電火花加工的基本原理及設(shè)備

1、共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁第二章 電火花加工(ji gng)的基本原理及設(shè)備1.電火花加工的基本原理電火花加工基于電火花腐蝕原理，是在工具電極與工件電極相互靠近時，極間形成脈沖性火花放電，在電火花通道中產(chǎn)生瞬時高溫，使金屬局部熔化，甚至氣化，從而(cng r)將金屬 蝕除下來。共一百五十八頁共一百五十八頁那么兩電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來的呢？這一過程大致分為以下(yxi)幾個階段: 。共一百五十八頁(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道的形成.(2)介質(zhì)熱分解、電極材料(cilio)熔化、汽化熱膨脹.(3)電極材料的拋出.(4)極間介質(zhì)的消電離.看圖看圖看圖看圖共一百五十

2、八頁單脈沖放電(fng din)凹坑多脈沖(michng)放電凹坑電火花表面局部放大圖共一百五十八頁進行電火花加工(ji gng)應(yīng)具備如下條件： (1)工具和工件之間必須保持一定的間隙。 (2)必須采用脈沖電源。 (3)在有一定絕緣性能的介質(zhì)中放電共一百五十八頁電火花加工(ji gng)的特點特點(tdin)優(yōu)點缺點共一百五十八頁（1）能加工用切削的方法(fngf)難于加工或無法加工的高硬度導(dǎo)電材料在電火花加工過程中，主要是靠電、熱能進行加工，幾乎與力學(xué)性能（硬度、強度等）無關(guān)。從而使工件的加工不受工具硬度、強度的限制，實現(xiàn)(shxin)了用軟質(zhì)的材料（如：石墨、銅等）加工硬質(zhì)的材料（如：淬

3、火鋼、硬質(zhì)合金和超硬材料等）。 共一百五十八頁（2）便于加工細長、薄、脆性(cuxng)零件和形狀復(fù)雜的零件由于加工過程中，工具(gngj)與工件沒有直接接觸，這樣就使工件與工具(gngj)之間沒有機械加工的切削力，機械變形小，因此可以加工復(fù)雜形狀和進行微細加工。共一百五十八頁（3）工件變形(bin xng)小，加工精度高 目前，電火花加工的精度(jn d)可達0.010.05mm，在精密光整加工時可小于0.005mm。共一百五十八頁（4）易于(yy)實現(xiàn)加工過程的自動化電火花加工主要利用電能進行(jnxng)加工，而電能、電參數(shù)較機械量易于實現(xiàn)自動化控制。目前我國電火花加工機床大多都是數(shù)字控

4、制。共一百五十八頁(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道(tngdo)的形成.負極(fj)工作液放電通道正極共一百五十八頁(3)電極(dinj)材料的拋出.翻邊突起(tq)凝固微粒共一百五十八頁(2)介質(zhì)熱分解、電極(dinj)材料熔化、汽化熱膨脹.從正極上熔化(rnghu)并拋出金屬的區(qū)域從負極上熔化并拋出金屬的區(qū)域氣泡共一百五十八頁(4)極間介質(zhì)(jizh)的消電離.放電(fng din)形成的凹坑共一百五十八頁（1）只能對導(dǎo)電材料進行(jnxng)加工 通過電火花加工原理的分析，我們可以看出，電火花加工所用的工具和工件必需是導(dǎo)體，所以塑料(slio)、陶瓷等絕緣的非導(dǎo)體材料不能用電火花進行

5、加工。共一百五十八頁（2）加工精度受到電極損耗(snho)的限制 由于加工過程中，工具電極同樣會受到電、熱的作用而被蝕除，特別是在尖角和底面部分，蝕除量較大(jio d)，又造成了電極損耗不均勻的現(xiàn)象，所以電火花加工的精度受到限制。共一百五十八頁3）加工(ji gng)速度慢由于火花放電時產(chǎn)生的熱量只局限在電極表面(biomin)，而且又很快被介質(zhì)冷卻，所以加工速度要比機械加工慢。共一百五十八頁（4）最小圓角半徑受到放電間隙(jin x)的限制雖然電火花加工具有一定的局限性，但與傳統(tǒng)的切削加工相比仍有巨大的優(yōu)勢，因此其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，目前已廣泛應(yīng)用于機械（特別是模具制造）、航空航天、電子、電

6、器、儀器儀表等行業(yè)，用來解決(jiju)難加工材料及復(fù)雜形狀零件的加工問題。共一百五十八頁2.2.1 電火花加工(ji gng)機床簡介1、國產(chǎn)電火花穿孔、成形加工機床的型號與參數(shù)我國國標(biāo)規(guī)定， 電火花成形機床均用D71 加上機床工作(gngzu)臺面寬度的 110表示。 例如 。其型號表示方法如下：機床工作臺寬度(320cm)電火花成形加工機床電加工機床(如為數(shù)控電加工機床，則在D后加K)D7132共一百五十八頁大小(dxio)D7125以下(yxi) 小型D7125D7163 中型D7163以上 大型共一百五十八頁隨著科學(xué)技術(shù)的進步，國外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花機床，以及帶工具(gng

7、j)電極庫能按程序自動更換電極的電火花加工中心，我國的大部分電加工機床廠現(xiàn)在也正開始研制生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花加工機床。 共一百五十八頁單軸數(shù)控電火花成型(chngxng)機床共一百五十八頁多軸數(shù)控電火花成型(chngxng)機床共一百五十八頁電火花加工(ji gng)中心共一百五十八頁2.2.2 電火花加工機床(jchung)結(jié)構(gòu)電火花加工機床機床(jchung)本體脈沖電源自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)共一百五十八頁工作液過濾(gul)和循環(huán)系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)脈沖(michng)電源自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)機床本體共一百五十八頁床身立柱(l zh)主軸(zhzhu)頭及附件工作臺機床本體三部

8、分是電火機床 的骨架，起著支撐 定位和便于操作的作用。共一百五十八頁立柱(l zh)主軸(zhzhu)頭工作臺床身共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁電火花加工(ji gng)時粗加工(ji gng)的電火花放電間隙比中加工(ji gng)的放電間隙要大，而中加工(ji gng)的電火花放電間隙比精加工(ji gng)的放電間隙又要大一些。當(dāng)用一個電極進行粗加工(ji gng)時，將工件的大部分余量蝕除掉后，其底面和側(cè)壁四周的表面粗糙度很差，為了將其修光，就得轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)逐擋進行修整。但由于中、精加工(ji gng)規(guī)準(zhǔn)的放電間隙比粗加工(ji gng)規(guī)準(zhǔn)的放電

9、間隙小，若不采取措施則四周側(cè)壁就無法修光了共一百五十八頁平動頭就是為解決修光側(cè)壁和提高其尺寸精度(jn d)而設(shè)計的。共一百五十八頁平動頭的動作(dngzu)原理 利用偏心(pinxn)機構(gòu)將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動通過平動軌跡保持機構(gòu)轉(zhuǎn)化成電極上每一個質(zhì)點都能圍繞其原始位置在水平面內(nèi)作平面小圓周運動，許多小圓的外包絡(luò)線面積就形成加工橫截面積.共一百五十八頁如圖2-7所示，其中每個質(zhì)點運動軌跡的半徑就稱為平動量，其大小可以由零逐漸調(diào)大，以補償粗、中、精加工的電火花放電間隙之差，從而(cng r)達到修光型腔的目的。共一百五十八頁圖2-7 平動頭擴大(kud)間隙原理圖共一百五十八頁共一百五十八頁數(shù)控

10、平動(pngdng)頭共一百五十八頁平動頭電火花加工(ji gng)的特點(1) 可以通過改變軌跡半徑來調(diào)整電極的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放電間隙的限制(xinzh)。(2) 用同一尺寸的工具電極，通過軌跡半徑的改變，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)的修整，即采用一個電極就能由粗至精直接加工出一副型腔。共一百五十八頁(3) 在加工過程中，工具電極的軸線與工件的軸線相偏移，除了電極處于放電區(qū)域的部分外，工具電極與工件的間隙都大于放電間隙，實際上減小了同時(tngsh)放電的面積，這有利于電蝕產(chǎn)物的排除，提高加工穩(wěn)定性。(4) 工具電極移動方式的改變，可使加工的表面粗糙度大有改善，特別是底平面處。共一百五十

11、八頁2.脈沖(michng)電源脈沖電源的作用: 把工頻正弦交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件(gngjin)和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量以蝕除金屬。共一百五十八頁加工(ji gng)速度加工(ji gng)精度表面質(zhì)量工具電極損耗性能影響共一百五十八頁要求：(1) 要有一定的脈沖放電能量，否則不能使工件金屬氣化。(2) 火花放電必須(bx)是短時間的脈沖性放電，這樣才能使放電產(chǎn)生的熱量來不及擴散到其他部分，從而有效地蝕除金屬，提高成型性和加工精度。(3) 脈沖波形是單向的，以便充分利用極性效應(yīng)，提高加工速度和降低工具電極損耗。共一百五十八頁(4) 脈沖波形的主要參數(shù)(

12、峰值電流、脈沖寬度、脈沖間歇等)有較寬的調(diào)節(jié)范圍，以滿足粗、中、精加工的要求。(5) 有適當(dāng)?shù)拿}沖間隔時間，使放電介質(zhì)有足夠時間消除電離并沖去金屬顆粒，以免引起電弧(dinh)而燒傷工件。共一百五十八頁電源的好壞直接(zhji)關(guān)系到電火花加工機床的性能，所以電源往往是電火花機床制造廠商的核心機密之一。從理論上講，電源一般有如下幾種。 共一百五十八頁（1）張弛式脈沖(michng)電源弛張式脈沖電源是最早使用的電源，它是利用電容器充電儲存電能，然后瞬時放出，形成 火花放電來蝕除金屬。因為(yn wi)電容器時而充電，時而放電，一弛一張，故又稱“弛張式”脈沖電源共一百五十八頁共一百五十八頁原理圖

13、如圖4.9 RC線路(xinl)脈沖電源-VARC共一百五十八頁工作原理：首先直流電源E通過電阻R向電容器C充電，使電容器兩端的電壓不斷升高，當(dāng)電壓上升到絕緣介質(zhì)的擊穿電壓時，兩極間的絕緣介質(zhì)被擊穿，形成放電通道，電容器上儲存的能量瞬間釋放，產(chǎn)生較大的脈沖電流。當(dāng)電容C上積蓄的能量釋放完時，間隙中的工作液又迅速恢復(fù)(huf)絕緣狀態(tài)。此后電容再次充電，又重復(fù)上述過程，達到加工的目的。共一百五十八頁優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，加工(ji gng)精度較高。缺點：粗糙度值較小，但生產(chǎn)率低，電能利用率低，加工穩(wěn)定性差。共一百五十八頁 （2）閘流管式和電子管式脈沖(michng)電源 閘流管是一種特

14、殊的電子管，當(dāng)對其柵極通入一脈沖信號時， 便可控制管子的導(dǎo)通或截止，輸出脈沖電流。由于這種電源(dinyun)的電參數(shù)與加工間隙無關(guān)，故又稱為獨立式電源(dinyun)。閘流管脈沖電源(dinyun)的生產(chǎn)率較高，加工穩(wěn)定，但脈沖寬度較窄，電極損耗較大。共一百五十八頁（3）晶閘管式、晶體管式脈沖(michng)電源晶體管脈沖電源是近年來發(fā)展起來的以晶體元件作為(zuwi)開關(guān)元件的用途廣泛的電火花脈沖電源，其輸出功率大，電規(guī)準(zhǔn)調(diào)節(jié)范圍廣，電極損耗小，故適應(yīng)于型孔、型腔、磨削等各種不同用途的加工。晶體管脈沖電源已越來越廣泛地應(yīng)用在電火花加工機床上。共一百五十八頁3.自動進給調(diào)節(jié)(tioji)系統(tǒng)

15、 在電火花成型加工設(shè)備中，自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)占有很重要的位置，它的性能直接影響(yngxing)加工穩(wěn) 定性和加工效果。共一百五十八頁自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)伺服進給系統(tǒng)(xtng)參數(shù)(cnsh)控制系統(tǒng)用于控制放電間隙的大小 用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)，以便能夠獲得最佳的加工工藝指標(biāo)等應(yīng)用應(yīng)用共一百五十八頁1) 伺服進給系統(tǒng)(xtng)的作用及要求定義：以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱拖動系統(tǒng)或位置隨動系統(tǒng)。 作用：及時調(diào)整放電間隙。要求： (1) 有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍(fnwi)。 (2) 有足夠的靈敏度和快速性。 (3) 有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。共一百五十

16、八頁2) 電液壓式伺服進給系統(tǒng)(xtng)在電液自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，液壓缸、活塞是執(zhí)行機構(gòu)。由于傳動鏈短及液體的基本不可壓縮性，因此傳動鏈中無間隙、剛度大、不靈敏區(qū)小；又因為加工時進給速度很低，所以正、反向慣性(gunxng)很小，反應(yīng)迅速，特別適合于電火花加工的低速進給，故20世紀(jì)80年代前得到了廣泛的應(yīng)用，但它有漏油、油泵噪聲大、占地面積較大等缺點。共一百五十八頁圖2-10 噴嘴擋板式(bnsh)電液壓自動調(diào)節(jié)器工作原理共一百五十八頁4.工作液過濾(gul)和循環(huán)系統(tǒng)蝕除產(chǎn)物一部分以氣態(tài)形式(xngsh)拋出大部分是以球狀固體微粒分散地懸浮在工作液中，直徑一般為幾微米。共一百五十八頁動態(tài)：

17、 1)充斥在電極和工件之間 2)粘連在電極和工件的表面上。后果： 蝕除產(chǎn)物的聚集，會與電極或工件形成(xngchng)二次放電。這就破壞了電火花加工的穩(wěn)定性，降低了加工速度，影響了加工精度和表面粗糙度。共一百五十八頁怎么辦？共一百五十八頁方法一： 使電極振動，以加強排屑作用；方法二： 對工作液進行強迫循環(huán)過濾，以改善間隙(jin x)狀態(tài)。 共一百五十八頁工作液強迫循環(huán)過濾(gul)是由工作液循環(huán)過濾(gul)器來完成的。電火花加工用的工作液過濾(gul)系統(tǒng)包括工作液泵、容器、過濾(gul)器及管道等，使工作液強迫循環(huán)。共一百五十八頁圖2-11 工作液循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)油路圖共

18、一百五十八頁5.數(shù)控系統(tǒng)1) 數(shù)控電火花機床(jchung)的類型數(shù)控坐標(biāo)(zubio)軸的數(shù)目三軸數(shù)控電火花機床四軸聯(lián)動電火花加工機床四軸三聯(lián)動數(shù)控電火花機床五軸聯(lián)動電火花加工機床六軸聯(lián)動電火花加工機床共一百五十八頁數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定除了直線移動的X、Y、Z三個坐標(biāo)軸系統(tǒng)外，還有三個轉(zhuǎn)動(zhun dng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，即繞X軸轉(zhuǎn)動(zhun dng)的A軸，繞Y軸轉(zhuǎn)動(zhun dng)的B軸，繞Z軸轉(zhuǎn)動(zhun dng)的C軸。共一百五十八頁2) 數(shù)控電火花機床(jchung)的數(shù)控系統(tǒng)工作原理數(shù)控電火花機床能實現(xiàn)工具電極和工件之間的多種相對運動，可以用來(yn li)加工多種較復(fù)雜的型腔。目

19、前，絕大部分電火花數(shù)控機床采用國際上通用的ISO代碼進行編程、程序控制、數(shù)控搖動加工等。共一百五十八頁ISO代碼編程ISO代碼是國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)制定的用于數(shù)控編碼和程序控制的一種(y zhn)標(biāo)準(zhǔn)代碼。代碼主要有G指令(即準(zhǔn)備功能指令)和M指令(即輔助功能指令)共一百五十八頁以上代碼，絕大部分與數(shù)控銑床、車床(chchung)的代碼相同，只有G54、G80、G82、M05等是以前接觸較少的指令，其具體用法如下：共一百五十八頁表2-2 工作(gngzu)坐標(biāo)系G54：工作(gngzu)坐標(biāo)系目的：在加工或找正過程中定義工作坐標(biāo)系的主要目的是為了坐標(biāo)的數(shù)值更簡潔。共一百五十八頁這些定義工作坐標(biāo)系指令

20、可以和G92一起使用，G92代碼(di m)只能把當(dāng)前點的坐標(biāo)系中定義為某一個值，但不能把這點的坐標(biāo)在所有的坐標(biāo)系中都定義成該值。共一百五十八頁圖2-12 工作(gngzu)坐標(biāo)系切換oXYXY2030 oG92G54X0Y0G92G55X0Y0共一百五十八頁G80:含義(hny)：接觸感知。格式：G80 軸方向如：G80 X；/電極將沿X軸的負方向前進，直到接觸到工件，然后停在那里-X共一百五十八頁G82：含義：移動到原點和當(dāng)前位置一半處。格式：G82軸如：G92 X100.; /將當(dāng)前點的X坐標(biāo)(zubio)定義為100.G82 X; /將電極移到當(dāng)前坐標(biāo)系X=50.的地方X10050共一

21、百五十八頁M05：含義：忽略接觸感知，只在本段程序起作用。具體用法(yn f)是：當(dāng)電極與工件接觸感知并停在此處后，若要移走電極，請用此代碼。如：G80 X； /X軸負方向接觸感知G90 G92 X0 Y0； /設(shè)置當(dāng)前點坐標(biāo)為(0，0)M05 G00 X10.； /忽略接觸感知且把電極向X軸正方向移動10 mm+XG90G92X0Y0M05G00X10共一百五十八頁若去掉上面(shng min)代碼中的M05，則電極往往不動作，G00不執(zhí)行。+XG90G92X0Y0G00X10缺少(qusho)G05無法運動共一百五十八頁 圖2-13 工件(gngjin)找正圖G80X+G90G92X0M0

22、5G00X-10G91G00Y-38G90G00X50G80Y+M05G00Y-2G90G00X50Y28G91G00Z10G92Y0共一百五十八頁數(shù)控搖動(yo dng)加工普通電火花加工機床為了修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而添加平動頭，使工具(gngj)電極軌跡向外可以逐步擴張，即可以平動。對數(shù)控電火花機床，由于工作臺是數(shù)控的，可以實現(xiàn)工件加工軌跡逐步向外擴張，即搖動，共一百五十八頁搖動加工的作用：(1) 可以精確(jngqu)控制加工尺寸精度。(2) 可以加工出復(fù)雜的形狀，如螺紋。(3) 可以提高工件側(cè)面和底面的表面粗糙度。共一百五十八頁(4) 可以加工出清棱、清角的側(cè)壁和底邊。(5) 變?nèi)?/p>

23、面加工為局部(jb)加工，有利于排屑和加工穩(wěn)定。(6) 對電極尺寸精度要求不高。共一百五十八頁LN X X X STEP XXXX搖動幅度(fd)的大小，四位數(shù)，搖動(yo dng)幅度，其后為四位數(shù)05：搖動軌跡形式02：搖動運動的所在平面02：搖動加工的伺服方式搖動加工共一百五十八頁表2-3 電火花數(shù)控搖動(yo dng)類型一覽表共一百五十八頁自由搖動(yo dng)： 選定某一軸向(例如Z軸)作為伺服進給軸，其他兩軸進行搖動運動(如圖2-14(a)所示)。共一百五十八頁共一百五十八頁G01 LN001 STEP30 Z-10.G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN001中的00表示在X

24、Y平面內(nèi)自由搖動，1表示工具電極各點繞各原始(yunsh)點作圓形軌跡搖動，STEP30表示搖動半徑為30 m，Z-10.表示伺服進給至Z軸向下10 mm為止。其實際放電點的軌跡見圖2-14(a)，沿各軸方向可能出現(xiàn)不規(guī)則的進進退退共一百五十八頁(2) 步進搖動。在某選定的軸向作步進伺服進給，每進一步的步距為2 m，其他(qt)兩軸作搖動運動(如圖2-14(b)所示)。例如：共一百五十八頁共一百五十八頁G01 LN101 STEP20 Z-10.G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN101中的10表示在XY平面內(nèi)步進搖動，1表示工具電極各點繞各原始點作圓形軌跡搖動，STEP20表示搖動半徑為2

25、0 m，Z-10.表示伺服進給至Z軸向下10 mm為止。其實際放電點的軌跡見圖2-14(b)。步進搖動限制了主軸的進給動作，使搖動動作的循環(huán)成為優(yōu)先動作。步進搖動用在深孔排屑比較困難的加工中。它較自由搖動的加工速度(sd)稍慢，但更穩(wěn)定，沒有頻繁的進給、回退現(xiàn)象。共一百五十八頁(3) 鎖定搖動。在選定的軸向停止進給運動并鎖定軸向位置，其他兩軸進行(jnxng)搖動運動。在搖動中，搖動半徑幅度逐步擴大，主要用于精密修擴內(nèi)孔或內(nèi)腔(如圖2-14(c)所示)。例如：共一百五十八頁共一百五十八頁G01 LN202 STEP20 Z-5.G01表示沿Z軸方向(fngxing)進行伺服進給。LN202中的

26、20表示在XY平面內(nèi)鎖定搖動，2表示工具電極各點繞各原始點作方形軌跡搖動，Z-5.表示Z軸加工至-5 mm處停止進給并鎖定，X、Y軸進行搖動運動。其實際放電點的軌跡見圖2-14(c)。鎖定搖動能迅速除去粗加工留下的側(cè)面波紋，是達到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果鎖定后作圓軌跡搖動，則還能在孔內(nèi)滾花、加工出內(nèi)花紋等。共一百五十八頁6. 電火花機床常見功能 電火花機床的常見功能如下：(1) 回原點操作功能。數(shù)控電火花在加工前首先要回到機械坐標(biāo)的零點，即X、Y、Z軸回到其軸的正極限處。這樣，機床的控制系統(tǒng)才能復(fù)位(f wi)，后續(xù)操作機床運動不會出現(xiàn)紊亂。(2

27、) 置零功能。將當(dāng)前點的坐標(biāo)設(shè)置為零。(3) 接觸感知功能。讓電極與工件接觸，以便定位。(4) 其他常見功能(如圖2-15所示)。共一百五十八頁圖2-15 電火花機床常見(chn jin)功能共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁線切割加工原理(yunl)及特點線切割加工原理：電火花線切割加工是用連續(xù)移動的電極絲作為工具電極與工件之間產(chǎn)生火花放電腐蝕工件，進行(jnxng)切割加工。 共一百五十八頁線切割加工(ji gng)原理圖共一百五十八頁(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電(fng din)通道的形成.(2)介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹.(3)電極材料的拋出.(4)極間介質(zhì)的消電

28、離.過程(guchng)：共一百五十八頁(1) 加工材料的難易與材料的硬度無關(guān)，加工中不存在顯著的機械切削力。(2) 可以加工硬質(zhì)合金等一切(yqi)導(dǎo)電材料。(3) 最小角部半徑有限制。線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。（4)線切割加工是利用移動的細金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極，對工件進行脈特點(tdin)：共一百五十八頁2.1 電火花線切割加工(ji gng)的特點1）電火花線切割能切割加工傳統(tǒng)方法難于加工或無法加工的高硬度、高強度、高脆性、高忍性等導(dǎo)電(dodin)材料及半導(dǎo)體材料。 2）由于電極絲極細，可以加工細微異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀零件。 3）工件被加工表面受熱影

29、響小，適合于加工熱敏感性材料。同時，由于脈沖能量集中在很小的范圍內(nèi)，加工精度較高，線切割加工精度可達0.020.01mm,表面粗糙度可達Ra1.6m。 共一百五十八頁必須具備下列條件:1.電極絲與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙，間隙的寬度由工作電壓、加工量等加工條件而定。 2.必須采用脈沖電源，即火花放電(hu hu fn din)必須是脈沖性、間歇性。3.電火花線切割機床加工時，必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進行.共一百五十八頁1.1 電火花線切割加工機床(jchung)簡介1.1 機床(jchung)分類、型號 按電極絲的走絲速度快速走絲線切割機床慢速走絲線切割機床共一百五十八頁共

30、一百五十八頁1) 快速走絲線切割(qig)機床快速走絲線切割機床的電極絲作高速往復(fù)運動，一般走絲速度為810 m/s，是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。快速走絲線切割機床上運動的電極絲能夠雙向往返運行，重復(fù)使用，直至斷絲為止。線電極材料常用直徑為0.100.30 mm的鉬絲(有時(yush)也用鎢絲或鎢鉬絲)。對小圓角或窄縫切割，也可采用直徑為0.6 mm的鉬絲。共一百五十八頁 工作液通常采用乳化液。快速走絲線切割機床結(jié)構(gòu)(jigu)簡單、價格便宜、生產(chǎn)率高，但由于運行速度快，工作時機床震動較大。鉬絲和導(dǎo)輪的損耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走絲線切割機床，其加工精度一般為0.010.02

31、 mm，表面粗糙度Ra為1.252.5 m。 共一百五十八頁共一百五十八頁2) 慢速走絲線(sxin)切割機床 慢速走絲線切割機床走絲速度低于0.2 m/s。常用黃銅絲(有時(yush)也采用紫銅、鎢、鉬和各種合金的涂覆線)作為電極絲，銅絲直徑通常為0.100.35 mm。電極絲僅從一個單方向通過加工間隙，不重復(fù)使用，避免了因電極絲的損耗而降低加工精度。同時由于走絲速度慢，機床及電極絲的震動小，因此加工過程平穩(wěn)，加工精度高，可達0.005 mm，表面粗糙度Ra0.32 m。共一百五十八頁慢速走絲線切割機床的工作液一般采用去離子水、煤油等，生產(chǎn)率較高。慢走絲機床主要由日本、瑞士等國生產(chǎn)，目前國內(nèi)

32、有少數(shù)企業(yè)(qy)引進國外先進技術(shù)與外企合作生產(chǎn)慢走絲機床。共一百五十八頁2型號(xngho)國標(biāo)規(guī)定的數(shù)控電火花線切割機床的型號(xngho)，如的基本含義為：D K X X X 類別代號:表示是電加工機床特性代號:表示是數(shù)控機床組代號:表示是電火花加工機床系代號:快走（慢走）絲線切割機床參數(shù)代號:表示工作臺橫向行程共一百五十八頁DK7725基本含義為：D為機床的類別代號，表示(biosh)是電加工機床；K為機床的特性代號，表示是數(shù)控機床；第一個7為組代號，表示是電火花加工機床；第二個7為系代號(快走絲線切割機床為7，慢走絲線切割機床為6，電火花成型機床為1) ；25為基本參數(shù)代號，表示工作

33、臺橫向行程為250 mm。共一百五十八頁2.2 快走絲線(sxin)切割機床簡介線切割機床機床(jchung)本體脈沖電源數(shù)控系統(tǒng)工作液循環(huán)系統(tǒng)共一百五十八頁1機床(jchung)本體機床(jchung)本體床身絲架運絲機構(gòu)工作臺共一百五十八頁運絲機構(gòu)(jgu)絲架工作臺床身共一百五十八頁1) 床身床身是支承和固定工作臺、運絲機構(gòu)等的基體。因此，要求床身應(yīng)有一定的剛度和強度，一般采用箱體式結(jié)構(gòu)。床身里面安裝有機床(jchung)電氣系統(tǒng)、脈沖電源、工作液循環(huán)系統(tǒng)等元器件。共一百五十八頁共一百五十八頁目前在電火花線切割機床上采用的坐標(biāo)工作臺，大多為X、Y方向線性運動。不論是哪種控制方式，電火花線

34、切割機床最終都是通過坐標(biāo)工作臺與絲架的相對運動來完成零件加工的，坐標(biāo)工作臺應(yīng)具有很高的坐標(biāo)精度和運動精度，而且要求運動靈敏、輕巧，一般都采用“十”字滑板、滾珠導(dǎo)軌，傳動絲杠和螺母之間必須(bx)消除間隙，以保證滑板的運動精度和靈敏度。2) 工作臺共一百五十八頁共一百五十八頁3) 運絲機構(gòu)(jgu)在快走絲線切割加工時，電極絲需要不斷地往復(fù)運動，這個運動是由運絲機構(gòu)(jgu)來完成的。最常見的運絲機構(gòu)(jgu)是單滾筒式，電極絲繞在儲絲筒上，并由絲筒作周期性的正反旋轉(zhuǎn)使電極絲高速往返運動。儲絲筒軸向往復(fù)運動的換向及行程長短由無觸點接近開關(guān)及其撞桿控制(如圖2-16中的5、4)，調(diào)整撞桿的位置即可

35、調(diào)節(jié)行程的長短。共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁4) 絲架作用：是在電極絲快速移動時，對電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺平面保持垂直。注意：為獲得良好的工藝效果(xiogu)，上、下絲架之間的距離宜盡可能小。錐度加工：最常見的方法是在上絲架的上導(dǎo)輪上加兩個小步進電動機，使上絲架上的導(dǎo)輪作微量坐標(biāo)移動(又稱U、V軸移動)，其運動軌跡由計算機控制。共一百五十八頁共一百五十八頁共一百五十八頁2脈沖電源電火花線切割加工的脈沖電源與電火花成型加工作用的脈沖電源在原理(yunl)上相同，不過受加工表面粗糙度和電極絲允許承載電流的限制，線切割加工脈沖電源的脈寬較窄(260 s)，單個脈

36、沖能量、平均電流(15 A)一般較小，所以線切割總是采用正極性加工。共一百五十八頁2脈沖(michng)電源作用: 把工頻交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬。脈沖電源對線切割加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度(sd)、加工過程的穩(wěn)定性和電極絲損耗等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有很大的影響，應(yīng)給予足夠的重視。共一百五十八頁3數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)在電火花線切割加工中起著重要作用，具體體現(xiàn)在兩方面： (1) 軌跡控制作用。它精確地控制電極絲相對于工件的運動軌跡，使零件獲得(hud)所需的形狀和尺寸。 (2) 加工控制。它能根據(jù)放電間隙大小與放電狀態(tài)控制進給速度，使之與工件材料的

37、蝕除速度相平衡，保持正常的穩(wěn)定切割加工。 共一百五十八頁4. 工作液循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)工作液循環(huán)與過濾裝置是電火花線切割機床不可缺少的一部分，其主要(zhyo)包括工作液箱、工作液泵、流量控制閥、進液管、回液管和過濾網(wǎng)罩等。工作液的作用：是及時地從加工區(qū)域中排除電蝕產(chǎn)物，并連續(xù)充分供給清潔的工作液，以保證脈沖放電過程穩(wěn)定而順利地進行。目前絕大部分快走絲機床的工作液是專用乳化液。乳化液種類繁多，大家可根據(jù)相關(guān)資料來正確選用。共一百五十八頁共一百五十八頁2.3.3 慢走絲線切割機床(jchung)簡介同快走絲線切割機床(jchung)一樣，慢走絲線切割機床(jchung)也是由機床(

38、jchung)本體、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成的。但慢走絲線切割機床(jchung)的性能大大優(yōu)于快走絲線切割機床(jchung)。共一百五十八頁共一百五十八頁慢走絲線切割的原理圖共一百五十八頁主體結(jié)構(gòu)機頭結(jié)構(gòu)(jigu)主要(zhyo)部件工作液循環(huán)系統(tǒng)共一百五十八頁機頭結(jié)構(gòu)(jigu)主要(zhyo)部件共一百五十八頁1) 機頭結(jié)構(gòu)機床和錐度切割裝置(U，V軸部分)實現(xiàn)了一體化，并采用了桁架鑄造(zhzo)結(jié)構(gòu)，從而大幅度地強化了剛度。共一百五十八頁2) 主要(zhyo)部件精密陶瓷材料大量用于工作臂、工作臺固定板、工件固定架、導(dǎo)絲裝置等主要部件，實現(xiàn)了高剛度和不易變形的結(jié)構(gòu)。共一百五十

39、八頁3) 工作液循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)慢走絲線切割機床大多數(shù)采用去離子水作為工作液，所以有的機床(如北京阿奇)帶有去離子系統(tǒng)(如圖2-17所示)。在較精密加工時，慢走絲線切割機床采用絕緣性能較好的煤油作為工作液。共一百五十八頁圖2-17 去離子(lz)系統(tǒng) 濾芯 過濾筒 潔水箱污水箱共一百五十八頁慢走絲線切割機床的電極絲在加工中是單方向運動(yndng)(即電極絲是一次性使用)的。走絲過程：電極絲由儲絲筒出絲，由電極絲輸送輪收絲。組成：儲絲筒、導(dǎo)絲機構(gòu)、導(dǎo)向器、張緊輪、壓緊輪、圓柱滾輪、斷絲檢測器、電極絲輸送輪、其他輔助件(如毛氈、毛刷)等。共一百五十八頁圖2-18 電極(dinj)絲送絲裝置2356789共一百五十八頁共一百五十八頁2.3.4 線切割機床常見的功能下面簡單介紹線切割機床較常