1、数控电火花线切割机床数控电火花线切割机床及线切割加工工艺及线切割加工工艺 实训中心制作实训中心制作一、一、数控电火花线切割机床简介数控电火花线切割机床简介 二、二、数控电火花线切割加工工艺基础数控电火花线切割加工工艺基础 三、三、数控线切割加工工艺的拟订数控线切割加工工艺的拟订四、四、典型零件的数控线切割加工工艺分典型零件的数控线切割加工工艺分 析析一、一、数控电火花线切割机床简介数控电火花线切割机床简介 电火花加工（Electrical Discharge Machining）属于特种加工的一种方法，该项技术在二十世纪四十年代开始研究并逐步应用于生产。随着电火花加工技术的发展，在成形加工方面
2、逐步形成两种主要加工方式：电火花成形加工和电火花线切割加工。数控电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WEDM)也称数控线切割加工，它是在电火花成形加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，因其由数控装置控制机床的运动，采用线状电极(铜丝或钼丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割加工，有时简称线切割加工。线切割加工自二十世纪五十年代末诞生以来，获得了极其迅速的发展，已逐步成为一种高精度和高自动化的加工方法。在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的加工等方面获得了广泛应用。1.1 数控电火花线切割加工原理、特点及应用数控电火花线切割加工原理、特点及应用1 1数控电火花
3、线切割加工原理数控电火花线切割加工原理 图图11 电火花线切割原理电火花线切割原理 (a)工件及其运动方向 (b)电火花线切割加工装置原理图 1-绝缘底板 2-工件 3-脉冲电源 4-电极丝（钼丝或铜丝）5-导向轮 6-支架 7-储丝筒2数控电火花线切割加工的特点数控电火花线切割加工的特点 （1）直接利用线状的电极丝作工具电极，不需要像电火花成形加工一样的成形工具电极，可节约电极制造时间和电极材料，降低制造成本，缩短了生产周期。（2）可以加工用一般切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的零件，尺寸精度可达0.010.02mm，表面粗糙度值Ra可达1.25m。（3）传统的车、
4、铣、钻加工中，刀具硬度必须比工件硬度大，而数控电火花线切割机床的电极丝不必比工件材料硬，所以可以加工硬度很高或很脆，用一般切削加工方法难以加工或无法加工的材料。在加工中作为刀具的电极丝无须刃磨，可节省辅助时间和刀具费用。（4）利用电蚀原理加工，加工中工具电极和工件不直接接触，没有像机械加工那样的切削力，因而工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度，适宜于加工低刚度工件及细小零件。（5)由于电极丝比较细，切缝很窄，只对工件材料进行“套料”加工，实际金属去除量很少，轮廓加工时所需余量也少，故材料的利用率很高，能有效地节约贵重材料。（6）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较小
5、，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，电极丝一次使用，电极损耗对加工精度的影响更小。（7）依靠数控系统的线径偏移补偿功能，使冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。依靠锥度切割功能，有可能实现凹凸模一次加工成形。（8）对于粗、半精、精加工，只需调整电参数即可，操作方便，自动化程度高。采用乳化液或去离子水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人值守连续加工。3数控线切割加工的应用数控线切割加工的应用 (1)加工模具加工模具 适用于各种形状的冲裁模，调整不同的间隙补偿量，只需一次编程就可以切割出凸模、凸模固定板、凹模、凹模固定板、凹模卸料板等，模具配合间隙、加工精度一般都能达到要求。
6、此外，还可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等各种类型的模具。(2)加工电火花成形加工用的电极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，若采用铜钨、银钨合金之类的材料，用线切割加工特别经济，同时也适用于加工微细、复杂形状的电极。(3)加工新产品试制及难加工零件加工新产品试制及难加工零件 在试制新产品时，用线切割在板料上直接割出零件，由于不需另行制造模具，可大大缩短制造周期、降低成本。同时修改设计、变更加工程序比较方便，加工薄件时还可多片叠在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品种多，数量少的零件，特殊难加工材料的零件，材料试验样件，各种型孔、凸轮、样板、成形刀
7、具，同时还可以进行微细加工和异形槽加工等。1.2 数控电火花线切割机床的分类数控电火花线切割机床的分类 根据电极丝的运行速度不同，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(WEDMHS)，这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为812ms；另一类是低速走丝电火花线切割机床(WEDM-LS)，这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度为0.2ms；表表11 高速与低速走丝电火花线切割机床的主要区别高速与低速走丝电火花线切割机床的主要区别 项目高速走丝电火花线切割机床低速走丝电火花线切割机床走丝速度8 12 ms-11 15 mmin-1走丝方向 往复 单向工作液 线
8、切割乳化液、水基工作液 去离子水电极丝材料 钼、钨钼合金 黄铜、铜、钨、钼电源 晶体管脉冲电源，开路电压80100V，工作电流15A 晶体管脉冲电源，开路电压300V左右，工作电流132A放电间隙 0.01mm 0.020.05mm切割速度 20 160 mm2min-1 20 240 mm2min-1表面粗糙度 3.2 1.6 m 1.6 0.8 m加工精度 0.01 0.02 mm 0.005 0.01 mm电极丝损耗 加工（310）104 mm2时损耗0.01 mm 不计重复精度 0.01 0.0021.3 数控电火花线切割机床的基本组成数控电火花线切割机床的基本组成 （1）床身）床身
9、一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和固定基础，通常采用箱式结构，应有足够的强度和刚度。床身内部安置电源和工作液箱，考虑电源的发热和工作液泵的振动，有些机床将电源和工作液箱移出床身外另行安放。（2）坐标工作台）坐标工作台 由步进电动机、滚珠丝杠和导轨组成。带动工件实现X、Y两个坐标方向各自的进给运动，可合成获得各种平面图形曲线轨迹。（3）走丝机构）走丝机构 通过与储丝筒同轴的走丝电机的正反旋转使电极丝往复运行并保持一定的张力，储丝筒再旋转的同时做轴向移动。（4）锥度切割装置锥度切割装置 电极丝是由丝架支撑，当直壁切割时，电极丝与工作台面垂直。需要锥度切割时，采用偏移上下导轮的方法，可
10、使电极丝倾斜一定的几何角度，如图12。（5）脉冲电源脉冲电源 提供工件和电极丝之间的放电加工能量。线切割加工总是用正极性加工。（6）数控装置）数控装置 主要作用是在电火花线切割加工过程中，按加工要求自动控制电极丝相对工件的运动轨迹和进给速度来实现对工件的形状和尺寸加工。图图12 偏移上下导轮偏移上下导轮 1.4 数控电火花线切割机床示例数控电火花线切割机床示例 图图13 DK7725型数控线切割机床型数控线切割机床1-软盘驱动器 2-电源总开关 3-键盘 4-开机按钮 5-关机按钮 6-急停按钮 7-彩色显示器 8-电压表 9-电流表 10-机床电器按钮 11-运丝机构 12-丝架 13-坐标
11、工作台 14-床身 1机床工作台结构机床工作台结构 图图14 DK7725工作台结构工作台结构 1-手轮 2-刻度盘 3-上拖板 4-轴承座 5-内外隔板 6-轴承 7-丝杠 8-螺母座 9-调整螺母 10-限位开关挡块 11-V形导轨 12-限位开关 13-轴承 14-精密双齿轮 15-端盖 16-步进电机 17-上V形导轨 18-限位开关 19-接线柱 20-平导轨 21-下拖板 22-电机座 23-小齿轮 2储丝走丝部件的结构储丝走丝部件的结构 图图15 DK7725机床的储丝走丝部件机床的储丝走丝部件 1-V形导轨 2-电机 3-电机架 4-联轴器 5-左轴承座 6-轴承 7-储丝筒
12、8-轴 9-调整螺母 10-底座 11-丝杆 12-拖板 13-齿轮（Z=34）14-大齿轮（Z=102）15-小齿轮（Z=34）16-齿轮（Z=95）17-上底座 3线架、导轮部件的结构线架、导轮部件的结构 图图16 DK7725机床的线架、导轮部件机床的线架、导轮部件 1-防护罩 2-锁紧手柄 3-上线架 4-冷却液调节阀 5-护板 6-下线架 7-立柱 8-丝杆 9-螺母 10-轴承 11-法兰盖 12-螺帽 13-轴承座 14-圆螺母 15-压紧螺母 16-小圆螺母 17-轴承 18-导轮座 19-前导轮 20-接线柱 21-高频进线 22-后导轮 23-过渡轮 4传动系统传动系统（1
13、）工作台传动系统）工作台传动系统 图图17 工作台传动工作台传动系统示意图系统示意图 1、2、3、4-齿轮 5、6-螺母（2）运丝装置传动系统）运丝装置传动系统 图图18 运丝装置传动系统示意图运丝装置传动系统示意图 1-电动机 2-联轴器 3、4、5、6 齿轮（3）电极丝传动系统）电极丝传动系统 图图19 电极丝传动系统示意图电极丝传动系统示意图1-储丝筒 2-电极丝 3-排丝轮 4-导电轮 5导轮 6、7-下导轮 5工作液系统工作液系统 图图110 线切割机床工作液系统图线切割机床工作液系统图 1-过渡器 2-回液管 3-工作台 4-下丝臂进液管 5-上丝臂进液管 6-流量控制阀 7-进液
14、管 8-工作液泵 9-工作液箱 二、二、数控电火花线切割加工工艺基础数控电火花线切割加工工艺基础 2.1 线切割加工的主要工艺指标线切割加工的主要工艺指标 （1）切割速度）切割速度 在保持一定表面粗糙度的切割加工过程中，单位时间内电极丝中心在工件上切过的面积总和称为切割速度，单位为mm2min-1。切割速度是反映加工效率的一项重要指标，通常高速走丝线切割速度为4080 mm2min-1，慢速走丝线切割速度可达350 mm2min-1。（2）表面粗糙度）表面粗糙度 线切割加工中的工件表面粗糙度通常用轮廓算术平均值偏差Ra值表示。高速走丝线切割的Ra值一般为1.252.5m，最低可达0.631.2
15、5m；慢速走丝线切割的Ra值可达0.3m。（3）切割精度）切割精度 线切割加工后，工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。快速走丝线切割精度可达0.0lmm，一般为0.0150.02mm；慢速走丝线切割精度可达0.001mm左右。2.2 影响线切割工艺指标的若干因素影响线切割工艺指标的若干因素1电参数对工艺指标的影响电参数对工艺指标的影响 (1)放电峰值电流放电峰值电流ip ip是决定单脉冲能量的主要因素之一。ip增大时，单个脉冲能量亦大，线切割速度迅速提高，但表面粗糙度变差，电极丝损耗比加大甚至容易断丝。粗加工及切割厚件时应取较大的放电峰值电流，精加工时取较小的放电峰值电流。(2)脉冲宽度
16、脉冲宽度tw tw主要影响切割速度和表面粗糙度Ra值。tw增大时，单个脉冲能量增多，切割速度提高，但表面粗糙度变差。粗加工时取较大的脉宽，精加工时取较小的脉宽，切割厚大工件时取较大的脉宽。(3)脉冲间隔脉冲间隔t t直接影响平均电流。t减小时平均电流增大，切割速度加快，但t过小，放电产物来不及排除，放电间隙来不及充分消电离，会引起电弧和断丝。粗加工及切割厚大工件时脉冲间隔取宽些，而精加工时取窄些。(4)开路电压开路电压uo 开路电压增大时，放电间隙增大，排屑容易，提高了切割速度和加工稳定性，但易造成电极丝振动，工件表面粗糙度变差，加工精度有所降低。通常精加工时取的开路电压比粗加工低，切割大厚度
17、工件时取较高的开路电压。一般uo=60150V。(5)放电波形放电波形 电火花线切割加工的脉冲电源主要有晶体管矩形波脉冲电源和高频分组脉冲电源。在相同的工艺条件下高频分组脉冲能获得较好的加工效果，其脉冲波形如图111。图图111 高频分组脉冲波形高频分组脉冲波形 2.2.非电参数对工艺指标的影响非电参数对工艺指标的影响 （1）电极丝材料和直径的影响）电极丝材料和直径的影响 一般高速走丝时采用钼丝作电极丝，其直径一般选0.080.20mm；对于低速走丝，采用黄铜丝，直径一般选0.120.3mm之间。（2）走丝速度的影响）走丝速度的影响 走丝速度影响加工速度。高速走丝线切割加工时的走丝速度一般以小
18、于10m/s为宜。在慢速走丝线切割加工中，因为电极丝张力均匀，振动较小，因而加工稳定性、表面粗糙度及加工精度等均很好。（3）变频、进给速度变频、进给速度 即预置进给速度的调节，应紧密跟踪工件蚀除速度，如果预置进给速度调得太快，超过工件可能的蚀除速度，会出现频繁的短路现象，切割速度反而低，表面粗糙度也差，上下端面切缝呈焦黄色，甚至可能断丝；反之，进给速度调得太慢，大大落后于工件的蚀除速度，极间将偏于开路，有时会时而开路时而短路，上下端面切缝发焦黄色。（4）工件材料及厚度的影响工件材料及厚度的影响 通常切割铜、铝、淬火钢等材料比较稳定，切割速度也较快。而切割不锈钢、磁钢、硬质合金等材料时，加工不太
19、稳定，切割速度较慢。对淬火后低温回火的工件用电火花线切割进行大面积去除金属和切断加工时，会发生变化而产生很大变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。工件材料薄，工作液容易进人并充满放电间隙，对排屑和消电离有利，加工稳定。但工件太薄，金属丝易产生抖动，对加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液难于进入和充满放电间隙，加工稳定性差，但电极丝不易振动，因此加工精度和表面粗糙度较好。但厚度过大时，排屑条件变差，导致切割速度下降。（5）工作液的影响）工作液的影响 对加工速度的影响较大。低速走丝线切割机床大都采用去离子水作工作液，只有在特殊精加工时才采用绝缘性能较高的煤油。高速走丝线切割机床
20、大都使用专用乳化液。此外，工艺条件相同时，改变工作液的种类、浓度，就会对加工效果发生较大影响。工作液的脏污程度对工艺指标也有较大影响。并非加工效果最好，往往经过一段放电切割加工之后，脏污程度还不大的工作液可得到较好的加工效果。三、数控线切割加工工艺的拟订三、数控线切割加工工艺的拟订 电火花线切割加工是实现工件尺寸加工的一种技术。图112所示为数控线切割加工工艺准备和工艺过程。图图112 数控线切割加工的工艺准备和工艺过程数控线切割加工的工艺准备和工艺过程 3.1 零件图的工艺性分析零件图的工艺性分析1凹角和尖角的尺寸分析凹角和尖角的尺寸分析 凹角和尖角的尺寸要符合线切割加工的特点。线切割加工是
21、用电极丝作为工具电极来加工的，因为电极丝有一定的半径d，加工时又有一加工间隙，使电极丝中心运动轨迹与加工面相距l，即l=d/2+，如图113所示。这样，加工凸模类零件时，电极丝中心轨迹应放大；加工凹模类零件时，电极丝中心轨迹应缩小，如图114所示。图图113 电极丝与工件加工面的位置关系电极丝与工件加工面的位置关系 图图114 电极丝中心轨迹的偏移电极丝中心轨迹的偏移 a)加工凸模类零件 b)加工凹模类零件 同一副模具的凹、凸模中，拐角处的过渡圆弧半径R值要符合下列条件，才能保证加工的实现和模具的正确配合。对凹角，R1l=d2+对尖角，R2=R1式中R1凹角圆弧半径；R2尖角圆弧半径；凹、凸模
22、的配合间隙。2表面粗糙度及加工精度分析表面粗糙度及加工精度分析 电火花线切割加工表面和机械加工的表面不同，它是由无方向性的无数小坑和硬凸起所组成，粗细较均匀，特别有利于保存润滑油；而机械加工表面则存在着切削或磨削刀痕，具有方向性。两者相比，在相同的表面粗糙度和有润滑油的情况下，其表面润滑性能和耐磨损性能均比机械加工表面好。合理确定线切割加工表面粗糙度Ra值是很重要的。采用线切割加工时，工件表面粗糙度的要求可以较机械加工法减低半级到一级；同时，线切割加工的表面粗糙度等级提高一级，加工速度将大幅度地下降。所以，图纸中要合理地给定表面粗糙度。线切割加工所能到达的最好粗糙度是有限的，如欲达到优于Ra0
23、.32m的要求还较困难。因此，若无特殊需要，对表面粗糙度的要求不能太高。同样，加工精度的给定也要合理，目前，绝大多数数控线切割机床的脉冲当量一般为每步0.001mm，由于工作台传动精度所限，加上走丝系统和其他方面的影响，切割加工精度一般为6级左右，如果加工精度要求很高，是难于实现的。3.2 工艺准备工艺准备1工件准备工件准备 （1）毛坯准备）毛坯准备 毛坯的准备是指零件在线切割加工之前的全部加工工序。以线切割加工为主要工艺时，钢的加工路线是：下料一锻造一退火一机械粗加工一淬火与高温回火一磨削加工（退磁）一线切割加工一钳工修整。这种工艺路线的特点之一是工件在加工的全过程中会出现两次较大的变形。工
24、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。（2）工件加工基准的选择）工件加工基准的选择 应准备相应的校正和加工基准，并且此基准应尽量与图纸的设计基准一致，常见的有以下两种形式：以外形为校正和加工基准以外形为校正和加工基准 外形是矩形状的工件，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115所示。以外形为校正基准，内孔为加工基准以外形为校正基准，内孔为加工基准 无论是矩形、圆形还是其它异形的工件，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基准，如图116所示。图图115 矩形矩形工件的校正与加工件的校
25、正与加工基准工基准 图图116 以工以工件外形为校正基件外形为校正基准，内孔为加工准，内孔为加工基准基准 2工艺参数的选择工艺参数的选择 （1 1）电脉冲参数的选择）电脉冲参数的选择 要求获得较好的表面粗糙度时，所选用的电参数要小；若要求获得较高的切割速度，脉冲参数要选大一些，但加工电流的增大受排屑条件及电极丝截面积的限制，过大的电流易引起断丝。（2）电极丝准备电极丝准备 电极丝材料的选择电极丝材料的选择 一般情况下，快速走丝机床常用钼丝作电极丝，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(如镀锌等)的电极丝。电极丝直径的选择电极丝直径的选择 电极丝直径d应根据工件加工的切缝宽窄、
26、工件厚度及拐角尺寸大小等来选择。由图117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，需要选用直径小的电极丝，但直径太小，能够加工的工件厚度也将会受到限制。加工带尖角、窄缝的小型模具零件宜选用较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。图图117 电极丝直径与拐角的关系电极丝直径与拐角的关系 3工作液配制工作液配制 对快速走丝线切割加工，一般常用质量分数为10左右的乳化液，此时可达到较高的线切割速度。对于慢速走丝线切割加工，普遍使用去离子水。适当添加某些导电液有利于提高切割速度。可达到较高的切割速度。工作液的电阻率过高或过低均有降低
27、线切割速度的倾向。3.3 电火花线切割加工工件的装夹和常用典型夹具及调整电火花线切割加工工件的装夹和常用典型夹具及调整1工件的支撑装夹方式工件的支撑装夹方式 (1)悬臂支撑方式悬臂支撑方式 如图118所示，悬臂支撑通用性强，装夹方便。只有在工件的技术要求不高或悬臂部分较小的情况下才能采用。（2）两端支撑方式）两端支撑方式 如图119所示，两端支撑是把工件两端都固定在夹具上，这种方法装夹支撑稳定，平面定位精度高，工件底面与切割面垂直度好，但对较小的零件不适用。（3）桥式支撑方式）桥式支撑方式 如图120所示，桥式支撑是在双端夹具体下垫上两个支撑铁架。其特点是通用性强、装夹方便，对大、中、小工件装
28、夹都比较方便。(4)板式支撑方式板式支撑方式 如图121所示，板式支撑夹具可以根据经常加工工件的形状尺寸，制成具有矩形或圆形孔的支撑板夹具，并可增加X和Y两方向的定位基准，装夹精度较高，适于常规生产和批量生产。（5）复式支撑方式）复式支撑方式 如图122所示，复式支撑夹具是在桥式夹具上，再装上专用夹具组合而成，它装夹方便，特别适用于成批零件加工，既可大大缩短装夹和校正时间，提高效率，又保证了工件加工的一致性。图图118 悬臂式支撑夹具悬臂式支撑夹具 图图119 两端支撑夹具两端支撑夹具图图1 120 20 桥式支撑夹具桥式支撑夹具 图图121 板式支撑夹具板式支撑夹具 图图122 复式支撑夹具
29、复式支撑夹具 2常用的典型夹具常用的典型夹具 （1）压板夹具）压板夹具 由于线切割机床主要用于切割冲模的型腔，因此机床出厂时通常只提供一对夹持板形工件的压板夹具(压板、紧固螺钉等)。压板夹具主要用于固定平板状的工件，对于稍大的工件要成对使用。（2）磁性夹具）磁性夹具 采用磁性工作台或磁性表座夹持工件，不需要压板和螺钉，操作快速方便，定位后不会因压紧而变动，如图123所示。（3）分度夹具）分度夹具 分度夹具如图124所示，是根据加工电机转子、定子等多型孔的旋转形工件设计的，可保证高的分度精度。近年来，因微机控制器及自动编程机对加工图形具有对称、旋转等功能，所以分度夹具用得较少。（4）3R夹具夹具
30、 它能给线切割机床的工作台提供x、y、z方向的固定基准。并且可以有不同的长度和不同位置的安装孔，以应用于不同的线切割机床，如图125所示。图126图129是3R基准导轨的应用实例。图图123 磁性夹具的基本原理磁性夹具的基本原理 图图1 24 专用分度夹具示意图专用分度夹具示意图1-电极丝 2-工件 3-螺杆 4-压板 5-垫板 6-轴承 7-定位盘 8-定位销 9-底座 10-工作台 图图125 3R基准导轨基准导轨 1-基准导轨 2-定位块 3-安装孔(沉孔)L-基准导轨长度 P-安装孔距 D-距台架边缘的尺寸 图图126 用于夹持小型工件的用于夹持小型工件的2D系列系列 图图127 适用
31、中小型工件的线切割横梁适用中小型工件的线切割横梁图图128 夹持中、大型工件的夹持中、大型工件的3P一三点式系列一三点式系列 图图129 可直接利用基准导轨装夹大型工件可直接利用基准导轨装夹大型工件 3工件的找正方法工件的找正方法 （1）拉表法）拉表法 根据百分表指示数值相应调整工件，校正应在三个坐标方向上进行。（2）划线找正法）划线找正法 工件待切割图形与定位基准相互位置要求不高时，可采用划线法。（3）固定基面靠定法）固定基面靠定法 利用通用或专用夹具纵、横方向的基准面，经过一次校正后，保证基准面与相应坐标方向一致。于是具有相同加工基准面的工件可以直接靠定，就保证了工件的正确加工位置。图图1
32、30 拉表法找正拉表法找正 图图131 划线法找正划线法找正 图图132 固定基面靠定法固定基面靠定法 4电极丝坐标位置的确定电极丝坐标位置的确定（1）目视法）目视法 目视法目视法是对加工要求较低的工件，确定电极丝和工件有关基准线和基准面相互位置时，可直接目视或借助于24倍的放大镜来进行观测。观测基面观测基面 工件装夹后，观测电极丝与工件基面初始接触位置，记下相应的纵或横坐标，如图133所示。但此时的坐标并不是电极丝中心和基面重合的位置，两者相差一个电极丝半径。观测基准线观测基准线 利用钳工或镗床等在工件的穿丝孔处划上纵、横方向的十字基准线，观测电极丝与十字基准线的相对位置，如图134所示。摇
33、动纵或横向丝杠手柄，使电极丝中心分别与纵、横方向基准线重合，此时的坐标就是电极丝的中心位置。图图133 观测基准面确定电极丝位置观测基准面确定电极丝位置 图图134 观测基准线确定电极丝位置观测基准线确定电极丝位置（2 2）火花法）火花法 火花法火花法是利用电极丝与工件在一定间隙下发生放电的火花来确定电极丝坐标位置的，如图135。摇动拖板的丝杠手柄，使电极丝逼近工件的基准面，待开始出现火花时，记下拖板的相应坐标。该方法方便、易行，但因电极丝逐步逼近工件基准面时，开始产生脉冲放电的距离往往并非正常加工条件下电极丝与工件间的放电距离。图图135 火花法确定电极丝位置火花法确定电极丝位置（3 3）自
34、动找中心法）自动找中心法 自动找中心自动找中心是为了让线电极在工件的孔中心定位。具体方法为：移动横向拖板，使电极丝与孔壁相接触，记下坐标值x1，反向移动拖板至另一导通点，记下相应坐标值x2，将拖板移至两者绝对值之和的一半处，即(|x1|+|x2|)2的坐标位置。同理也可得到y1 和y2。则基准孔中心与电极丝中心相重合的坐标值为(|x1|+|x2|)2，(|y 1|+|y 2|)2，如图136所示。图图136 确定基准孔中心坐标确定基准孔中心坐标 3.4 切割路线的选择切割路线的选择1合理确定切割起始点和切割路线。（图137）2正确选择电极丝切入的位置。（图138）3切割孔类零件时，为了减少变形
35、，还可采用二次切割法。（如图139）4不能沿工件端面加工，因为电极丝单向受电火花冲击，使电极丝运行不稳定，难以保证尺寸和表面精度。5加工路线距端面应大于5mm，以保证工件结构强度。6在一块毛坯上切割两个以上的零件时，应从不同的穿丝孔开始加工，而不应连续一次切割。图图137 切割起始点和切割路线的安排切割起始点和切割路线的安排 a)不正确 b)不好 c)好 图图138 切割走向及切割走向及起点对加工精度的影响起点对加工精度的影响 图图139 二次切割孔类零件二次切割孔类零件 1-第一次切割的理论图形 2-第一次切割的实际图形 3-第二次切割的图形 3.5 确定穿丝孔的位置确定穿丝孔的位置1切割凸
36、模切割凸模 穿丝孔位置可选在加工轨迹的拐角附近以简化编程。2切割凹模、孔类等零件切割凹模、孔类等零件 可将穿丝孔位置选在待切割型腔(孔)内部。穿丝孔位置选在工件待切割型孔的中心时，编程操作加工较方便。选在靠近待切割型腔（孔）的边角处时，切割中无用轨迹最短。选在已知坐标尺寸的交点处时，有利于尺寸的推算。因此，要根据实际情况妥善选取穿丝孔位置。3加工大型工件加工大型工件 穿丝孔应设置在靠近加工轨迹边角处或选在已知坐标点上，使计算简便，缩短切人行程。同时，还应沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以便发生断丝时能就近重新穿丝，切人断丝点。4确定穿丝孔的大小确定穿丝孔的大小 穿丝孔的大小要适宜。一般不宜太小，如果
37、穿丝孔径太小，不但钻孔难度增加，而且也不便于穿丝。但是，若穿丝孔径太大，则会增加钳工工艺上的难度。一般穿丝孔常用直径为310mm。如果预制孔可用车削等方法加工，则在允许的范围内可加大穿丝直径。3.6 接合突尖的去除方法接合突尖的去除方法 由于线电极的直径和放电间隙的关系，在工件切割面的交接处，会出现一个高出加工表面的高线条，称之为突尖，如图140所示。(1)利用拐角的方法利用拐角的方法 凸模在拐角位置的突尖比较小，选用图141所示的切割路线，可减少精加工量。切下前要将凸模固定在外框上，并用导电金属将其与外框连通，否则在加工中不会产生放电。(2)切缝中插金属板的方法切缝中插金属板的方法 将切割要
38、掉下来的部分，用固定板固定起来，在切缝中插入金属板，金属板长度与工件厚度大致相同，金属板应尽量向切落侧靠近，如图142所示。切割时应往金属板方向多切人大约一个电极丝直径的距离。(3)用多次切割的方法用多次切割的方法 工件切断后，对突尖进行多次切割精加工。一般分三次进行，第一次为粗切割，第二次为半精切割，第三次为精切割。也有采用粗、精二次切割法去除突尖，如图143所示，切割次数的多少，主要看加工对象精度要求的高低和突尖的大小来确定。图图140 突尖突尖 图图141 利用拐角去除突尖利用拐角去除突尖 1-凸模 2-外框 3-短路用金属 4-固定夹具 5-粘接剂 图图142 插入金属板去除突尖插入金
39、属板去除突尖 图图143 二次切割去除突尖的路线二次切割去除突尖的路线 四、典型零件的数控线切割加工工艺分析四、典型零件的数控线切割加工工艺分析4 41 1 数字冲裁模凸凹模的加工数字冲裁模凸凹模的加工 图144所示为数字冲裁模凸凹模图形。材料为CrWMn。凸凹模与相应凹模和凸模的双面间隙为0.010.02mm。图图144 数字冲裁模的凸凹模图形数字冲裁模的凸凹模图形 因凸模形状较复杂，为满足其技术要求，采用了以下主要措施：淬火前工件坯料上预制穿丝孔，如图中孔D。将所有非光滑过渡的交点用半径为0.1 mm的过渡圆弧连接。先切割两个2.3mm小孔，再由辅助穿丝孔位开始，进行凸凹模的成形加工。选择
40、合理的电参数，以保证切割表面粗糙度和加工精度的要求。加工时的电参数为：空载电压峰值80V；脉冲宽度8s；脉冲间隔30s；平均电流1.5A。采用快速走丝方式，走丝速度9ms；电极丝为0.12mm的钼丝；工作液为乳化液。4 42 2 零件的加工零件的加工 按照技术要求，完成图145所示平面样板的加工。(1)零件图工艺分析零件图工艺分析 经过分析图纸，该零件尺寸要求比较严格，但是由于原材料是2mm厚的不锈钢板，因此装夹比较方便。编程时要注意偏移补偿的给定，并留够装夹位置。(2)确定装夹位置及走刀路线确定装夹位置及走刀路线 工件左侧悬置装夹。为了减小材料内部组织及内应力对加工精度影响，要选择合适的走刀
41、路线，如图146所示。(3)选择合适的电参数选择合适的电参数 此零件作为样板要求切割表面质量，而且板比较薄，属于粗糙度型加工，故选择切割参数为：最大电流3 A；脉宽3s；间隔比4s；进给速度6 ms。图图145 平面图样平面图样 图图1-46 装夹位置与装夹位置与走刀路线走刀路线 小结小结 本文主要介绍了以下内容：数控电火花线切割加工原理、特点及应用，线切割机床的分类、基本组成及典型机床机床示例；线切割加工的主要工艺指标和影响线切割工艺指标的若干因素；数控线切割加工工艺的拟订；典型零件的数控线切割加工工艺分析。要求了解数控线切割机床的加工原理、特点及应用，线切割机床的分类、基本组成及机床的传动系统及其主要机械结构；熟悉线切割加工的主要工艺指标和影响线切割工艺指标的若干因素。重点要求能正确分析数控线切割机床加工零件的工艺性分析；掌握数控车床加工工艺路线的制订，即零件图的工艺性分析、确定装夹位置及走刀路线及选择相关主要电参数等。
