硬度导电材料成型加工,线切割机床的主要应用,C模具形面及型腔加工,C模具形面及型腔加工,线切割加工工艺的应用,加工微型齿轮,线切割加工工艺的应用,切缝未控制,切缝控制,线切割加工工

8、艺的应用,旋转切割,旋转切割,线切割加工工艺的应用,3.6 线切割控制系统和编程技术,线切割控制系统 线切割数控编程方法,3.6.1 线切割控制系统,线切割控制系统的组成 轨迹控制原理 加工控制功能,线切割控制系统的组成,切割轨迹控制系统 控制电极丝相对于工件的运动轨迹 进给控制系统 进给速度=蚀除速度 走丝机构控制 机床操作控制及其他辅助控制,轨迹控制原理,常用的轨迹控制方法 逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法 逐点比较法,F=tg -tg0,F = Ri - R0,加工控制功能,进给控制：进给速度=蚀除速度 短路回退：按远路退回（记忆路径功能） 间隙补偿： 图形微放：缩放、旋转、平移图形 适应控制：根据工况改变电规准 自动找中心： 信息显示：加工过程相关信息,间隙补偿方法,3.6.2 线切割数控编程方法,编程方法 手工编程： 自动编程：根据图纸要求由计算机自动完成 程序代码形式 G指令（ISO标准代码） 3B指令 G指令编程方法 3B指令编程方法,3.7 线切割加工新技术,8.7.1 多次切割技术 一次