1、模具设计与制造（第3版）学习目标第9章 模具制造工艺及方法p熟悉模具制造的工艺规程等概念；p掌握模具制造工艺规程编制的方法；p掌握模具零件的加工方法；p掌握模具零件特种加工的工艺方法。9.1.1 模具制造的工艺过程1基本概念 模具机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的。而工序又可以分为安装、工位、工步和行程。毛坯依次通过这些工序被加工为成品零件。（1）工序。一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。划分工序主要以工作场地是否变动和工作是否连续为依据。如图9-1所示的导柱，当制造数量较少时，其工序划分如表9-1所示；当制造数量较大时
2、，其工序划分如表9-2所示。|9.1 模具制造工艺规程的编制模具制造工艺规程的编制|图9-1 导柱工工 序序 号号工工 序序 内内 容容设设 备备1车端面、打顶尖孔、车全部外圆、切槽、倒车端面、打顶尖孔、车全部外圆、切槽、倒角角车床车床2铣平面铣平面铣床铣床3磨外圆磨外圆磨床磨床4钻孔、攻丝、去毛刺钻孔、攻丝、去毛刺钳工钳工表9-1 导柱的加工工序（一）工工 序序 号号工工 序序 内内 容容设设 备备1车端面、打顶尖孔车端面、打顶尖孔专用车床专用车床2车外圆、加槽、倒角车外圆、加槽、倒角车床车床3铣平面铣平面铣床铣床4磨外圆磨外圆外圆磨床外圆磨床5钻孔、攻丝、去毛刺钻孔、攻丝、去毛刺钳工钳工表
3、9-2 导柱的加工工序（二）（2）安装。工件（或装配单元）经过一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。（3）工位。为了减少工件的装夹次数，常采用各种回转的工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。（4）工步。在加工表面或装配时的连接表面和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。图9-2 铣端面和钻孔图9-3 钻孔（5）行程（走刀）。行程（进给次数）有工作行程和空行程之分，工作行程是指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分；空行程是指刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。行程反映工步中的进给次数和
4、工序卡片中相吻合，并能精确计算工步工时，它比过去引用的走刀概念更科学。2工艺卡片工艺卡片是将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片，是生产准备和施工依据的技术文件。常见的工艺卡片有以下几种形式。（1）工艺过程综合卡片。这种卡片主要列出了整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯、机械加工和热处理等），其表格如表9-3所示。它是制订其他工艺文件的基础，也是生产技术设备、编制作业计划和组织生产的依据。在单件小批生产中，一般简单零件只编制工艺过程卡片，作为工艺指导文件。工厂工厂工艺工艺过程过程综合综合卡片卡片名称型号名称型号零件名称零件名称零件图号零件图号材材料料名称名称毛坯毛坯种类种类零件质量零件质量毛重
5、毛重第第 页页牌号牌号尺寸尺寸净重净重共共 页页性能性能每台件数每台件数每批件数每批件数工工序序号号工序内容工序内容加工加工车间车间设备设备名称名称工艺装备名称编号工艺装备名称编号技术等级技术等级时间定额（时间定额（min）夹具夹具刀具刀具量具量具单件单件准备准备终结终结更改内容更改内容编制编制校对校对审核审核会签会签表9-3 工艺过程综合卡片（2）机械加工工艺卡片。机械加工工艺卡片是以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。（3）工序卡片。工序卡片是在工艺卡片的基础上分别为每一个工序制订的，是用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件。工序卡片中详细记载了该工序加工所必需的工艺资料，如定位基
6、准、安装方法、机床、工艺准备、工序尺寸及公差、切削用量及工时定额等。在大批量生产中，广泛采用这种卡片。9.1.2 模具零件的工艺性分析1模具零件的结构分析（1）分析零件图纸数据是否完整，合理确定零件的尺寸、公差、粗糙度、定位基准。（2）合理确定零件结构要素，组成零件的各个加工面由于使用要求不同而具有各种形状和尺寸。（3）在分析零件的结构时，不但要注意零件的各个构成表面本身的特征，还要注意这些表面的不同组合。零件结构机械加工整体工艺性主要有以下要求。设计结构要能够加工。如有足够的加工空间，刀具能够接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等。便于保证加工质量。如孔端表面最好与钻头钻入钻出方向垂直，精
7、加工孔表面在圆周方向上要连续无间断，加工部位刚性要好等。各要素的形状应尽量简单、面积应尽量小、规格应尽量标准和统一。尽量减少加工面积对大的安装平面或长孔加空刀，通过合理合并或分拆零件减少加工面积等。能提高生产效率。如结构中的几个加工面尽量安排在同一平面上或位于同一轴线，轴上作用相同的结构要素尺寸要尽量一致（如空刀槽）或加工方向要一致（如键槽），要便于多刀、多件加工或使用高生产率加工方法或刀具。零件结构要便于装夹，有便于装夹的基准。有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来。尽量采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。加工面与非加工表面应明显分开，加工面之间也应
8、明显分开。零件要有足够的刚性，便于采用高速切削和多刀切削。节省材料减轻重量。尽量采用标准件、通用件和相似件。2零件的技术要求分析零件的技术要求主要包括加工表面的尺寸精度、主要加工表面的形状精度、主要加工表面之间的相互位置精度、各加工表面的粗糙度，以及表面质量方面的要求、热处理要求等几个方面。9.1.3 定位基准的选择1基准的概念基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准作用的不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。（1）设计基准。在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。如图9-4所示的套筒零件，轴心线O-O是各外圆表面和内孔的设计基准；端面A是端面
9、B、C的设计基准；内孔表面D的轴心线是40h6外圆表面径向圆跳动和端面B端面圆跳动的设计基准。（2）工艺基准。零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准和装配基准。在加工中用作定位的基准，称为定位基准。测量时所采用的基准，称为测量基准。装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。图9-4 套筒零件2定位基准的选择（1）精基准的选择。基准重合原则，如设计基准作为定位基准称为基准重合；在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准，称为基准统一原则（也称基准单一原则或基准不变原则）；自为基准原则是指某些精加工和光整加工工序以自身为基准
10、；反复加工、互为基准的原则，为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀，可采取互为基准加工。（2）粗基准的选择。具有不加工表面的工件为保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，一般应选择不加工表面为粗基准；具有较多加工表面的工件粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量。9.1.4 工艺路线的拟定模具加工工艺规程制订，除选择定位基准外，还应包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定工序的集中与分散程度以及选择设备与工艺装备等。拟定工艺路线，除定位基准的合理选择外，还要考虑以下4个方面。1表面加工方法的选择2加工阶段的划分划分加工阶段的原则。模具加工工艺过程一般可
11、分为以下几个阶段。（1）粗加工阶段，主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽量接近成品。（2）半精加工阶段，它的任务是使主要表面消除粗加工留下的误差，达到一定的精度及精加工余量，为精加工做好准备，并完成一些次要表面如钻孔、铣槽等的加工。（3）精加工阶段，主要是去除半精加工所留下的加工余量，使工件各主要表面达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度。（4）光整加工阶段，对于精度和表面粗糙度的要求很高，如IT6级及IT7级以上的精度，表面粗糙度Ra值0.4m的零件可采用光整加工。但光整加工一般不用于纠正几何形状和相互位置误差。3加工顺序的安排机械加顺序的安排，应考虑以下几个原则。
12、（1）先粗后精（2）先主后次（3）基面先行（4）先面后孔4热处理工序及辅助工序的安排（1）热处理工序的安排。（2）辅助工序的安排。模具零件的机械加工方法有普通机床加工、精密机床加工和数控机床加工。普通精度零件用通用机床加工，如车削、铣削、刨削、钻削、磨削等。9.2.1 模板类零件1模板上平面的加工（1）模板的精度要求。模板上下平面的平行度和垂直度。模板平面的表面粗糙度和精度等级。模板上各孔的精度、垂直度和孔间距的要求。（2）模板的制造。|9.2 模具的机械加工方法|2模板上孔的加工模板上的导柱、导套孔和固定圆柱形型芯的孔，以及复位杆和推出杆孔等有配合精度要求，导致模板上孔的种类和大小不一，具体
13、加工如下。（1）一般孔的加工。孔的使用功能不同，其精度要求也不同，加工方法也不同。孔常用的机械加工方法有钻、扩、铰、镗、磨等。钻孔，模具零件上的孔主要有螺纹孔、螺栓过孔、销钉孔、顶杆孔、电热管安装孔、冷却水孔等，它们都需要经过钻孔加工。铰孔，模具中常有一部分销钉孔、顶杆孔、型芯固定孔等需在划线或组装时加工，其加工精度一般为IT6IT8级，粗糙度Ra值不大于3.2m。镗孔，由于模板的精度要求越来越高，故用传统的普通机床已不能达到某些模板类零件的加工要求，坐标镗床是模板类零件孔系精密加工应用最为广泛的精密机床之一。磨削，用座标镗床加工出的孔，位置与尺寸精度都比较高，但对模具来说，往往会因淬火变形而
14、破坏了已加工的精度，故淬火后需要进行磨削。图9-5 坐标磨削的基本运动坐标磨削时，有3种基本运动，即砂轮的高速旋转运动、行星运动（砂轮回转轴线的圆周运动）及砂轮沿机床主轴方向的直线往复运动，如图9-5所示。在坐标磨床上进行坐标磨削加工的基本方法有以下几种。a内孔磨削。b外圆磨削。c锥孔磨削。d直线磨削。e侧磨。f 综合磨削。g型腔的磨削。图9-6 内孔磨削 图9-7 锥孔磨削图9-8 直线磨削图9-9 侧磨图9-10 凹模型孔磨削图9-11 清角型孔磨削（2）深孔加工。（3）小孔加工。小孔钻头首先要选择合适的直径，一般钻头直径比孔的基本尺寸小，其差值随工件材料、钻床及夹具的精度、有无导向措施、
15、钻头刃磨质量等因素而变，通常采用试验方法选定。钻小孔需要选用主轴刚性好、轴向窜动及径向跳动小、工作台移动灵活的机床，最好选用精密和转速较高的（加工孔系时应选设有精密坐标尺的工作台）铣、钻、镗床及坐标镗床等。夹持钻头的夹具一般采用弹簧夹头，必须保持与机床主轴同心，夹持钻头时钻头伸出长度只要保证钻孔深度即可。9.2.2 成形部件的机械加工1铣削加工（1）铣削加工的范围及其特点。铣削加工的范围。铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般可达IT9IT7，表面粗糙度为Ra6.31.6m。由于铣削方式、铣刀类型和形状具有多样性，再配以“分度头
16、”“圆形工作台”等附件，扩大了铣削的加工范围，使应用更加广泛。通常可以铣削平面、台阶面、成形曲面、螺旋面、键槽、T形槽、燕尾槽、螺纹、齿形等。铣削加工的特点。a生产率较高，铣刀为多齿刀具，在铣削时，由于同时参加切削的切削刃数量较多，切削刃作用的总长度长，因而铣削的生产率较高，有利于切削速度的提高。b铣削过程不平稳，由于铣刀刀齿的切入和切出，使同时参加工作的切削刃数量发生变化，致使切削面积变化较大，切削力产生较大的波动，容易使切削过程产生冲击和振动，因而限制了表面质量的提高。c刀齿散热较好，由于每个刀齿是间歇工作，故刀齿在从工件切出至切入的时间间隔内，可以得到一定的冷却，散热条件较好。但是，刀齿
17、在切入和切出工件时，产生的冲击和振动会加速刀具的磨损，使刀具耐用度降低，甚至可能引起硬质合金刀片的碎裂。因此，铣削时，若采用切削液对刀具进行冷却，则必须连续浇注，以免产生较大的热应力。（2）机床分类。铣床。加工中心。（3）数控机床编程。数控程序自动编程的方法有语言编程、图形编程，具有劳动强度低、编程时间短、程序精度高的优点。2成形磨削成形磨削是模具零件成形型面精加工的一种主要方法，成形磨削的基本原理，就是把构成零件形状的复杂几何形线，分解成若干简单的直线、斜线和圆弧，然后进行分段磨削，使构成零件的几何形线互相连接圆滑、光整，达到图面的技术要求。例如，冲裁模具的凸模、凹模镶块模具零件的几何形状一
18、般由若干平面、斜面和圆柱面组成，即其轮廓由直线、斜线和圆弧等简单线条所组成，如图9-12。因此，成形磨削是解决该类零件加工的主要而有效的方法。图9-12 冲裁模具刃口几何形状（1）成形磨削的方法。常用的成形磨削主要有成形砂轮磨削法和夹具磨削法两种类型。成形砂轮磨削法，利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与工件型面完全吻合的反型面，然后再用此砂轮对工件进行磨削，使其获得所需的形状，如图9-13（a）所示。成形砂轮磨削法是对工件进行磨削的一种简便有效的方法，磨削生产率高，但砂轮消耗较大。此法一次磨削的表面宽度不能太大，修正砂轮时必须保证一定的精度。夹具磨削法，将工件按一定的条件装夹在专用夹具上，在加工过程
19、中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位置，从而使工件获得所需的形状，如图9-13（b）所示。夹具磨削法的加工精度很高，甚至可以使零件达到互换性要求。图9-13 常用的成形磨削方法（2）磨削平面及斜面用夹具。磁性吸盘、导磁体。磁体吸盘和常用的导磁体如图9-14所示。正弦精密平口钳。正弦精密平口钳的结构如图9-15所示，主要由带有正弦尺的精密平口钳和底座组成。单向正弦电磁夹具。单向正弦电磁夹具的结构如图9-16所示，主要由电磁吸盘和正弦尺组成。图9-14 磁性吸盘和导磁体图9-15 正弦精密平口钳结构 1底座 2精密平口钳 3工件 4活动钳口 5螺杆 6正弦圆柱 7量块图9-16 单向正弦电磁夹具
20、结构1电磁吸盘 2、6正弦圆柱 3量块4底座 5偏心锁紧器 7挡板 旋转分度夹具。旋转分度夹具的结构如图9-17所示，夹具的主轴一端装有正弦分度盘3，另一端装有滑板10，滑板上带有一V形块6，工件的圆柱面在V形块上定位，通过旋转螺杆9调整工件的圆柱中心使其与夹具主轴回转中心重合，钩形压板12和夹紧螺钉13是用来将工件夹紧固定在V形块上的。图9-17 旋转分度夹具1定位块 2撞块 3正弦分度盘 4正弦圆柱 5锁紧垫板 6V形块 7螺母8滑座 9螺杆 10滑板 11主轴 12钩形压板 13夹紧螺钉9.3.1 电火花成形加工1电火花加工的基本原理电火花加工又称放电加工（Electrical Disc
21、harge Machining，简称EDM），它是利用两极（工具电极和工件电极）之间的脉冲性的火花放电产生的局部、瞬时高温将金属蚀除，使零件的尺寸、形状和表面质量最达到预定要求的加工方法。因放电过程中可见到火花，故称为电火花加工，也称电蚀加工。电火花加工中，工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。把工件接正极的加工方法称为正极性加工，反之，称为负极性加工。|9.3 模具工作型面的特种加工模具工作型面的特种加工|2.电火花加工的必备条件（1）有足够的火花放电强度。局部电流密度须高达105106A/cm2（使局部金属熔化、汽化）。（2）放电必须是脉冲放电。间歇式放
22、电以保证大量热能来不及传导、扩散到不加工部位，而仅作用于很小范围，既降低电极腐蚀，又提高加工件精度减小Ra。一般单个脉冲持续时间为107103s。（3）相邻两次脉冲放电之间要有足够的间歇时间以便使极间蚀除物的排除，恢复介电性能。（4）工具与工件间应有足够的放电间隙。两者之间一般保持几个几百个微米的距离。（5）极间要充有一定的液体介质。使脉冲放电的蚀除物及时扩散、排出，使重复性脉冲放电顺利进行。以上这些问题可以通过图9-18所示的电火花加工系统来实现。图9-18 电火花加工原理示意图1工件 2脉冲电源 3自动进给调节装置4工具 5工作液 6过滤器 7工作液泵图9-19 电火花加工表面局部放大图3
23、电火花加工的物理本质（1）介质击穿和通道形成。（2）能量转换、分布与传递。（3）电蚀产物的抛出。（4）极间介质的消电离。图9-20 放电间隙状态示意图1阳极 2从阳极上抛出金属的区域 3熔化的金属微粒4工作液 5在工作液中凝固的金属微粒 6在阴极上抛出金属的区域7阴极 8气泡 9放电通道 10翻边凸起 11凹坑4电火花加工的特点（1）电火花加工时工件与电极不直接接触，两者之间不加任何机械力。（2）电极材料硬度不必大于工件材料的硬度。只要是导电材料，都可以加工。如一般机加工难以加工的材料，硬质合金、淬火钢、耐热合金等。（3）脉冲放电的持续时间很短，放电时工件表面热影响区很小。（4）比传统机加工速
24、度慢，加工量少。（5）同一机床，经脉冲参数调节，可连续进行粗、中、精及精微加工。精加工达到的精度是误差小于0.01mm，Ra0.631.25m。精微加工时的精度可达到误差小于0.020.04mm，Ra0.040.16m。（6）直接用电能加工，便于实现自动化。5电火花成形加工工艺电火花加工的工艺效果，主要用加工速度、加工精度、加工表面质量及工具电极相对损耗四项指标来评价。通过分析影响这4项工艺指标的因素进一步了解电火花加工的工艺规律。（1）影响加工速度的主要因素。电火花加工时，电极与工件同时遭到不同程度的电蚀，单位时间内工件的电蚀量称之为加工速度，即生产率。单位时间内电极的电蚀量称之为损耗速度，
25、它们是一个问题的两个方面。一般把一定电规准下单位时间内工件被蚀除的体积和质量分别叫做体积加工速度和质量加工速度。体积加工速度质量加工速度式中：V体积；t时间；m质量。极性效应。在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。即使是相同材料，例如钢加工钢，正、负电极的电蚀量也是不同的。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。在生产中，通常把工件接脉冲电源的正极，工具电极接负极，称正极性加工；反之，工件接脉冲电源的负极，工具电极接正极，称负极性加工、又称反极性加工。电参数。每个脉冲放电，都会在工件表面蚀除部分材料而形成一个微小凹坑。且脉冲能量增加，传给工件热
26、量也增加，材料蚀除量增加，且近似于正比例关系。可以通过提高脉冲频率，增加单个脉冲能量，或者说增加平均放电电流和脉冲宽度来提高放电加工中工件蚀除速度。当然，实际生产时要考虑到这些因素之间的相互制约关系和对其他工艺指标的影响，例如脉冲间隔过短，将产生电弧放电；随着单个脉冲能量的增加，加工表面粗糙度值也随之增大等。图9-21 不同材料的脉宽与蚀除量的关系 工件材料的热学性质。脉冲放电的热能主要使局部金属材料温度升高至熔点，熔化成液相材料，继续升温至沸点，汽化，金属蒸气继续加热成过热蒸气。所谓热学常数是指熔点、沸点、导热系数、比热容、熔化潜热、汽化热等。所以，脉冲放电能量相同时，材料的熔点、沸点、比热
27、容、熔化潜热、汽化潜热等愈高，电蚀量越少，加工速度减小；另外，导热系数增加，热量损失增加，蚀除量减少。工作液。在电火花成形加工时，工作液的作用是：a介电作用。工作液一般都具有一定的介电能力，有助于产生脉冲式的火花放电，形成放电通道，放电结束之后又能恢复极间绝缘状态。b压缩放电通道，提高火花放电能量密度。c帮助电蚀产物的抛出和排除。d冷却工具电极与工件，并传散放电结束后的极间放电通道余热。排屑条件。在电火花加工过程中，极间局部区域电蚀产物浓度过高，加之放电引起的温度升高，影响加工过程的稳定性，以致破坏正常的火花放电，使加工速度降低甚至无法继续加工。为此，常常采用冲油式加工方式，将工具电极定期地自
28、动抬起，增大脉冲停歇时间，降低加工平均电流等措施，改善排屑条件，限制电蚀产物浓度，以保证加工稳定进行。（2）影响加工精度的主要因素。与机械加工一样，机床本身的各种误差，以及工件和工具电极的定位、安装误差都影响加工精度，但是影响电火花成形加工工艺仿形精度的因素主要是尺寸精度和形状精度。影响尺寸精度的因素。电火花加工时，在放电间隙能保持不变的前提下，可以通过修正工具电极尺寸获得较高的加工精度。除了放电间隙能否保持一致性外，放电间隙大小也影响加工精度，尤其是在加工复杂形状的工件时，间隙愈大，棱角部位电场不均的影响也愈明显。为了提高加工精度，应该采用小规准加工，以便缩小放电间隙。精加工时的单面放电间隙
29、一般只有0.01mm，粗加工时的单面放电间隙可达0.5mm以上。影响形状精度的因素。a斜度。b圆角。（3）影响加工表面质量的主要因素。电火花加工的表面质量主要包括加工表面粗糙度、表面层组织变化及表面微观裂纹等。图9-22 电火花加工时的加工斜度 1电极无损耗时工具轮廓线 2电极有损耗而不考虑二次放电时的工件轮廓线图9-23 电火花加工尖角变圆 1工件 2工具电极6电火花加工方法（1）型腔模电火花加工。单电极平动法，单电极平动法在型腔模电火花加工中应用最广泛，它采用一个电极完成型腔的粗、中、精加工。多电极更换法，多电极更换法使用两个或两个以上电极，一个作为粗加工，第二个或第三个电极采用平动法逐步
30、减少型腔表面粗糙度。分解电极加工法，分解电极加工法根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极。（2）型腔模加工用工具电极。电极材料的选择。为了提高型腔模的加工精度，在电极方面，首先是寻找耐蚀性高的电极材料，如纯铜、铜钨合金、银钨合金以及石墨电极等。电极的设计。加工型腔模时的工具电极尺寸，一方面与模具的大小、形状、复杂程度有关，另一方面与电极材料、加工电流、深度、余量及间隙等因素有关。当采用平动法加工时，还应考虑所选用的平动量。9.3.2 电火花线切割加工1电火花线切割加工原理电火花线切割加工（Wire Cut EDM，简称WEDM）是在电火花加工的基础上发展起来的一种工艺，它利用线
31、状电极靠火花放电对工件进行切割，从而获得需要的工件轮廓，所以称之为电火花线切割。图9-24所示为高速走丝电火花线切割工艺及装置的示意图。利用钼丝4作工具电极进行切割，贮丝筒7使钼丝做正反向交替移动，加工能源由脉冲电源3供给。在电极丝和工件之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。图9-24 电火花线切割加工示意图1绝缘底板 2工件 3脉冲电源 4钼丝 5导向轮 6支架 7贮丝筒2电火花线切割设备根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为两大类：一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），这
32、类机床的电极丝做高速往复运动，一般走丝速度为810m/s，这是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS），这类机床的电极丝做低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，这是国外生产和使用的主要机种。3电火花线切割加工特点（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电状态，如开路、正常火花放电、短路等。（2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。（3）由于电极工具是直径较小的细丝，故脉冲宽度、平均电流等
33、不能太大，加工工艺参数的范围较小，属中、精正极性电火花加工，工件常接电源正极。（4）采用水或水基工作液，不会引燃起火，容易实现安全无人运转，但由于工作液的电阻率远比煤油小，因而在开路状态下，仍有明显的电解电流。电解效应稍有益于改善加工表面粗糙度。（5）一般没有稳定电弧放电状态。这是因为电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快速走丝电火花线切割加工。（6）不必制造专门的成形工具电极，这大大降低了工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间，加工周期短，对新产品的试制很有意义。（7）由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。（8）由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝的损耗
34、较少，从而对加工精度的影响比较小，特别在低速走丝线切割加工时，电极丝一次性使用，电极丝损耗对加工精度的影响更小。4电火花线切割加工流程电火花线切割加工是实现工件形状和尺寸的一种加工技术。在一定设备条件下，合理地制订加工工艺路线是工件加工质量的重要保证。电火花线切割加工模具或零件的过程一般可分以下几个步骤。（1）对图样进行分析。（2）编程。编程时，要根据坯料的情况选择合理的装夹位置，同时确定合理的起割点和切割路线。切割路线主要以防止或减少模具变形为原则。一般应使靠近装夹这一侧最后切割为宜。起割点应取在图形的直线处，或容易将凸尖修去的部位，以便于磨削或修正。编程的一般步骤如下。合理选择穿丝孔位置和
35、切割点位置。根据工件表面粗糙度和尺寸精度选择切割次数。选用合理的加工电参数。用编程软件编制加工程序单。校对程序并试加工。（3）加工时的调整。加工中对加工电参数进行调整，是保证稳定加工的必要步骤。如果加工不稳定，工件表面质量会大大下降，工件的表面粗糙度和精度变差，同时还会造成断丝。只有电参数选择恰当，同时加工比较稳定，才能获得好的加工质量。调整电极丝垂直度。装夹时调整工件的垂直度。调整脉冲电源的电参数。（4）检验。模具的尺寸精度和配合间隙检验。根据不同精度的模具及零件，可选用千分尺、游标卡尺、塞规、投影仪、三坐标测量仪等检验工具进行检验。零件表面粗糙度检验。现场可采用电火花线切割加工表面粗糙度等级比较样板目测或手感进行检验。在实验室中可采用轮廓仪检测。工件的垂直度检验。可采用平板、直角尺、三坐标测量仪等进行检验。级进模步距尺寸精度检验。可采用游标卡尺、投影仪、三坐标测量仪等进行检验。
