数控线切割加工工艺.pptx

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1、 高温也使电极丝和工件之间的工作液部分发生汽化，汽化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速热膨胀，并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸抛出熔化和汽化的材料，实现对工件材料的电蚀切割加工，如图81所示。通常认为电极丝与工件之间的放电间隙电在0.01 mm左右（线切割编程时一般取电0.01 mm），若电脉冲的电压高，则放电间隙会稍大一些。第1页/共90页 为保证电极丝不被烧断，应向放电间隙注入大量工作液充分冷却电极，同时电极丝以710 ms左右的速度做轴向运动，以避免放电总在电极丝的局部位置。高速运动的电极丝有利于不断地往放电间隙中带入新的工作液，同时也有利于把电蚀产物从间隙中带出去。图82所示为高速走

2、丝数控线切割加工示意图。第2页/共90页图81线切割加工原理 第3页/共90页图82高速走丝数控线切割加工示意图 第4页/共90页 线切割机床由脉冲电源、机床本体、控制系统和工作液循环系统四大部分组成。(一)脉冲电源 线切割机床的脉冲电源采用小功率、窄脉冲、高频率、大峰值电流的高频脉冲电源。一般电源的电规准有几个档，以调整脉冲宽度和脉冲间隙时间，满足不同加工要求。(二)机床本体 机床本体包括：床身、坐标工作台、走丝机构组成。1、床身 床身一般为铸件，是坐标工作台、走丝机构的固定基础。床身内部安置脉冲电源和工作液箱。考虑电源会发热和工作液泵有振动，有些机床将脉冲电源和工作液箱移出床身另行安放。5

3、第5页/共90页2、坐标工作台 坐标工作台安置在床面上，包括上层工作台面、中层中拖板、下层底座，还有减速齿轮和丝杠螺母等构件。两个步进电动机经过齿轮减速，带动丝杠螺母，从而驱动工作台在XY平面上移动。控制器每发出一个进给脉冲信号，工作台就移动lm，则称该机床的脉冲当量为1m/脉冲。工作台传动原理6第6页/共90页走丝机构传动原理3、走丝机构 快走丝机构的作用是保证电极丝能进行往复循环的高速运行，由电动机传动储丝筒作高速正反向转动。通过齿轮副传动走丝机构拖板的丝杠螺母，使电极丝均匀地卷绕在储丝筒上。储丝筒在旋转的同时，做轴向移动，轴向移动应大于电极丝直径，使电极丝整齐排列在贮丝筒上。快速走丝快速

4、走丝 能较好地将电蚀屑排出加工区，提高加工速度。电极丝换向时的减速和加速过程中，放电和进给必须停止。否则会出现断丝。由于电极丝换向时的抖动和反向停顿，使加工表面出现凹凸不平的条纹。7第7页/共90页 慢走丝机构,走丝速度在312m/s左右，电极丝多采用成卷的黄铜丝或镀锌黄铜丝，工作时单向运行，经放电加工后不再使用，电极丝的张力可调节。特点：电极丝只用一次，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量好，但加工速度低，加工成本高。对于能割斜度的走丝机构，通过电极丝上导轮在纵、横两个方向的偏移，使电极丝倾斜，可加工带锥度的工件。上导轮和工作台分别由四个步进电机驱动，由计算机同时控制。8第8页/共90页9（四）

5、工作液循环系统 快走丝用的工作液是乳化液，慢走丝用的工作液是去离子水。去离子水是通过离子交换树脂净化器将水中的离子去除，并通过电阻率控制装置，控制去离子水的电阻率。工作液循环系统的作用：与电火花成形相同，主要是及时排除电蚀产物，对工件和电极丝进行冷却。（三）控制系统 作用：按程序自动控制电极丝和工件之间的相对运动轨迹和进给速度，完成对工件的加工。同时，根据放电间隙大小和放电状态，使进给速度和工件的蚀除速度相平衡，维持正常的稳定加工。第9页/共90页 二、线切割机床分类 根据线切割机床控制方式的不同，数控电火花线切割分为电气靠模线切割机床、光电跟踪线切割机床和数字控制线切割机床。数字控制线切割机

6、床，与另外两种线切割机床相比，具有重复精度高、数控精度高等优点，因而得到广泛应用。根据电极丝走丝方式的不同，数控线切割机床又有快走丝、慢走丝线切割机床之分。第10页/共90页1.快走丝线切割机床 所谓快走丝线切割机床是指其线电极运行速度较快（812m/s），且双向往复运行，即丝电极可重复使用，直到丝电极损耗到一定程度或断丝为止。快走丝线切割常用线电极为铜丝、钼丝（0.10.2mm），工作液通常为乳化液或皂化液。由于电极丝的损耗和电极丝运动过程中换向的影响，其加工精度和表面光洁度要比慢走丝差一些。第11页/共90页2慢走丝线切割机床 其线电极运行速度较低（0.2m/s），而且线电极只能单向运动，

7、不能重复使用，这样就避免了电极损耗对加工精度带来的影响。慢走丝线切割常用丝电极主要有紫铜、黄铜、钨、钼和各种合金等，直径一般为0.10.35mm。工作液主要用去离子水或煤油。慢走丝线切割的尺寸精度可以达到0.001mm，表面粗糙度可以达到R1.6m。第12页/共90页8.1.2 数控线切割加工的特点8.1.3 数控线切割加工的应用 数控线切割加工为新产品试制，精密零件及模具加工开辟了一条新的途径，主要应用于以下几个方面：1.加工模具 数控线切割适用于各种形状的冲模。2.加工电火花成形加工用的电极 一般穿孔加工的电极以及带锥度型腔加工的电极，对于铜钨，银钨合金之类的材料，用线切割加工特别经济，同

8、时也适用于加工微细复杂形状的电极。3.加工零件 第13页/共90页线切割应用：线切割应用：微细结构和复杂形状14第14页/共90页线切割应用：线切割应用：15第15页/共90页线切割应用：线切割应用：16第16页/共90页线切割应用：线切割应用：17第17页/共90页线切割应用：线切割应用：18第18页/共90页8.2 数控线切割加工的主要工艺指标及影响因素8.2.1 数控线切割加工的主要工艺指标 1.切割速度 线切割加工中的切割速度是指在保证一定的表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积的总和，单位为mm2/min。最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件下，

9、所能达到的最大切割速度。通常快走丝线切割加工的切割速度为4080mm2/min，它与加工电流大小有关，为了在不同脉冲电源、不同加工电流下比较切割效果，将每安培电流的切割速度称为切割效率，一般切割效率为20mm2/(minA)。第19页/共90页 2.表面粗糙度 在我国和欧洲表面粗糙度常用轮廓算术平均偏差Ra(m)来表示，在日本常用Rmax来表示。3.电极丝损耗量 对快走丝机床，电极丝损耗量用电极丝在切割10 000 mm2面积后电极丝直径的减少量来表示，一般减小量不应大于0.01 mm。对慢走丝机床，由于电极丝是一次性的，故电极丝损耗量可忽略不计。第20页/共90页 4.加工精度 加工精度是指

10、所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。加工精度是一项综合指标，它包括切割轨迹的控制精度、机械传动精度、工件装夹定位精度以及脉冲电源参数的波动、电极丝的直径误差、损耗与抖动、工作液脏污程度的变化、加工操作者的熟练程度等对加工精度的影响。第21页/共90页8.2.2 影响数控线切割加工工艺指标的主要因素1.电参数对线切割加工指标的影响（1）脉冲宽度 在其他条件不变的情况下，增大脉冲宽度ti，线切割加工的速度提高，表面粗糙度变差。这是因为当脉冲宽度增加时，单个脉冲放电能量增大，放电痕迹会变大。同时，随着脉冲宽度的增加，电极丝损耗也变大。因为脉冲宽度增加，正离子对电极丝的轰击加强，结果使得接

11、负极的电极丝损耗变大。当脉冲宽度ti增大到一临界值后，线切割加工速度将随脉冲宽度的增大而明显减小。因为当脉冲宽度ti达到一临界值后，加工稳定性变差，从而影响了加工速度。第22页/共90页（2）脉冲间隔 在其他条件不变的情况下，减小脉冲间隔to，脉冲频率将提高，所以单位时间内放电次数增多，平均电流增大，从而提高了切割速度。脉冲间隔to在电火花加工中的主要作用是消电离和恢复液体介质的绝缘。脉冲间隔to不能过小，否则会影响电蚀产物的排出和火花通道的消电离，导致加工稳定性变差和加工速度降低，甚至断丝。当然，也不是说脉冲间隔to越大，加工就越稳定。脉冲间隔过大会使加工速度明显降低，严重时不能连续进给，加

12、工变得不稳定。第23页/共90页 在电火花成型加工中，脉冲间隔的变化对加工表面粗糙度影响不大。在线切割加工中，在其余参数不变的情况下，脉冲间隔减小，线切割工件的表面粗糙度数值稍有增大。这是因为一般电火花线切割加工用的电极丝直径都在0.25 mm以下，放电面积很小，脉冲间隔的减小导致平均加工电流增大，由于面积效应的作用，致使加工表面粗糙度值增大。脉冲间隔的合理选取，与电参数、走丝速度、电极丝直径、工件材料及厚度有很大关系。因此，在选取脉冲间隔时必须根据具体情况而定。当走丝速度较快、电极丝直径较大、工件较薄时，因排屑条件好，可以适当缩短脉冲间隔时间。反之，则可适当增大脉冲间隔。第24页/共90页（

13、3）开路电压（4）放电峰值电流（5）放电波形（6）极性（7）变频，进给速度第25页/共90页 综上所述，电参数对线切割电火花加工的工艺指标的影响有如下规律：(1)加工速度随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高，即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。实验证明，增大峰值电流对切割速度的影响比用增大脉宽的办法显著。(2)加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大及脉冲间隔的减小而增大，不过脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。第26页/共90页 实践表明，在加工中改变电参数对工艺指标影响很大，必须根据具体的加工对象和要求，综合考虑各因素及其相互影响关系，选取合适的电参数，既优先满足

14、主要加工要求，又同时注意提高各项加工指标。例如，加工精密小零件时，精度和表面粗糙度是主要指标，加工速度是次要指标，这时选择电参数主要满足尺寸精度高、表面粗糙度好的要求。又如加工中、大型零件时，对尺寸的精度和表面粗糙度要求低一些，故可选较大的加工峰值电流、脉冲宽度，尽量获得较高的加工速度。此外，不管加工对象和要求如何，还需选择适当的脉冲间隔，以保证加工稳定进行，提高脉冲利用率。因此选择电参数值是相当重要的，只要能客观地运用它们的最佳组合，就一定能够获得良好的加工效果。第27页/共90页2.非电参数对线切割加工指标的影响（1）电极丝的选择 目前电火花线切割加工使用的电极丝材料有钼丝、钨丝、钨钼合金

15、丝、黄铜丝、铜钨丝等。采用钨丝加工时，可获得较高的加工速度，但放电后丝质易变脆，容易断丝，故应用较少，只在慢走丝弱规准加工中尚有使用。钼丝比钨丝熔点低，抗拉强度低，但韧性好，在频繁的急热急冷变化过程中，丝质不易变脆、不易断丝。第28页/共90页 钨钼丝(钨、钼各占50的合金)加工效果比前两种都好，它具有钨、钼两者的特性，使用寿命和加工速度都比钼丝高。铜钨丝有较好的加工效果，但抗拉强度差些，价格比较昂贵，来源较少，故应用较少。采用黄铜丝做电极丝时，加工速度较高，加工稳定性好，但抗拉强度差，损耗大。目前，快走丝线切割加工中广泛使用钼丝作为电极丝，慢走丝线切割加工中广泛使用直径为0.1 mm以上的黄

16、铜丝作为电极丝。第29页/共90页（2）电极丝直径的影响 电极丝的直径是根据加工要求和工艺条件选取的。在加工要求允许的情况下，可选用直径大些的电极丝。直径大，抗拉强度大，承受电流大，可采用较强的电规准进行加工，能够提高输出的脉冲能量，提高加工速度。同时，电极丝粗，切缝宽，放电产物排除条件好，加工过程稳定，能提高脉冲利用率和加工速度。若电极丝过粗，则难加工出内尖角工件，降低了加工精度，同时切缝过宽使材料的蚀除量变大，加工速度也有所降低；若电极丝直径过小，则抗拉强度低，易断丝，而且切缝较窄，放电产物排除条件差，加工经常出现不稳定现象，导致加工速度降低。细电极丝的优点是可以得到较小半径的内尖角，加工

17、精度能相应提高。快走丝一般采用0.120.18 mm的钼丝。第30页/共90页（3）电极丝松紧程度的影响 电极丝张力对工艺指标的影响如图8-6所示。由图可知，在起始阶段电极丝的张力越大，则切割速度越快，这是由于张力大时，电极丝的振幅变小，切缝宽度变窄，进给速度加快。图8-6 电极丝张力与进给速度图第31页/共90页 若电极丝的张力过小，一方面电极丝抖动厉害，会频繁造成短路，以致加工不稳定，加工精度不高；另一方面，电极丝过松使电极丝在加工过程中受放电压力作用而产生的弯曲变形严重，结果电极丝切割轨迹落后并偏移工件轮廓，即出现加工滞后现象，从而造成型状和尺寸误差，如切割较厚的圆柱时会出现腰鼓形状，严

18、重时电极丝在快速运转过程中会跳出导轮槽，从而造成断丝等故障；但如果过分将张力增大，切割速度不仅不继续上升，反而容易断丝。电极丝断丝的机械原因主要是由于电极丝本身受抗拉强度的限制。因此，在多次线切割加工中，往往初加工时电极丝的张力稍微调小，以保证不断丝，在精加工时稍微调大，以减小电极丝抖动的幅度来提高加工精度。第32页/共90页 在慢走丝加工中，设备操作说明书一般都有详细的张紧力设置说明，初学者可以按照说明书去设置，有经验者可以自行设定。如对多次切割，可以在第一次切割时稍微减小张紧力，以避免断丝。在快走丝加工中，部分机床有自动紧丝装置，操作者完全可以按相关说明书进行操作；另一部分需要手动紧丝，这

19、种操作需要实践经验，一般在开始上丝时紧三次，在随后的加工中根据具体情况具体分析。第33页/共90页（4）电极丝垂直度的影响 电极丝运动的位置主要由导轮决定，如果导轮有径向圆跳动或轴向窜动，电极丝就会发生振动，振幅大小取决于导轮跳动或窜动值。导轮V形槽槽底圆角半径超过电极丝半径时，将不能保持电极丝的精确位置。两导轮的轴线不平行，或者两导轮轴线虽平行，但V形槽不在同一平面内，导轮的圆角半径会较快地磨损，使电极丝正反向运动时不是靠在同一侧面上，加工表面上产生正反向条纹，这就直接影响加工精度和表面粗糙度。同时，由于电极丝抖动，使电极丝与工件间瞬时短路，开路次数增加，脉冲利用率降低，切缝变宽。对于同样长

20、度的切缝，工件的电蚀量增大，使得切割效率降低。因此，应提高电极丝的位置精度，以提高各项加工工艺指标。第34页/共90页 为了准确地切割出符合精度要求的工件，电极丝必须垂直于工件的装夹基面或工作台定位面。在具有锥度加工功能的机床上，加工起点的电极丝位置也应该是这种垂直状态。机床运行一定时间后，应更换导轮，或更换导轮轴承。在切割锥度工件之后和运行再次加工之前，应再运行电极丝的垂直度校正。第35页/共90页（5）电极丝走丝速度的影响 对于快走丝线切割机床，在一定的范围内，随着走丝速度(简称丝速)的提高，有利于脉冲结束时放电通道迅速消电离。同时，高速运动的电极丝能把工作液带入厚度较大工件的放电间隙中，

21、有利于排屑和放电加工稳定进行。故在一定加工条件下，随着丝速的增大，加工速度提高。图8-7为快走丝线切割机床走丝速度与切割速度关系的实验曲线。实验证明：当走丝速度由1.4 m/s上升到79 m/s时，走丝速度对切割速度的影响非常明显。若再继续增大走丝速度，切割速度不仅不增大，反而开始下降，这是因为丝速再增大，排屑条件虽然仍在改善，蚀除作用基本不变，但是储丝筒一次排丝的运转时间减少，使其在一定时间内的正反向换向次数增多，非加工时间增多，从而使加工速度降低。第36页/共90页图8-7 快速走丝方式丝速对加工速度的影响第37页/共90页 对应最大加工速度的最佳走丝速度与工艺条件、加工对象有关，特别是与

22、工件材料的厚度有很大关系。当其他工艺条件相同时，工件材料厚一些，对应于最大加工速度的走丝速度就高些，即图3-1中的曲线将随工件厚度增加而向右移。在国产的快走丝机床中，有相当一部分机床的走丝速度可调节，比如深圳福斯特数控机床有限公司生产的线切割机床的走丝速度有3 m/s、6 m/s、9 m/s、12 m/s，可根据不同的加工工件厚度选用最佳的加工速度(如表8-2所示)；还有另外一些机床只有一种走丝速度，如北京阿奇公司的FW系列快走丝机床的走丝速度为8.7 m/s。第38页/共90页表8-2 丝速选择范围表第39页/共90页 对于慢走丝线切割机床，同样也是走丝速度越快，加工速度越快。因为慢走丝机床

23、的电极丝的线速度范围约为每秒零点几毫米到几百毫米。这种走丝方式是比较平稳均匀，电极丝抖动小，故加工出的零件表面粗糙度好、加工精度高；但丝速慢导致放电产物不能及时被带出放电间隙，易造成短路及不稳定放电现象。提高电极丝走丝速度，工作液容易被带入放电间隙，放电产物也容易排出间隙之外，故改善了间隙状态，进而可提高加工速度。但在一定的工艺条件下，当丝速达到某一值后，加工速度就趋向稳定(如图8-8所示)。慢走丝线切割机床的最佳走丝速度与加工对象、电极丝材料、直径等有关。现在慢走丝机床的操作说明书中都会推荐相应的走丝速度值。第40页/共90页图8-8 慢速走丝方式丝速对加工速度的影响第41页/共90页（6）

24、工件厚度及材料的影响 1工件材料对工艺指标的影响工艺条件大体相同的情况下，工件材料的化学、物理性能不同，加工效果也将会有较大差异。在慢速走丝方式、煤油介质情况下，加工铜件过程稳定，加工速度较快。加工硬质合金等高熔点、高硬度、高脆性材料时，加工稳定性及加工速度都比加工铜件低。加工钢件，特别是不锈钢、磁钢和未淬火或淬火硬度低的钢等材料时，加工稳定性差，加工速度低，表面粗糙度也差。第42页/共90页 在快速走丝方式、乳化液介质的情况下，加工铜件、铝件时，加工过程稳定，加工速度快。加工不锈钢、磁钢、末淬火或淬火硬度低的高碳钢时，加工稳定性差些，加工速度也低，表面粗糙度也差。加工硬质合金钢时，加工比较稳

25、定，加工速度低，但表面粗糙度好。材料不同，加工效果不同，这是因为工件材料不同，脉冲放电能量在两极上的分配、传导和转换都不同。从热学观点来看，材料的电火花加工性与其熔点、沸点有很大关系。表8-2为常用工件材料的有关元素或物质的熔点和沸点。第43页/共90页 由表可知，常用的电极丝材料钼的熔点为2625，沸点为4800，比铁、硅、锰、铬、铜、铝的熔点和沸点都高，而比碳化钨、碳化钛等硬质合金基体材料的熔点和沸点要低。在单个脉冲放电能量相同的情况下，用铜丝加工硬质合金比加工钢产生的放电痕迹小，加工速度低，表面粗糙度好，同时电极丝损耗大，间隙状态恶化时则易引起断丝。表8-2 常用工件材料的有关元素或物质

26、的熔点和沸点第44页/共90页 2工件厚度对工艺指标的影响 工件厚度对工作液进入和流出加工区域以及电蚀产物的排除、通道的消电离等都有较大的影响。同时，电火花通道压力对电极丝抖动的抑制作用也与工件厚度有关。这样，工件厚度对电火花加工稳定性和加工速度必然产生相应的影响。工件材料薄，工作液容易进入和充满放电间隙，对排屑和消电离有利，加工稳定性好。但是工件若太薄，对固定丝架来说，电极丝从工件两端面到导轮的距离大，易发生抖动，对加工精度和表面粗糙度带来不良影响，且脉冲利用率低，切割速度下降；若工件材料太厚，工作液难进入和充满放电间隙，这样对排屑和消电离不利，加工稳定性差。第45页/共90页 工件材料的厚

27、度大小对加工速度有较大影响。在一定的工艺条件下，加工速度将随工件厚度的变化而变化，一般都有一个对应最大加工速度的工件厚度。图8-9为慢速走丝时工件厚度对加工速度的影响。图8-10为快速走丝时工件厚度对加工速度的影响。第46页/共90页图8-9 慢速走丝时工件厚度对加工速度的影响 第47页/共90页图8-10 快速走丝时工件厚度对加工速度的影响第48页/共90页（7）工作液的影响 在数控线切割加工中，可使用的工作液种类很多，有煤油，乳化液，去离子水，蒸馏水，洗涤剂，酒精溶液等，它们对工艺指标的影响各不相同，特别是对加工速度的影响较大。工艺条件相同时，改变工作液的种类或浓度，就会对加工效果发生较大

28、影响。工作液的脏污程度对工艺指标也有较大影响。第49页/共90页 工作液的注入方式和注入方向对线切割加工精度有较大影响。工作液的注入方式有浸泡式、喷入式和浸泡喷入复合式。在浸泡式注入方法中，线切割加工区域流动性差，加工不稳定，放电间隙大小不均匀，很难获得理想的加工精度；喷入式注入方式是目前国产快走丝线切割机床应用最广的一种，因为工作液以喷入这种方式强迫注入工作区域，其间隙的工作液流动更快，加工较稳定。但是，由于工作液喷入时难免带进一些空气，故不时发生气体介质放电，其蚀除特性与液体介质放电不同，从而影响了加工精度。浸泡式和喷入式比较，喷入式的优点明显，所以大多数快走丝线切割机床采用这种方式。在精

29、密电火花线切割加工中，慢走丝线切割加工普遍采用浸泡喷入复合式的工作液注入方式，它既体现了喷入式的优点，又避免了喷入时带入空气的隐患。第50页/共90页 工作液的喷入方向分单向和双向两种。无论采用哪种喷入方向，在电火花线切割加工中，因切缝狭小、放电区域介质液体的介电系数不均匀，所以放电间隙也不均匀，并且导致加工面不平、加工精度不高。若采用单向喷入工作液，入口部分工作液纯净，出口处工作液杂质较多，这样会造成加工斜度(如图8-11(a)所示)；若采用双向喷入工作液，则上下入口较为纯净，中间部位杂质较多，介电系数低，这样造成鼓形切割面(如图8-11(b)所示)。工件越厚，这种现象越明显。第51页/共9

30、0页图8-11 工作液喷入方式对线切割加工精度的影响第52页/共90页3.其他因素对线切割加工的影响4.诸因素对工艺指标的相互影响关系第53页/共90页8.3 数控线切割加工工艺分析确定加工参数 编制和调试加工程序 零件图工艺分析工艺准备零件装夹和位置校正数控线切割加工，一般作为零件加工的最后一道工序，使零件达到图样规定的尺寸、形位精度和表面质量。如下图所示，为数控线切割加工的加工过程。切割加工第54页/共90页零件工艺分析线电极轨迹与加工面距离l=d2+尖角和凹角尺寸分析线电极轨迹：零件凹角半径：R1l=d2+零件尖角半径：R2=R1Z/2 精度和表面粗糙度的分析加工精度和表面粗糙度应符合要

31、求8.3.1 零件图工艺分析零件图工艺分析第55页/共90页8.3.2 工艺准备 工艺准备主要包括电极丝准备，工件准备和工作液配制。1.电极丝准备 （1）电极丝材料选择 目前电极丝材料的种类很多，主要有纯铜丝，黄铜丝，专用黄铜丝，钼丝，钨丝，各种合金丝及镀层金属丝等。电极丝材料应具有良好的导电性和耐电腐蚀性、较大的抗拉强度及材质均匀，且直线性好，线经精度高，无弯折和打结现象，便于穿丝。一般情况下，快速走丝机床常用钼丝作电极丝，钨丝或其他昂贵金属丝因成本高而很少使用，其他丝材因抗拉强度低，在快速走丝机床上不能使用。慢速走丝机床上则可用各种铜丝，铁丝，专用合金丝以及镀层的电极丝。第56页/共90页

32、第57页/共90页（2）电极丝直径选择 电极丝直径d的大小应根据切缝宽窄、工件厚度、拐角大小及切割速度等要求进行选取。由图8-8可知，电极丝直径d与拐角半径R的关系为d2（R-）。所以，在拐角要求小的微细线切割加工中，需要选用线径细的电极丝，但线径太细，能够加工的工件厚度也将会受到限制。线径与拐角极限和工件厚度的关系见表8-2。第58页/共90页第59页/共90页 2.工件准备（1）工件材料的选择和处理 工件材料的选择是由图样设计时确定的。作为模具加工，在加工前毛坯需经锻打和热处理。锻打后的材料在锻打方向与其垂直方向会有不同的残余应力；淬火后也会出现残余应力。加工过程中残余应力的释放会使工件变

33、形，从而达不到加工尺寸精度要求，淬火不当的工件还会在加工过程中出现裂纹，因此，工件需经二次以上回火或高温回火。另外，加工前还要进行消磁处理及去除表面氧化皮和锈斑等。第60页/共90页（2）工件加工基准的选择 为了便于线切割加工，根据工件外形和加工要求，应准备相应的校正和加工基准，并且此基准应尽量与图样的设计基准一致，常见的有以下两种形式。以外形为校正和加工基准。外形是矩形的工件，一般需要有两个相互垂直的基准面，并垂直于工件的上、下平面，如图8-9所示。以外形为校正基准，内孔位加工基准。无论是矩形、圆形还是其他异形工件，都应准备一个与工件的上、下平面保持垂直的校正基准，此时其中一个内孔可作为加工

34、基准，如图8-10所示。在大多数情况下，外形基面在线切割加工前的机械加工中就已准备好了。工件淬硬后，若基面变形很小，稍加打光便可用线切割加工；若变形较大，则应当重新修磨基面。第61页/共90页第62页/共90页（3）穿丝孔的确定 切割凸模类零件，为避免将坯件外形切断引起变形，常在坯件内部接近外形附近预制穿丝孔，如图7-8c所示。切割凹模、孔类零件，可将穿丝孔位置选在待切型腔（孔）的边角处时，切割过程中无用的轨迹最短；而穿丝孔位置选在已知坐标尺寸的交点处则有利于尺寸推算。切割孔类零件时，将穿丝孔位置选在型孔中心可使编程操作容易。因此，要根据具体情况来选择穿丝孔的位置。穿丝孔大小要适宜。如果穿丝孔

35、孔径太小，不但钻孔难度增加，而且也不便于穿丝。相反，若穿丝孔孔径太大，则会增加钳工工艺的难度。穿丝孔常用直径为310mm。如果预置穿丝孔可用车削等加工方法加工，则穿丝孔孔径也可大些。第63页/共90页（4）切割路线的确定 线切割加工工艺中，切割起始点和切割路线的确定合理与否，将影响工件变形的大小，从而影响加工精度。起割点应取在图形的拐角处，或取在容易将凸尖修去的部位。切割路线主要以防止或减少模具变形为原则，一般应考虑使靠近装夹这一边的图形最后切割为宜。（5）工作液的选择 数控线切割加工中，工作液是脉冲放电的介质，对加工工艺指标的影响很大，对切割速度，表面粗糙度和加工精度也有影响。应根据线切割机

36、床的类型和加工对象，选择工作液的种类，浓度及导电率等。第64页/共90页8.3.3 工件的装夹和位置校正1.对工件装夹的基本要求（1）工件的装夹基准面应清洁无毛刺，经过热处理的工件，在穿丝孔或凹模类工件扩孔的台阶处，要清理干净残渣及表面氧化膜。（2）夹具精度要高。工件至少用两个侧面固定在夹具或工作台上，如图8-13所示。（3）装夹工件的位置要有利于工件的找正，并能满足加工行程的需要，工作台移动时，不得与丝架相碰。（4）装夹工件的作用力要均匀，不得使工件变形或翘起。（5）批量加工时最好采用专用夹具，以提高效率。（6）装夹困难的细小、精密、薄壁工件应固定在辅助工作台或不易变形的辅助夹具上，如图8-

37、14所示。第65页/共90页第66页/共90页第67页/共90页2.工件的装夹方式（1）悬臂支撑方式（2）两端支撑方式（3）桥式支撑方式（4）板式支撑方式（5）复式支撑方式第68页/共90页3.常用夹具的名称，规格和用途（1）压板夹具（2）磁性夹具（3）分度夹具第69页/共90页第70页/共90页 4.工件的找正（1）拉表法（2）划线法（3）固定基面靠定法第71页/共90页第72页/共90页 5.确定电极丝坐标位置的方法 在数控线切割中，需要确定电极丝相对工件的基准面，基准线或基准孔的坐标位置，可按下列方法进行。（1）目视法 1）观测基准面 2）观测基准线（2）火花法（3）自动找中心法第73页

38、/共90页8.3.4 加工参数的选择1.脉冲电源参数的选择（1）空载电压（2）放电电容（3）脉冲宽度和脉冲间隔（4）峰值电流2.速度参数的选择（1）进给速度（2）走丝速度第74页/共90页3.工作液参数的选择（1）工作液的电阻率（2）工作液喷嘴的流量和压力4.线径偏移量的确定5.多次切割加工参数的选择第75页/共90页8.3.5 数控线切割加工的工艺技巧 1.复杂工件的数控线切割加工工艺 （1）对要求精度高、表面粗糙度好的工件及窄缝、薄壁工件的加工 这类工件电极丝导向机构必须良好，电极丝张力要大，电参数宜采用小的峰值电流和小的脉宽。进给跟踪必须稳定，且严格控制短路。工作液浓度要大些，喷流方向要

39、包住上下电极丝进口，流量适中。在一个工件加工过程中，中途不能停机，要注意加工环境的温度，并保持清洁。第76页/共90页（2）对大厚度、高生产率及大工件的加工 这类工件的加工，要求进给系统保持稳定，严格控制烧丝，保证良好的电极丝导向机构。同时，电参数宜采用大的峰值电流和大的脉宽，脉冲波形前沿不能太陡，脉冲搭配方案应考虑控制电极丝的损耗。工作液浓度要小些，喷流方向要包住上下电极丝进口，流量稍大。第77页/共90页 2.切割不易装夹工件的加工方法（1）坯料余量小的工件装夹方法 为了节省材料，经常会碰到加工坯料没有夹持余量的情况。由于模具质量大，单端夹持往往会使工件造成低头，使加工后的工件不垂直，致使

40、模具达不到技术要求。如果在坯料边缘处不加工的部位加一块托板，使托板的上平面与工作台面在一个平面上，如图8-29所示，就能使加工工件保持垂直。第78页/共90页第79页/共90页（2）切割圆棒工件时的装夹方法 线切割圆棒形坯料时，或当加工阶梯式成形冲头或塑料模阶梯嵌件时，可采用图8-30所示的装夹方法。圆棒可装夹在六面体的夹具内，夹具上钻一个与基准面平行的孔，用内六角螺钉固定。有时把圆棒坯料先加工成需要的片状，卸下夹子把夹具体转90再加工成需要的形状。第80页/共90页第81页/共90页（3）切割六角形薄壁工件时的装夹方法 装夹六角形薄壁工件用的夹具，主要应考虑工件夹紧后不应变形，可采用图8-3

41、1所示的装夹方法，即让六角管的一面接触基准块。靠贴有许多橡胶板的胶夹由一侧加压，夹紧力由夹持弹簧产生。在易变形的工件上可分散设置许多个弹性加压点，这样不仅能达到减小变形的目的，工件固定也很可靠。此方法适于批量生产。第82页/共90页第83页/共90页（4）加工多个复杂工件的装夹方法 图8-32所示是一个用环状毛坯加工菠萝图形工件的夹具，工件加工完后切断成4个。夹具分为上板和下板，两者互相固定，下板的四个突出部分支持工件并避开加工位置。用螺钉通过矩形压板把工件夹固在上板上。这种安装方法也适合于批量生产。第84页/共90页第85页/共90页（5）加工无夹持余量的工件的装夹方法 用基准凸台装夹。图8

42、-33所示是用基准凸台装夹工件侧面来加个异形孔的夹具。在夹具的A部有与工件凹槽密切吻合的突出部，用以确定工件位置。B部由螺钉固定在A部上，而工件用B部侧面的夹紧螺钉固定。这种夹具可使完全没有夹持余量的工件靠侧面用基准凸台来定位和夹紧，既能保证精度，也能进行线切割加工。如果夹具的基准凸台由线切割加工，根据基准凸台的坐标再加工两个异形孔，这样更易于保证工件的精度和垂直度，且可保证批量加工时精度的一致性。第86页/共90页第87页/共90页3.3.切割薄片工件（1）切割不锈钢带（2）切割硅钢片 第88页/共90页8.4 典型零件的数控线切割加工工艺分析 数控线切割加工主要应用于加工模具中的零件和各种特殊的微细，薄片类零件。8.4.1 冷冲模加工 数控线切割加工应用最广的是冷冲模加工。8.4.2零件加工第89页/共90页感谢您的观看。第90页/共90页