特種加工講座-第三章電火花線(xiàn)切割加工.ppt

1、特種加工Non-traditional Machining,主講：馬蘇常 天津工程師范學(xué)院 機(jī)械制造教研室,第三章 電火花線(xiàn)切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Machining),線(xiàn)切割加工的基本原理 線(xiàn)切割加工的機(jī)理 線(xiàn)切割加工的分類(lèi)、設(shè)備 影響線(xiàn)切割加工藝指標(biāo)的因素 線(xiàn)切割加工工藝及應(yīng)用 線(xiàn)切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù) 線(xiàn)切割加工新技術(shù),3.1 電火花線(xiàn)切割加工原理,電極絲與工件之間脈沖放電（正極性加工） 電極絲沿其軸向作走絲運(yùn)動(dòng)（金屬絲0.0060.2mm） 工件相對(duì)于電極絲在X、Y平面內(nèi)作數(shù)控運(yùn)動(dòng) 快走絲：走絲速度 810m/s，往復(fù)運(yùn)動(dòng)（我國(guó)獨(dú)創(chuàng)） 慢走

2、絲：走絲速度 0.2 m/s，單向運(yùn)動(dòng),在工件上打孔,2.電火花線(xiàn)切割過(guò)程,安裝鉬絲,進(jìn)行切割,冷卻液起著冷卻和絕緣的雙重作用,加工后的零件,電火花線(xiàn)電火花線(xiàn)切割加工演示.rm切割加工演示,3.2 線(xiàn)切割加工機(jī)理,放電間隙的構(gòu)成,一次放電的微觀過(guò)程（1）,第一步：形成放電通道,一次放電的微觀過(guò)程（2）,第二步：電弧成長(zhǎng)、金屬熔解、氣化,一次放電的微觀過(guò)程（3）,第三步：爆炸、電極材料拋出,一次放電的微觀過(guò)程（4）,第四步：冷卻、排屑、極間消電離,3.3 線(xiàn)切割加工的分類(lèi)、設(shè)備,3.3.1 線(xiàn)切割加工的分類(lèi)： 按電極絲的運(yùn)行速度： 快走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床（810m/s） 慢走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床（

3、 0.2 m/s） 按機(jī)床控制方式： 靠模仿型控制 光電跟蹤控制 數(shù)字程序控制（95%以上）,3.3.2 線(xiàn)切割加工設(shè)備的組成,脈沖電源 控制系統(tǒng) 工作液循環(huán)系統(tǒng) 機(jī)床本體 坐標(biāo)工作臺(tái) 走絲機(jī)構(gòu) 絲架 床身,快走絲線(xiàn)切割加工設(shè)備組成,快走絲線(xiàn)切割加工設(shè)備,蘇州蘭博高科技企業(yè)集團(tuán)（DK7725）,慢走絲線(xiàn)切割加工設(shè)備組成,慢走絲線(xiàn)切割加工設(shè)備,兩種切割機(jī)床的區(qū)別,兩種切割機(jī)床加工工藝水平比較,快走絲切割機(jī)床運(yùn)絲機(jī)構(gòu),慢走絲切割機(jī)床運(yùn)絲機(jī)構(gòu),快走絲切割機(jī)床錐度切割裝置,慢走絲切割機(jī)床錐度切割裝置,線(xiàn)切割用脈沖電源,為什么采用正極性加工？ 電極絲細(xì)，WM不能過(guò)大，即：電流小（15A），窄脈沖（260

4、s） 短脈沖加工中，正極性加工保護(hù)工具電極,線(xiàn)切割用脈沖電源 晶體管矩形波脈沖電源 高頻分組脈沖電源 低損耗電源 電流上升率小（di/dt），電極散熱好，損耗低,工作液循環(huán)系統(tǒng),工作液： 慢走絲：去離子水，浸泡式 快走絲：乳化液，澆注式 對(duì)工作液的要求 絕緣性能 洗滌性能 冷卻性能 環(huán)保 工作液循環(huán)系統(tǒng)的組成,3.4 影響線(xiàn)切割工藝指標(biāo)的因素,主要工藝指標(biāo) 線(xiàn)切割速度（mm2/min） 在保持一定表面粗糙度的切割過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)電極絲中心在工件切過(guò)的面積 最大切割速度：不計(jì)切割方向和表面粗糙度的條件下，能達(dá)到的切割速度 切割效率：每安培電流的切割速度（ mm2/min A） 表面粗糙度Ra：

5、 高速： Ra52.5 m；低速： Ra1.250.2 m 電極絲的損耗量 切割一定面積后，電極絲直徑的減少量 加工精度 高速：0.010.02 mm；低速： 0.0050.002 mm,3.4 影響線(xiàn)切割工藝指標(biāo)的因素,電參數(shù) 電極絲及其移動(dòng)速度 工件厚度及材料 預(yù)置進(jìn)給速度,3.4 影響線(xiàn)切割工藝指標(biāo)的因素-1,電參數(shù) 脈寬ti：460 s 脈間t0：48 s 開(kāi)路電壓 放電峰值電流 脈沖電壓波形,3.4 影響線(xiàn)切割工藝指標(biāo)的因素-2,電極絲及其移動(dòng)速度 電極絲張力 過(guò)小電極絲振動(dòng)精度下降 大小波動(dòng)不穩(wěn)定 （解決方法：恒張力裝置） 電極絲移動(dòng)速度 過(guò)小排屑、冷卻差精度下降 過(guò)快電極絲振動(dòng)精

6、度下降 電極絲直徑 過(guò)小峰值電流小加工速度慢 過(guò)大切縫寬度增大,3.4 影響線(xiàn)切割工藝指標(biāo)的因素-3,工件的厚度及材料 工件厚度 過(guò)薄電極絲振動(dòng)精度下降 過(guò)厚 排屑、消電離差不穩(wěn)定 工件材料 熱學(xué)常數(shù) 導(dǎo)電性,3.4 影響線(xiàn)切割工藝指標(biāo)的因素-4,預(yù)置進(jìn)給速度 進(jìn)給速度蝕除速度 易短路不穩(wěn)定 進(jìn)給速度蝕除速度 開(kāi)路不穩(wěn)定 進(jìn)給速度蝕除速度 最佳,3.5 線(xiàn)切割加工工藝及應(yīng)用,線(xiàn)切割加工的特點(diǎn) 線(xiàn)切割加工工藝技巧 加工過(guò)程中工件內(nèi)部殘余應(yīng)力影響 電極絲初始位置的確定 帶斜度凹模的簡(jiǎn)易加工方法 線(xiàn)切割工藝的應(yīng)用,線(xiàn)切割加工的特點(diǎn) （與電火花穿孔成形比較),共同點(diǎn) 加工機(jī)理、工藝規(guī)律基本相似 不同點(diǎn)

7、： 屬于中、精正極性加工 采用水或水基工作液 采用移動(dòng)的細(xì)長(zhǎng)電極絲 （無(wú)穩(wěn)定電弧放電現(xiàn)象、切縫窄、單位長(zhǎng)度電極絲損耗小） 疏松接觸式輕壓放電現(xiàn)象 可省掉成型形工具電極 電極絲的損耗對(duì)加工精度的影響小,1. 應(yīng)考慮工件內(nèi)部殘余應(yīng)力對(duì)加工的影響,2. 電極絲初始位置的確定方法,3. 帶斜度凹模的簡(jiǎn)易加工方法,線(xiàn)切割機(jī)床的主要應(yīng)用,A微細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜形狀,A微細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜形狀,A微細(xì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜形狀,線(xiàn)切割機(jī)床的主要應(yīng)用,B高硬度導(dǎo)電材料成型加工,線(xiàn)切割機(jī)床的主要應(yīng)用,C模具形面及型腔加工,C模具形面及型腔加工,線(xiàn)切割加工工藝的應(yīng)用,加工微型齒輪,線(xiàn)切割加工工藝的應(yīng)用,切縫未控制,切縫控制,線(xiàn)切割加工工

8、藝的應(yīng)用,旋轉(zhuǎn)切割,旋轉(zhuǎn)切割,線(xiàn)切割加工工藝的應(yīng)用,3.6 線(xiàn)切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù),線(xiàn)切割控制系統(tǒng) 線(xiàn)切割數(shù)控編程方法,3.6.1 線(xiàn)切割控制系統(tǒng),線(xiàn)切割控制系統(tǒng)的組成 軌跡控制原理 加工控制功能,線(xiàn)切割控制系統(tǒng)的組成,切割軌跡控制系統(tǒng) 控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡 進(jìn)給控制系統(tǒng) 進(jìn)給速度=蝕除速度 走絲機(jī)構(gòu)控制 機(jī)床操作控制及其他輔助控制,軌跡控制原理,常用的軌跡控制方法 逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、矢量判別法、最小偏差法 逐點(diǎn)比較法,F=tg -tg0,F = Ri - R0,加工控制功能,進(jìn)給控制：進(jìn)給速度=蝕除速度 短路回退：按遠(yuǎn)路退回（記憶路徑功能） 間隙補(bǔ)償： 圖形微放：縮放、旋轉(zhuǎn)、平移圖形 適應(yīng)控制：根據(jù)工況改變電規(guī)準(zhǔn) 自動(dòng)找中心： 信息顯示：加工過(guò)程相關(guān)信息,間隙補(bǔ)償方法,3.6.2 線(xiàn)切割數(shù)控編程方法,編程方法 手工編程： 自動(dòng)編程：根據(jù)圖紙要求由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成 程序代碼形式 G指令（ISO標(biāo)準(zhǔn)代碼） 3B指令 G指令編程方法 3B指令編程方法,3.7 線(xiàn)切割加工新技術(shù),8.7.1 多次切割技術(shù) 一次