電火花線切割技術(shù)論文

1、電火花線切割技術(shù)論文淺析電火花線切割一般工藝摘 要：電火花線切割加工Wire Cut EDM,簡(jiǎn)稱WEDM也叫數(shù)控線切割加工，它是在電 火花成型加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，電火花線切割加工口誕生以來，獲得 了極其快速的發(fā)展，己逐步成為一種高精度高口動(dòng)化的加工方法。它在模具制造、成型刀 具加工、難加工材料及精密復(fù)雜零件的加工等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。通過對(duì)電火花線切 割加工的工藝淺析，提出一般工藝處理與編排，從而指導(dǎo)初學(xué)者實(shí)際加工過程，可使學(xué)者 提高生產(chǎn)效率和零件表面加工質(zhì)量。質(zhì)量得到較大幅度的提高。關(guān)鍵詞：電花線切割加工;工藝分析;工藝編排中圖分類號(hào)：TG484文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言電加工

2、全稱為電火花加I Electrical Discharge Machining EDM屬于特種加工的方 法之一，該項(xiàng)技術(shù)的研究始丁-20世紀(jì)中期，線切割放電機(jī)T- 1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。電火花 線切割加工Wire Cut EDM,簡(jiǎn)稱WEDH也叫數(shù)控線切割加工，它是在電火花成型加工基礎(chǔ) 上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，電火花線切割加工口誕生以來，獲得了極其快速的發(fā)展, 已逐步成為一種高精度高口動(dòng)化的加工方法。它在模具制造、成型刀具加工、難加工材料 及精密復(fù)雜零件的加工等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。1電火花線切割加工原理簡(jiǎn)介數(shù)控電火花線切割加工的基本原理：利用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線銅絲或鉗絲作為工具線電 極負(fù)

3、電極，被切割的工件為工件電極作為正電極，在加工中，線電極和工件之間加上脈沖 電壓，并11工作液包住線電極，使兩者之間不斷產(chǎn)生火花放電，工件在數(shù)控系統(tǒng)控制下工 作臺(tái)相對(duì)電極絲按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而使電極絲沿著所要求的切割路線進(jìn)行電腐蝕，完 成工件的加工。2電火花線切割加工的工藝的選擇電火花線切割加工是實(shí)現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定的設(shè)備條件下，合理制定 加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。數(shù)控電火花線切割加工，一般作為工 件加工的最后一道工序，要使工件達(dá)到圖樣要求的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等應(yīng) 合理控制線切割加工的各種工藝參數(shù)，同時(shí)安排好零件的工藝路線及加工前的準(zhǔn)備工作。2.

4、 1加工路線的選擇對(duì)F電火花線切割加工，在選擇加工路線時(shí)應(yīng)盡量保持工件或毛坯的結(jié)構(gòu)剛性，以免 因工件強(qiáng)度下降或材料內(nèi)部應(yīng)力的釋放而引起變形，具體應(yīng)注意以下兒點(diǎn)：1切割凸模類工件應(yīng)盡量避免從工件端面由外向里進(jìn)刀，最好從坯件預(yù)制的穿絲孔開 始加工。a可以b較好c最好2加工路線應(yīng)向遠(yuǎn)離工件夾具的方向進(jìn)行，即將工件與其裝夾部位分離的部分安排在 切割路線的末端。若以O(shè)-A-D-C-B-A-O路線切割，則加工至D點(diǎn)處工件的剛度就降 低了，容易產(chǎn)生變形而影響加工精度，若以O(shè)-A-B-C-D-A-O為加工路線，則整個(gè)加 工過程中工件的剛度保持較好，工件變形小，加工精度高，則無論順逆切割，工件變形都 較大，加工

5、精度也低。a b3在一塊毛坯上要切出兩個(gè)以上工件時(shí)，為減小變形應(yīng)從不同的穿絲孔開始加工。a從同一個(gè)穿絲孔加工b從不同穿絲孔加工4加工軌跡與毛坯邊緣距離應(yīng)大于5mm,以防因工件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差而發(fā)生變形。5避免沿工件端面切割，這樣放電時(shí)電極絲單向受電火花沖擊力，使電極絲運(yùn)行不穩(wěn) 定，難以保證尺寸和表面精度。2. 2穿絲孔位置的確定穿絲孔是電極絲相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，同時(shí)也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，故也稱程序原點(diǎn)。1穿絲孔應(yīng)選在容易找正，并在加工過程中便于檢查的位置。2切割凹模等零件的內(nèi)表面時(shí)，一般穿幺纟孔位置也是加工基準(zhǔn)，其位置還必須考慮運(yùn) 算和編程的方便，通常設(shè)置在工件對(duì)稱中心較為方便，但切入行程較長(zhǎng)，不適

6、合大型工件 采用。此時(shí)，為縮短切入行程，穿絲孔應(yīng)設(shè)置在靠近加工軌跡的已知坐標(biāo)點(diǎn)上，3在加工大型工件時(shí)，還應(yīng)沿加工軌跡設(shè)置多個(gè)穿絲孔，以便發(fā)生斷絲時(shí)能就近重新 穿絲，再切入斷絲點(diǎn)。4在切割凸模需要設(shè)置穿絲孔時(shí)，其位置可選在加工軌跡的拐角附近以簡(jiǎn)化編程。2. 3切入點(diǎn)位置的確定由丁線切割加工經(jīng)常是封閉輪廓切割，所以切入點(diǎn)一般也是切出點(diǎn)。受加工過程中存 在各種工藝因素的影響，電極絲返回到起點(diǎn)時(shí)必然存在重復(fù)位置誤差，造成加工痕跡，使 精度和外觀質(zhì)量下降。為了避免或減少加工痕跡，切入點(diǎn)應(yīng)按下述原則選定：1被切割工件各表面的粗糙度要求不同時(shí)，應(yīng)在粗糙度要求較低的面上選擇起點(diǎn)。2工件各面的粗糙度要求相同時(shí)，

7、則盡量在截面圖形的相交點(diǎn)上選擇起點(diǎn)。當(dāng)圖形上 有若干個(gè)相交點(diǎn)時(shí)，盡量選擇相交角較小的交點(diǎn)作為起點(diǎn)。當(dāng)各交角相同時(shí)，起點(diǎn)的優(yōu)先 選擇順序是：直線與直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)、圓弧與圓弧的交點(diǎn)。3對(duì)丁-工件各切割面既無技術(shù)要求的差異乂沒有形面的交點(diǎn)的工件，切入點(diǎn)盡量選擇 在便于鉗工修復(fù)的位置上。例如，外輪廓的平面、半徑大的弧面，要避免選擇在凹入部分 的平面或圓弧上。另外，工件切入處應(yīng)干凈，尤其對(duì)熱處理工件，切入處要去除積鹽及氧化皮以保證導(dǎo) 電。2.4脈沖參數(shù)的選擇脈沖參數(shù)主要包括脈沖寬度、脈沖間隙、峰值電流等電參數(shù)。在電火花線切割加工中, 提高脈沖頻率或增加單個(gè)脈沖的能量都能提高生產(chǎn)率，但工件加

8、工表面的粗糙度和電極絲 損耗也隨之增大。因此，應(yīng)綜合考慮各參數(shù)對(duì)加工的影響，合理地選擇脈沖參數(shù)，在保證 工件加工精度的前提下，提高生產(chǎn)率，降低加工成本。1脈沖寬度脈沖寬度是指脈沖電流的持續(xù)時(shí)間，與放電能1：成正比，在其他加工條件相同的情況 下，脈沖寬度越寬切割速度就越高，此時(shí)加工較穩(wěn)定，但放電間隙大，表面粗糙度大。相 反脈沖寬度越小，加工出的工件表面質(zhì)量就越好，但切割效率就會(huì)下降。2脈沖間隔脈沖間隔是指脈沖電流的停歇時(shí)間，與放電能1：成反比，其他條件不變，脈沖間隔越 大，相當(dāng)于降低了脈沖頻率增加的單位時(shí)間內(nèi)的放電次數(shù)，使切割速度下降，但有利丁排 除電蝕物，提高加工的穩(wěn)定性。當(dāng)脈沖間隔減小到一定

9、程度之后，電蝕物不能及時(shí)排除， 放電間隙的絕緣強(qiáng)度來不及恢復(fù)，破壞了加工的穩(wěn)定性，使切割效率下降。3峰值電流峰值電流是指放電電流的最大值。峰值電流對(duì)切割速度的影響也就是單個(gè)脈沖能量對(duì) 加工速度的影響，它和脈沖寬度對(duì)切割速度和表面粗糙度的影響相似，但程度更大些，放 電電流過大，電極絲的損耗也隨之增大易造成斷絲。以上只是這些參數(shù)的基本選擇方法，此外它與工件材料、工件厚度、進(jìn)給速度、走絲 速度及加工環(huán)境等都有著密切的關(guān)系，需在實(shí)際加工過程中多加探索才能達(dá)到比較滿意的 效果。2. 5補(bǔ)償量的確定由丁線切割加工是一種非接觸性加工，受電極絲與火花放電間隙的影響，實(shí)際切割后 工件的尺寸與工件所要求的尺寸不一

10、致。為此編程時(shí)就要對(duì)原工件尺寸進(jìn)行偏置，利用數(shù) 控系統(tǒng)的線徑補(bǔ)償功能，使電極絲實(shí)際運(yùn)行的軌跡與原工件輪廓偏移一定距離，這個(gè)距離 即稱為單邊補(bǔ)償量F或偏置量。偏移的方向視電極絲的運(yùn)動(dòng)方向而定，分左偏與右偏兩種, 編程時(shí)分別用G代碼G41和G42表示。補(bǔ)償量的計(jì)算公式為：F= d /2+ S式中：d- 電極絲直徑；$單邊放電間隙，通當(dāng)$取0.010.02mm。a無補(bǔ)償切割b帶補(bǔ)償切割若當(dāng)加工工件要求留有加工余量時(shí)，則補(bǔ)償量的計(jì)算公式為：F = d/2 + 8 +1式中：t一一工件的后續(xù)加工余量。另外，在進(jìn)行要求有配合間隙的沖裁模加工時(shí)，通過調(diào)整不同的補(bǔ)償量，可一次編程 實(shí)現(xiàn)凸模、凹模、凸模固定板及

11、卸料板等模具組件的加工，節(jié)省編程時(shí)間。參考文獻(xiàn)1陳前亮數(shù)控線切割操作工機(jī)能鑒定考核培訓(xùn)教程兇.北京：機(jī)械匸業(yè)出版 社,2021.2任海濱.微細(xì)電火花線切割加工工藝規(guī)律研處D.黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2021.數(shù)控電火花線切割機(jī)在機(jī)械生產(chǎn)中運(yùn)用探究摘要：數(shù)控電火花線切割機(jī)加工在機(jī)械中運(yùn)用為中心話題，主要探討分析了電火花線 切割機(jī)種類、加工原理、加工工藝，以及電火花線切割機(jī)在機(jī)械生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題及處 理措施。將理論研究與實(shí)際運(yùn)用有機(jī)的結(jié)合起來，希望能夠引起人們對(duì)電火花線切割加工 的進(jìn)一步關(guān)注，能夠?qū)C(jī)械生產(chǎn)的實(shí)際工作發(fā)揮指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：數(shù)控電火花線切割加工原理加工工藝中圖分類號(hào)：TG484文獻(xiàn)

12、標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9416202110-0232-02電火花線切割加工Wire Cut Electrical Discharge Machining.簡(jiǎn)稱WEDM它是在加 工過程中，使工具和工件之間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花放電，靠放電時(shí)產(chǎn)生的局部、瞬間的 高溫將金屬腐蝕除下來。隨著機(jī)械制造的發(fā)展和進(jìn)步，電火花線切割加工在機(jī)械生產(chǎn)中的 應(yīng)用越來越廣泛，并日益發(fā)揮它的重要作用，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)生重要的影響。1電火花線切割機(jī)的種類1.1按加工軌跡的控制方法分類電火花線切割機(jī)的種類按加工軌跡的控制方法不同可以分為靠仿形電火花線切割機(jī)、 光電跟蹤電火花線切割機(jī)及數(shù)控電火花線切割機(jī)三大類。1.2按電極

13、絲移動(dòng)方式分類電火花線切割機(jī)的種類按電極絲移動(dòng)方式不同可以分為高速走絲電火花線切割機(jī)、低 速走絲電火花線切割機(jī)和自旋式電火花線切割機(jī)三種。2電火花線切割機(jī)加工原理數(shù)控電火花線切割加工原理是基丁-電極之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象。電極絲與脈沖 電源的負(fù)極相接，工件與脈沖電源的正極相接;兩極在絕緣液體中介相互靠近時(shí)，由丁兩 極的微觀表面不平整，使得電場(chǎng)分布不均勻，離電極得最近處的電場(chǎng)強(qiáng)度最高，導(dǎo)致電極 間介質(zhì)被擊穿；口由離子和電子在場(chǎng)中積累，很快形成彼電離的放電通道;在電場(chǎng)的作用下, 通道內(nèi)的電子高速奔向陽(yáng)極，正離子奔向陰極，就形成火花放電;離子和電子在電場(chǎng)的作 用下高速運(yùn)動(dòng)時(shí)相互碰撞，陰極和陽(yáng)極表

14、面分別受到電子流和離子流的轟擊，使電極間隙 內(nèi)形成瞬時(shí)高溫，通道中心溫度達(dá)到10000C以上，兩極金屬材料的表面局部瞬間被熔化； 同時(shí)，由于熔化材料和介質(zhì)的汽化形成氣泡，并J1它的壓力規(guī)則上升到非常高;然后電流 中斷，溫度突然降低，從而引起氣泡內(nèi)爆炸，產(chǎn)生的動(dòng)力把熔化的物質(zhì)拋出蝕坑，被腐蝕 的材料在工作液介質(zhì)中重新凝結(jié)小球體，并被工作液介質(zhì)排走。3數(shù)控電火花線切割加工工藝數(shù)控電火花切割機(jī)加工的工藝路線，可以大致分為如下四個(gè)步驟：1對(duì)工件圖樣進(jìn)行審核及分析，并估算加工工時(shí)。2工藝準(zhǔn)備，包括機(jī)床調(diào)整、工作液的選配，電極絲的選擇及校正，工件的準(zhǔn)備等。3加工參數(shù)選擇，包括脈沖參數(shù)走絲速度及進(jìn)給速度設(shè)置

15、與調(diào)整。4程序編制及程序輸入。電火花線切割加工完成以后，需根據(jù)加工要求進(jìn)行表面處理, 并檢驗(yàn)其加工質(zhì)量。4數(shù)控電火花線切割加工在機(jī)械生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題及處理措施經(jīng)常使用數(shù)控電火花線切割加工的同志都知道數(shù)控電火花線切割加工在機(jī)械生產(chǎn)的過 程中經(jīng)常出現(xiàn)不同的問題，筆者就電火花線切割加工經(jīng)常出現(xiàn)的斷絲問題簡(jiǎn)單探究分析。電火花切割機(jī)斷絲的原因及處理：線切割機(jī)斷絲是電火花線切割操作員必經(jīng)的事，斷 絲以后大大増加了操作人員的工作量，嚴(yán)重的導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。斷絲現(xiàn)象原因排除方法：有規(guī)律的斷絲大多是在一邊或兩邊絲筒換向時(shí)未及時(shí)切斷高 頻電源，因溫度過高而燒斷鉗絲調(diào)整接近開關(guān)，如無果！則需檢修電路部分，要保證先關(guān)

16、高頻后換向。下面探究?jī)悍N常見的斷絲原因及處理方法：4. 1切割機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)斷絲問題：1電極絲卡在導(dǎo)電塊槽中;2絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活;3鉗絲排列時(shí)疊絲。解決：1調(diào)整或更換導(dǎo)電塊位置。2檢查絲筒夾縫中是否進(jìn)入異物;3檢查鉗絲是否在 導(dǎo)輪槽中，調(diào)整排絲輪的位置，保證排絲均勻，檢查絲筒軸線是否與線架相垂直。4. 2切割加工開始時(shí)斷絲問題：1加工時(shí)設(shè)置加工電流太大，切割進(jìn)給不穩(wěn)定;2鉗絲加工時(shí)抖動(dòng)過厲害;3加工 工件表面毛刺較多或有不導(dǎo)電氧化皮存在表面等。解決：1調(diào)整加工電流參數(shù)，適當(dāng)減小加工電流值;2檢查走絲系統(tǒng)部分，如導(dǎo)輪槽、 軸承、絲筒是否有異常跳動(dòng);3去除工件毛刺、表面氧化層等。4.3切割加工過程中斷絲問

17、題：1選擇加工電流參數(shù)設(shè)置不合適，加工電流過大;2導(dǎo)電塊未能與鉗絲接觸或已 被鉗絲拉出凹痕造成接觸不良;3工作液使用不當(dāng)或錯(cuò)誤使用其他機(jī)床的乳化液，使用乳化 液太稀太臟或使用時(shí)間太久;4鉗絲產(chǎn)生氧化質(zhì)量差或上絲時(shí)用不恰當(dāng)工具緊絲，使鉗絲產(chǎn) 生損傷;5進(jìn)給調(diào)節(jié)不當(dāng)，忽快忽慢，開路短路頻繁;6切割厚件時(shí)，間歇過小或使用不適 合切厚件工作液。解決：1減少功率管個(gè)數(shù)，或?qū)㈤g歇檔調(diào)大;2更換新的導(dǎo)電塊或?qū)?dǎo)電塊移個(gè)位置;3 使用線切割專用工作液;4更換鉗幺纟，使用上絲輪緊幺纟;5提高操作水半;6增大占空比并使 用適合厚件切割的工作液。4.4工件加工接近切完時(shí)斷幺纟問題：加工工件材料因受力變形夾斷鉗絲;工件完成落料時(shí)，把鉗絲擠斷了。解決：選擇設(shè)計(jì)合理的切割路線和材料及熱處理工藝，把工件變形量減少到最小，加 工塊完成時(shí)，用磁鐵吸住工件或用工具托住工件不致下落。5結(jié)語(yǔ)總而言之，數(shù)控電火花線切割加工與其他加工技術(shù)相比而言，電火花線切割加工具有 顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械生產(chǎn)中的地位和作用越來越凸顯尤其是模具加工行業(yè)。今