数控电火花线切割机床的操作与加工

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1、返回总目录第7章数控电火花线切割机床的操作与加工教学提示：与机加工不同，数控电火花线切割加工是直接利用电能与热能对工件进行加工的。它可加工一般切削加工方法难以加工的各种导电材料，如高硬、高脆、高韧、高热敏性的金属或半导体，在模具制造、成形刀具加工和细微复杂零件的加工方面应用广泛。教学要求：本章应使学生了解数控电火花线切割机床的工作原理、结构、分类及加工对象等基本知识，熟悉数控电火花线切割加工的工艺流程与编程方法，重点让学生掌握电火花线切割机床的工艺设计与加工操作技能。●7.1数控电火花线切割机床概述●7.2数控电火花线切割加工工艺

2、处理●7.3数控电火花线切割编程指令●7.4数控电火花线切割机床的基本操作●7.5零件加工实例本章内容7.1数控电火花线切割机床概述数控电火花线切割加工(WireCutEDM)既是数控加工也属特种加工(将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工)。常用于加工冲压模具的凸、凹模、电火花成形机床的工具电极、工件样板、工具量规和细微复杂形状的小工件或窄缝等，并可以对薄片重叠起来加工以获得一致尺寸。自20世纪50年代末开始应用以来，数控电火花线切

3、割加工凭着自己独特的特点获得了极其迅速的发展，已逐步成为一种高精度高自动化的加工方法。作为机加工的重要补充之一，目前数控电火花线切割加工已被广泛应用于仪器、仪表、电子、汽车等各种制造行业。7.1.1线切割机床的加工原理与特点1.加工原理电火花线切割加工简称“线切割”。它是利用移动的细金属丝(电极丝)作为工具电极，并在电极丝与工件间加以脉冲电压，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的，其工作原理如图7.1所示。电火花线切割加工时，电极丝接脉冲电源的负极，经导丝轮在走丝机构的控制下沿电极丝轴向作往复(或单向)移动。工件接脉冲电源的

4、正极，安装在与床身绝缘的工作台上，并随由控制电动机驱动的工作台沿加工轨迹移动。7.1数控电火花线切割机床概述在正负极之间施加脉冲电压，并不断喷注具有一定绝缘性能的工作液，当两电极间的间隙小到一定程度时，由于两电极的微观表面是凹凸不平，其电场分布不均匀，离得最近凸点处的电场度最高，极间液体介质被击穿，形成放电通道，电流迅速上升。在电场作用下，通道内的电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极形成火花放电，电子和离子在电场作用下高速运动时相互碰撞，阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙内形成瞬时高温热源，通道中心温度可达到100

5、00℃以上，以致局部金属材料熔化和气化。气化后的工作液和工件材料蒸气瞬间迅速膨胀，并具有爆炸的特性。在这种热膨胀、热爆炸以及工作液冲压的共同作用下，熔化和气化了的工件材料被抛出放电通道，至此完成一次火花放电过程。此时两极间又产生间隙，工作液也恢复绝缘强度。当下一个电脉冲来到时，继续重复以上火花放电过程，这样在保持电极丝与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件材料，一边控制工件不断向电极丝进给就可沿预定轨迹逐步将工件切割成形。7.1数控电火花线切割机床概述图7.1线切割加工工作原理1—数控装置2—储丝筒3—控制电动机4—导丝轮5

6、—电极丝6—工件7—喷嘴8—绝缘板9—脉冲电源10—液压泵11—工作液箱由以上电火花线切割的加工原理可知，实现放电加工必须具备下列几个条件：(1)必须使用脉冲电源，即必须是间歇性的脉冲火花放电；(2)电极丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙；(3)必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。7.1数控电火花线切割机床概述2.加工特点数控电火花线切割加工能加工采用机械加工方法无法加工或难以加工的各种材料和复杂形状的工件，具有机械加工无法比拟的特点，具体有以下几点：(1)采用线状电极切割工件，无需制造特定形状的工具电极，降低工具电极的设

7、计和制造费用，缩短了加工周期。(2)直接利用电能进行脉冲放电加工，便于实现自动化控制。(3)加工时电极丝和工件不接触，两者之间宏观作用力极小，无产生毛刺和明显刀痕等缺陷，有利于加工低刚度零件及微细零件。(4)电极丝材料无须比工件材料硬，不受工件热处理状况限制，只要是导电或半导电的材料都能进行加工。7.1数控电火花线切割机床概述(5)加工中电极丝的损耗较小，加工精度高，无须刃磨刀具，缩短辅助时间。(6)切缝窄，材料利用率高，能有效节约贵重材料。(7)采用乳化液或去离子水的工作液，不易引燃起火，可实现安全无人运转，但工作液的净化和加工

8、中产生的烟雾污染处理比较麻烦。(8)可加工锥度、上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件，但不能加工盲孔及纵向阶梯表面。(9)加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除。(10)加工速度较慢，大面积切割时花费工时长，不适合批量零件的生产。