电火花线切割加工基础知识

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1、电火花线切割加工基础知识3.1电火花线切割的工作原理3.2电火花线切割机床3.3电火花线切割加工工艺3.4电火花线切割机床的编程3.5电火花线切割自动编程技术3.6电火花线切割机床的维护与保养习题3.1电火花线切割的工作原理电火花线切割的工作原理是利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频电源负极)，对工件(接高频电源正极)进行脉冲放电、切割成形。电火花线切割机床按电极丝运动的速度，可分为高速走丝(快走丝，WEDM-HS)机床和低速走丝(慢走丝，WEDM-LS)机床。电极丝运动速度约为7

2、～10m/s的是高速走丝，低于0.2m/s的为低速走丝。电火花线切割具有电火花加工的共性，金属材料的硬度和韧性并不会影响加工速度，常用来加工淬火钢和硬质合金。其工艺特点是：(1)没有特定形状的工具电极，采用直径不等的金属丝作为工具电极，因此切割所用刀具简单，降低了生产准备工时；(2)利用计算机自动编程软件，能方便地加工出复杂形状的直纹表面；(3)电极丝在加工过程中是移动的，不断更新(慢走丝)或往复使用(快走丝)，基本上可以不考虑电极丝损耗对加工精度的影响；(4)电极丝比较细，可以加工微细的异形孔、

3、窄缝和复杂形状的工件；(5)脉冲电源的加工电流比较小，脉冲宽度比较窄，属于中、精加工范畴，采用正极性加工方式；(6)工作液多采用水基乳化液，不会引燃起火，容易实现无人操作运行；(7)当零件无法从周边切入时，工件需要钻穿丝孔；(8)与一般切削加工相比，线切割加工的效率低，加工成本高，不适合形状简单的大批量零件的加工；(9)依靠计算机对电极丝轨迹的控制，可方便地调整凹凸模具的配合间隙；依靠锥度切割功能，有可能实现凸凹模一次加工成形。电火花线切割加工为新产品的研制、精密零件加工及模具制造开辟了新的工艺途

4、径。3.2电火花线切割机床电火花线切割机床发展得相当快，就目前而言，国内现有的线切割机床大多为快走丝机床，其原因是一方面价格比较低，另一方面钼丝可往复使用。但是它有精度不够高，且穿丝比较麻烦的缺点。国外的和国内近些年开发的线切割机床大多为慢走丝机床。它的特点是精度高，穿丝容易，但是存在价格偏高，且黄铜丝为一次性使用的问题。电火花线切割机床主要由机床本体、脉冲电源、工作液循环系统、控制系统和机床附件等几部分组成。这里以快走丝机床为例介绍其组成，如图3-1所示。图3-1DK7725机床结构图1．机床本

5、体机床本体由床身、坐标工作台、运丝机构和丝架(线架)组成。1)床身床身一般为铸件，是坐标工作台、运丝机构及丝架的支承和固定基础。床身通常采用箱式结构，具有足够的强度和刚度。床身上安装有上丝开关和紧急停止开关，还安装有运丝电机。2)坐标工作台电火花线切割机床是通过坐标工作台(X轴和Y轴)与电极丝的相对运动来完成工件加工的。一般都用由X轴方向和Y轴方向组成的“＋”字拖板，由步进电机带动滚动导轨和丝杆将工作台的旋转运动变为直线运动，通过两个坐标方向各自的进给运动，可组合成各种平面图形轨迹。3)运丝机构、

6、丝架在高速走丝机床上，将一定长度的电极丝平整地卷绕在储丝筒上，采用恒张力装置控制丝的张力。恒张力装置一方面控制上丝时的钼丝张力，另一方面控制机床加工一段时间后电极丝由于伸长造成的钼丝的张力变化，防止钼丝在加工时出现抖动。储丝筒是通过联轴器与运丝电机相连的。为了往复使用电极丝，电机必须是可以正反转的直流电机，运用换向机构控制其正反转，如图3-2所示。图3-2运丝机构在运动过程中，电极丝通过上、下丝架支撑，依靠上、下导轮保持电极丝与工作台的垂直或倾斜一定的几何角度(锥度切割时)，通过安装在上、下丝架上

7、的导电块来导电。锥度切割时，下丝架往往固定不动，而上丝架允许沿X轴方向、Y轴方向移动一定距离。这就形成了U轴(沿X轴方向移动一定距离)和V轴(沿Y轴方向移动一定距离)，组成了四轴联动的电火花线切割机床，如图3-3所示。图3-3四轴联动锥度切割装置2．脉冲电源电火花线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2～60μs)，单个脉冲能量的平均峰值电流仅1～5A左右，所以电火花线切割加工通常采用正极性加工。最为常用的是高频分组脉冲电源。高频分组脉冲波形如图3-4所示，它是由矩形波派生的一种脉冲波形，即把较高频率的小

8、脉宽和小脉间的矩形波脉冲分组成为大脉宽和大脉间输出。图3-4高频分组脉冲波形3．工作液循环系统在电火花线切割加工过程中，需要给机床稳定地供给有一定绝缘性能的工作液，用来冷却电极丝和工件，并排除电蚀物。快走丝线切割机床使用的工作液是专用乳化液，常用浇注式供液方式。慢走丝线切割机床采用去离子水工作液，采用浸没式供液方式。线切割机床工作液系统如图3-5所示。图3-5线切割机床工作液系统图4．控制系统目前的电火花线切割机床普遍采用数字程序控制技术。数字程序控制器是该技术的核心部件，它是一台