1、Page 1v 模具成型表面的电火花加工模具成型表面的电火花加工Page 2n 电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括电火花成型加工、电火花线切割加工、电火花成型电火花成型加工、电火花线切割加工、电火花成型磨削、电火花同步回转加工、电火花表面强化和刻磨削、电火花同步回转加工、电火花表面强化和刻字等工艺方法。在模具制造中主要用电火花成型加字等工艺方法。在模具制造中主要用电火花成型加工和电火花线切割加工工和电火花线切割加工 1943年，前苏联拉扎林柯夫妇研究开关触电遭受火花年，前苏联拉扎林柯夫妇研究开关触电遭受火花放电腐蚀损坏的现象原因，发现电火花的瞬时高
2、温可放电腐蚀损坏的现象原因，发现电火花的瞬时高温可以使局部金属融化、气化而被腐蚀除掉。以使局部金属融化、气化而被腐蚀除掉。Page 3 41 电火花加工的基本原理n 1电火花加工原理电火花加工原理 电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。工的一种工艺方法。实现放电加工必须具备以下条件：实现放电加工必须具备以下条件：1）在脉冲放电点必须有足够的火花放电强度，即局）在脉冲放电点必须有足够的火花放电强度，即局部集中的电流密度高，使局部的金属溶解和气
3、化。部集中的电流密度高，使局部的金属溶解和气化。Page 42）放电是短时间的脉冲放电。由于放电持续时间短，）放电是短时间的脉冲放电。由于放电持续时间短，放电时所产生的热量将来不及传散到电极材料内部，放电时所产生的热量将来不及传散到电极材料内部，以保证良好的加工精度和表面质量以保证良好的加工精度和表面质量。3）先后两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间是）先后两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间是极间介电液充分消电离，恢复其介电性能，以保证极间介电液充分消电离，恢复其介电性能，以保证每次脉冲放电不在同一点重复进行，避免发生局部每次脉冲放电不在同一点重复进行，避免发生局部烧伤现象。烧伤现象。4）工
4、具电极与工件之间始终维持一定的间隙。（数）工具电极与工件之间始终维持一定的间隙。（数微米至数百微米）微米至数百微米）5）极间充有一定的液体介质，并使脉冲放电产生）极间充有一定的液体介质，并使脉冲放电产生的电蚀物及时扩散、排出，使重复性放电顺利进的电蚀物及时扩散、排出，使重复性放电顺利进行。行。Page 5Page 6Page 71、工件；、脉冲电源、自动进给装置；、工具电极、工件；、脉冲电源、自动进给装置；、工具电极5、工作、工作液；液；6、过滤器；、过滤器；7、泵、泵Page 8Page 9Page 10Page 11Page 12n 电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。虽然一次脉冲放电的时
5、间电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。虽然一次脉冲放电的时间很短，但它是电磁学、热力学和流体力学等综合作用的过程，是相当复很短，但它是电磁学、热力学和流体力学等综合作用的过程，是相当复杂的。综合起来，一次脉冲放电的过程可分为以下几个阶段：杂的。综合起来，一次脉冲放电的过程可分为以下几个阶段：(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成极间介质的电离、击穿及放电通道的形成 电场强度与电压成正比，与距离成反比，随着极间电场强度与电压成正比，与距离成反比，随着极间电压的升高或极间距离的减小，极间电场强度将随电压的升高或极间距离的减小，极间电场强度将随着增大。当电场强度增大到一定数量时，介质被击着增大。
6、当电场强度增大到一定数量时，介质被击穿，放电间隙电阻从绝缘状态迅速降低到几分之一穿，放电间隙电阻从绝缘状态迅速降低到几分之一欧姆，间隙电流迅速上升到最大值。由于通道直径欧姆，间隙电流迅速上升到最大值。由于通道直径很小，所以通道中的电流密度很高。很小，所以通道中的电流密度很高。Page 13Page 14Page 15n(2)介质热分解，电极介质热分解，电极(工件工件)材料熔化、汽化热膨胀材料熔化、汽化热膨胀 脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极，正离子奔脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极，正离子奔向负极。电能变成动能，动能通过碰撞又转变为热向负极。电能变成动能，动能通过碰撞又转变为热能。于是在通
7、道内正极和负极表面分别成为瞬时热能。于是在通道内正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度。通道高温将工作液介质汽化，源，达到很高的温度。通道高温将工作液介质汽化，进而热裂分解汽化。这些汽化后的工作液和金属蒸进而热裂分解汽化。这些汽化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，在放电间隙内成为气泡，迅速热气瞬间体积猛增，在放电间隙内成为气泡，迅速热膨胀并具有爆炸的特性。膨胀并具有爆炸的特性。Page 16n(3)电极电极(工件工件)材料的抛出材料的抛出 通道中心的压力最高，使汽化了的气体不断向通道中心的压力最高，使汽化了的气体不断向外膨胀，压力高处的熔融金属液体和蒸气就被外膨胀，压力高处的熔融金属液
8、体和蒸气就被排挤、抛出而进入工作液中。由于表面张力和排挤、抛出而进入工作液中。由于表面张力和内聚力的作用，使抛出的材料具有最小的表面内聚力的作用，使抛出的材料具有最小的表面积，冷凝时凝聚成细小的圆球颗粒。积，冷凝时凝聚成细小的圆球颗粒。Page 17n(4)极间介质的消电离极间介质的消电离 随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，但此后仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，但此后仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以及降低电极次放
9、电通道处间隙介质的绝缘强度，以及降低电极表面温度等，以免下次总是重复在同一处发生放电表面温度等，以免下次总是重复在同一处发生放电而导致电弧放电，从而保证在两极间最近处或电阻而导致电弧放电，从而保证在两极间最近处或电阻率最小处形成下一次击穿放电通道。率最小处形成下一次击穿放电通道。Page 18n 4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。工过程的自动控制。2电火花加工的特点电火花加工的特点1）便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。2）电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、电极和工件在
10、加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。深孔、窄缝零件。3）电极材料不必比工件材料硬。电极材料不必比工件材料硬。优点优点只能加工导电工件。只能加工导电工件。加工速度慢。加工速度慢。由于存在电极损耗，加工精度受限制。由于存在电极损耗，加工精度受限制。缺点缺点Page 19Page 20Page 21窄缝深槽加工窄缝深槽加工Page 22花纹、文字加工花纹、文字加工Page 23型腔加工Page 24冷冲模穿孔加工冷冲模穿孔加工Page 25Page 26Page 27多孔窄缝加工Page 28冷冲凸模的加工Page 29电火花成型加工应用举例电火花成型加工应用举例这是大量生产的塑料勺这是
11、大量生产的塑料勺子示意图子示意图 Page 30n 1.首先进行产品设计首先进行产品设计,然后按照设计的图样制作铜电然后按照设计的图样制作铜电极极 2.铜电极安装到铜电极安装到EDM机床上机床上,作为塑料凹模的工件也安装到工作台作为塑料凹模的工件也安装到工作台上上 Page 313.利用火花放电原理加工利用火花放电原理加工 4.完成凹模的加工完成凹模的加工 Page 32n 5.凸凹模分别安装到注塑机上凸凹模分别安装到注塑机上,及可生产出合格的塑料产及可生产出合格的塑料产品品 Page 3342 电火花加工与编程n 4.2.1 电极的设计与制造电极的设计与制造n 电火花加工模具的尺寸精度主要靠
12、工具电极来保证，因此对工具电极要求电火花加工模具的尺寸精度主要靠工具电极来保证，因此对工具电极要求也较高。也较高。(1)型孔电火花加工方法型孔电火花加工方法 设凹模孔口的尺寸为，设凹模孔口的尺寸为，工具电极相应的尺寸为工具电极相应的尺寸为(如图如图42所示所示)，单面电火花，单面电火花放电间隙值为放电间隙值为，则：，则：其中放电间隙其中放电间隙主要取决于电参数和机床精度。当选择电主要取决于电参数和机床精度。当选择电规准恰当和加工稳定时，规准恰当和加工稳定时，的误差就很小。这样就可以用的误差就很小。这样就可以用尺寸精确的工具电极加工出比较精确的凹模型孔尺寸精确的工具电极加工出比较精确的凹模型孔
13、Page 34Page 35n 对于冲裁模，凹模和凸模的双边配合间隙对于冲裁模，凹模和凸模的双边配合间隙z是一个很重要的技术参是一个很重要的技术参数，它的大小与均匀性都直接影响冲裁件的质量及模具的寿命，在加工数，它的大小与均匀性都直接影响冲裁件的质量及模具的寿命，在加工中必须给予保证。保证配合间隙的电火花加工方法主要有凸模修配法、中必须给予保证。保证配合间隙的电火花加工方法主要有凸模修配法、直接配合法和混合法直接配合法和混合法3种。种。n 凸模修配法是把凸模和工具电极分别用机械加工方法制出，凸模留凸模修配法是把凸模和工具电极分别用机械加工方法制出，凸模留一定的修配余量，在电极一定的修配余量，在
14、电极“打打”出凹模后，以凹模为基准件修配凸出凹模后，以凹模为基准件修配凸模，以保证凸、凹模的间隙。模，以保证凸、凹模的间隙。Page 36n 直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹模型孔，加工后将凸模上的损耗部分切除，凸、凹模型孔，加工后将凸模上的损耗部分切除，凸、凹模的配合间隙靠控制脉冲放电间隙直接保证。用这模的配合间隙靠控制脉冲放电间隙直接保证。用这种方法可以获得均匀的配合间隙，模具质量高，钳种方法可以获得均匀的配合间隙，模具质量高，钳工工作量少。此法适用于加工形状复杂的凹模或多工工作量少。此法适用于加工形状复杂的凹模或多型腔凹模型腔凹模。混合法是把不
15、同材料的电极和凸模锡焊或黏接起来，混合法是把不同材料的电极和凸模锡焊或黏接起来，然后一起加工成形，最后将电极与凸模分开的方法。然后一起加工成形，最后将电极与凸模分开的方法。这样，既达到直接配合法的工艺效果，又提高了生这样，既达到直接配合法的工艺效果，又提高了生产率。产率。Page 37n (2)电极材料和结构形式电极材料和结构形式 设计电极前应首先了解电火花加工机床的特性设计电极前应首先了解电火花加工机床的特性(包括主轴头的承载能力、工作台的尺寸及负荷包括主轴头的承载能力、工作台的尺寸及负荷)与电规准的加工工艺指标与电规准的加工工艺指标(包包括加工速度、电极损耗、加工间隙括加工速度、电极损耗、
16、加工间隙)。然后再根据工件型孔要求，确定电极。然后再根据工件型孔要求，确定电极材料、结构形式、尺寸及技术要求等。材料、结构形式、尺寸及技术要求等。Page 38n 电极的结构形式应根据型孔的大小与复杂程度、电极的结构工艺电极的结构形式应根据型孔的大小与复杂程度、电极的结构工艺性等因素来确定。常用的电极结构有性等因素来确定。常用的电极结构有3种：种：整体式电极整体式电极 它采用整块材料加工而成，是最常用的它采用整块材料加工而成，是最常用的结构形式。对于体积小、易变形的电极，可在有效长结构形式。对于体积小、易变形的电极，可在有效长度上部放大截面尺寸以提高刚度；对于体积大的电极，度上部放大截面尺寸以
17、提高刚度；对于体积大的电极，可在其上开可在其上开 一些孔以减轻重量。一些孔以减轻重量。Page 39n 镶拼式电极镶拼式电极 它一般在整体加工有困难时采用。它一般在整体加工有困难时采用。组合式电极组合式电极 它是把多个电极组合在一起，用于多它是把多个电极组合在一起，用于多型孔的凹模，一次穿孔可完成各型孔的加工。采用型孔的凹模，一次穿孔可完成各型孔的加工。采用组合式电极加工，生产率高，各型孔的位置精度也组合式电极加工，生产率高，各型孔的位置精度也较为准确，但对电极的定位有较高要求。较为准确，但对电极的定位有较高要求。Page 40常用电极夹具常用电极夹具电极柄电极柄电极套筒电极套筒Page 41
18、U形夹头形夹头钻夹头钻夹头Page 42管状电极夹头管状电极夹头Page 43n 用直角尺、百分表测定用直角尺、百分表测定人工校正一般以工作台面人工校正一般以工作台面x、y水平方向为基准，用百分表、千水平方向为基准，用百分表、千分表、块规或角尺，在电极横、纵分表、块规或角尺，在电极横、纵(即即x、y方向方向)两个方向作垂两个方向作垂直校正和水平校正，保证电极轴线与主轴进给轴线一致，保证直校正和水平校正，保证电极轴线与主轴进给轴线一致，保证电极工艺基准与工作台面电极工艺基准与工作台面x、y基准平行。基准平行。Page 44按电极固定板基准面校正电极按电极固定板基准面校正电极在制造电极时电极轴线必
19、须与电极固定板基准面垂直，在制造电极时电极轴线必须与电极固定板基准面垂直，校正时用百分表保证固定板基准面与工作台平行，保证校正时用百分表保证固定板基准面与工作台平行，保证电极与工件对正。电极与工件对正。Page 45n 尺寸精度应不低于级，公差一般小于型孔公差的尺寸精度应不低于级，公差一般小于型孔公差的12，并按人体原，并按人体原则标注；则标注；n 各表面平行度在各表面平行度在100mm长度上小于长度上小于0.01mm；n 表面粗糙度表面粗糙度a小于小于125m，一般取等于型孔表面粗糙度值。电极尺寸，一般取等于型孔表面粗糙度值。电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。主要包括截面和长度尺寸。(3)电极
20、的尺寸与技术要求电极的尺寸与技术要求 对电极的要求是：对电极的要求是：Page 46n 电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。截面尺寸电极尺寸主要包括截面和长度尺寸。截面尺寸为垂直于电极进给方向的电极横截面尺寸。为垂直于电极进给方向的电极横截面尺寸。n 电极的轮廓尺寸要比所加工型孔均匀地小一个电极的轮廓尺寸要比所加工型孔均匀地小一个放电间隙。凸、凹模的尺寸公差往往只标注一个，放电间隙。凸、凹模的尺寸公差往往只标注一个，另一个与之配作，以保证配合间隙。因此电极截面另一个与之配作，以保证配合间隙。因此电极截面尺寸的设计可分如下两种情况：尺寸的设计可分如下两种情况：n 按凹模尺寸和公差设计电极截面尺寸按凹
21、模尺寸和公差设计电极截面尺寸 因为穿孔加因为穿孔加工所获得的凹模型孔和电极截面轮廓相差一个放电工所获得的凹模型孔和电极截面轮廓相差一个放电间隙间隙(双点画线表示电极轮廓双点画线表示电极轮廓)，如图，如图44所示。根据所示。根据凹模尺寸和放电间隙便可算出电极截面上相应的尺凹模尺寸和放电间隙便可算出电极截面上相应的尺寸。寸。Page 47Page 48n 3.Z2 时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边外偏时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边外偏l2(Z2)；Page 49n 电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装夹形电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装夹形式及制造工艺
22、等一系列因素。式及制造工艺等一系列因素。L=KH+H1+H2+(0.40.8)(n-1)KH式中：式中：L:电极长度；电极长度；H:凹模有效深度凹模有效深度(需要电火花加工需要电火花加工的深度的深度)；H1:-凹模板底部挖空时凹模板底部挖空时电极需加长的部分；电极需加长的部分；H2:夹持部分长度，一般夹持部分长度，一般1020mm；n:电极使用的次数；电极使用的次数；K:与电极材料、加工方式、型孔与电极材料、加工方式、型孔复杂程度等有关的系数。复杂程度等有关的系数。紫铜紫铜225；黄铜；黄铜335；石墨；石墨1.72；铸铁；铸铁2.53；钢；钢33.5。电极。电极材料损耗小、型孔简单、轮廓无尖
23、角时，材料损耗小、型孔简单、轮廓无尖角时，k取小值，反之取大值。取小值，反之取大值。Page 50n 3线切割加工的特点线切割加工的特点（1）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。用，缩短生产周期。（2）能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外）能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。表面。（3）电极损耗极小，有利于加工精度的提高。）电极损耗极小，有利于加工精度的提高。（4）采用四轴联动，可加工锥度和上下面异形体）采用四轴联动，可加工锥度和上下面异形体等零件。等零件。4线切割加工的应用线切割加工的应用加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板
24、、各种形加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。状的细小零件、窄缝等。Page 51n 3影响电火花加工质量的主要因索影响电火花加工质量的主要因索 加工质量包括零件的加工精度和电蚀表面的质量。加工质量包括零件的加工精度和电蚀表面的质量。(1)影响加工精度的工艺因素影响加工精度的工艺因素 电火花加工过程是一个复杂的、多参数输入和输电火花加工过程是一个复杂的、多参数输入和输出的过程，影响加工精度的工艺因素很多，主要有出的过程，影响加工精度的工艺因素很多，主要有机床本身的制造精度、工件的装夹精度、电极制造机床本身的制造精度、工件的装夹精度、电极制造及装夹精度、电极损耗、放电间
25、隙、加工斜度等工及装夹精度、电极损耗、放电间隙、加工斜度等工艺因素。艺因素。Page 52n 电极损耗对加工精度的影响电极损耗对加工精度的影响 在电火花加工过在电火花加工过程中，电极会受到电腐蚀而损耗。电极损耗是影响程中，电极会受到电腐蚀而损耗。电极损耗是影响加工精度的一个重要因素，因此掌握电极损耗规律，加工精度的一个重要因素，因此掌握电极损耗规律，从各方面采取措施尽量减少电极损耗，对保证加工从各方面采取措施尽量减少电极损耗，对保证加工精度是很重要的。精度是很重要的。a.型腔加工时，多用电极的体积损耗率来衡量电极型腔加工时，多用电极的体积损耗率来衡量电极的损耗情况。的损耗情况。CV=VE/VW
26、100%CV电极的体积损耗率；电极的体积损耗率；VE电极的体积损耗速度，电极的体积损耗速度，m m3min；VW工件的体积蚀除速度，工件的体积蚀除速度，mm3min。Page 53b.型孔加工时，多用长度损耗来衡量电极的损耗。型孔加工时，多用长度损耗来衡量电极的损耗。CL电极的长度损耗率；电极的长度损耗率；hE电极长度方向上的损耗尺寸，电极长度方向上的损耗尺寸，mm；hw工件上己加工山的深度尺寸，工件上己加工山的深度尺寸，mm。CL=hE/hw n 加工过程中电极的不同部位，其损耗是不同的。电极的尖角、棱边等凸加工过程中电极的不同部位，其损耗是不同的。电极的尖角、棱边等凸起部位的电场强度较强，
27、易形成尖端放电，所以这些部位比平坦部位损起部位的电场强度较强，易形成尖端放电，所以这些部位比平坦部位损耗要快。电极的不均匀损耗使加工精度下降。耗要快。电极的不均匀损耗使加工精度下降。Page 54n 放电间隙对加工精度的影响放电间隙对加工精度的影响 电火花加工时，电极和电火花加工时，电极和工件之间发生脉冲放电需保持一定的放电间隙，由于工件之间发生脉冲放电需保持一定的放电间隙，由于放电间隙的存在，使加工出的工件型孔放电间隙的存在，使加工出的工件型孔(或型腔或型腔)尺寸和尺寸和电极尺寸相比，沿加工轮廓要相差一个放电间隙电极尺寸相比，沿加工轮廓要相差一个放电间隙(单边单边间隙间隙)。若不考虑电蚀产物
28、引起的二次放电。若不考虑电蚀产物引起的二次放电(由于电蚀产由于电蚀产物在侧面间隙中滞留引起的电极侧面和已加工面之间物在侧面间隙中滞留引起的电极侧面和已加工面之间的放电现象的放电现象)和电极进给时机械误差的影响和电极进给时机械误差的影响.要使放电间隙保持稳定，必须使脉冲电源的电参数保要使放电间隙保持稳定，必须使脉冲电源的电参数保持稳定。同时还应使机床精度和刚度也保持稳定，特持稳定。同时还应使机床精度和刚度也保持稳定，特别要注意电蚀产物在间隙中的滞留而引起的二次放电别要注意电蚀产物在间隙中的滞留而引起的二次放电对放电间隙的影响。加工精度与放电间隙的大小是否对放电间隙的影响。加工精度与放电间隙的大小
29、是否稳定和均匀有关，间隙愈稳定、均匀，加工精度愈高。稳定和均匀有关，间隙愈稳定、均匀，加工精度愈高。一般单边放电间隙值为一般单边放电间隙值为00101mm。Page 55n 加工斜度对加工精度的影响加工斜度对加工精度的影响 在加工过程中随着加工深度在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使被加侧面间隙逐渐增大，使被加工孔入口处的间隙大于出口工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形状误差，使加工表面产生形状误差，二次放电的次数越多，单个二次放电的次数越多，单个脉冲的能量越大，则加工斜脉冲的能量越
30、大，则加工斜度越大，二次放电的次数与度越大，二次放电的次数与电蚀产物的排除条件有关。电蚀产物的排除条件有关。因此，应从工艺上采取措施因此，应从工艺上采取措施及时排除电蚀产物，使加工及时排除电蚀产物，使加工斜度减小。目前精加工时斜斜度减小。目前精加工时斜度可控制在度可控制在10，以下。以下。Page 56n(2)影响表面质量的工艺因素影响表面质量的工艺因素n 影响表面粗糙度的因素影响表面粗糙度的因素 电火花加工后的表面，是由脉冲放电时电火花加工后的表面，是由脉冲放电时所形成的大量凹坑排列重叠而形成的。在一定的加工条件下，脉冲所形成的大量凹坑排列重叠而形成的。在一定的加工条件下，脉冲宽度和电流峰值
31、增大使单个脉冲能量增大，电蚀凹坑的断面尺寸也宽度和电流峰值增大使单个脉冲能量增大，电蚀凹坑的断面尺寸也增大，所以表面粗糙度主要取决于单个脉冲能量。单个脉冲能量愈增大，所以表面粗糙度主要取决于单个脉冲能量。单个脉冲能量愈大，表面愈粗糙。要使表面粗糙度减小，必须减小单个脉冲能量。大，表面愈粗糙。要使表面粗糙度减小，必须减小单个脉冲能量。n Page 57Page 58Page 594.3电火花线切割加工与编程n 一、概述一、概述1工作原理工作原理电火花线切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对电火花线切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。如图工
32、件进行加工的一种方法。如图3-25所示，工件接脉冲电源的正极，电所示，工件接脉冲电源的正极，电极丝接负极，工件相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝沿着所极丝接负极，工件相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝沿着所要求的切割线路进行电腐蚀，实现切割加工。要求的切割线路进行电腐蚀，实现切割加工。2线切割加工机床线切割加工机床 快走丝和慢走丝线切割机床两种。快走丝和慢走丝线切割机床两种。Page 60Page 61n 线切割加工特点及应用线切割加工特点及应用n 电火花线切割加工与电火花加工相比，有如下特点：电火花线切割加工与电火花加工相比，有如下特点：n 不需要制作电极，可节约电极设计、制造费
33、用，缩不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。短生产周期。n 能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。n 由于在加工过程中，快速走丝线切割采用低损耗电由于在加工过程中，快速走丝线切割采用低损耗电源且电极丝高速移动；慢速走丝线切割单向走丝，在加源且电极丝高速移动；慢速走丝线切割单向走丝，在加工区域总是保持新电极加工。因而电极损耗极小，有利工区域总是保持新电极加工。因而电极损耗极小，有利于提高加工精度。于提高加工精度。n 采用四轴联动，可加工锥度和上下面异型体等零件。采用四轴联动，可加工锥度和上下面异型体等零件。线切割广泛用于加工淬火
34、钢、硬质合金模具零件、样板、线切割广泛用于加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角、各种形状的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角、窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。电火花既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。电火花线切割加工可用于加工除盲孔以外的其他难加工的金属线切割加工可用于加工除盲孔以外的其他难加工的金属零件。零件。Page 62n*模坯准备模坯准备1、工件材料及毛坯、工件材料及毛坯模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工模具工作零件
35、一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外
36、，对模具毛坯锻造及热处理）作模具材料外，对模具毛坯锻造及热处理工艺也应正确进行。工艺也应正确进行。Page 63n 2、模坯准备工序、模坯准备工序模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加工之前的全部加工工序。工之前的全部加工工序。（1）凹模的准备工序）凹模的准备工序1）下料下料 用锯床切断所需材料。用锯床切断所需材料。2）锻造锻造 改善内部组织，并锻成所需的形状。改善内部组织，并锻成所需的形状。3）退火退火 消除锻造内应力，改善加工性能。消除锻造内应力，改善加工性能。4）刨（铣）刨（铣）刨六面，并留磨削余量刨六面，并留磨削余量0.40.6mm。5）磨磨 磨出
37、上下平面及相邻两侧面磨出上下平面及相邻两侧面,对角尺。对角尺。6）划线划线 划出刃口轮廓线和孔划出刃口轮廓线和孔(螺孔、销孔、穿丝孔等螺孔、销孔、穿丝孔等)的位置。的位置。Page 64n 7）加工型孔部分加工型孔部分 当凹模较大时，为减少线切当凹模较大时，为减少线切割加工量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割加工量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔的部割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔的部分材料去除，留分材料去除，留35mm切割余量切割余量.8）孔加工孔加工 加工螺孔、销孔、穿丝孔等。加工螺孔、销孔、穿丝孔等。9）淬火淬火 达设计要求。达设计要求。1
38、0）磨磨 磨削上下平面及相邻两侧面，对角尺。磨削上下平面及相邻两侧面，对角尺。11）退磁处理退磁处理Page 65n（2）凸模的准备工序）凸模的准备工序凸模的准备工序，可根据凸模的结构特点，参照凸模的准备工序，可根据凸模的结构特点，参照凹模的准备工序，将其中不需要的工序去掉即可。但，凹模的准备工序，将其中不需要的工序去掉即可。但，应注意以下几点：应注意以下几点：1）为便于加工和装夹，一般都将毛坯锻造成平行六为便于加工和装夹，一般都将毛坯锻造成平行六面体。对尺寸、形状相同，断面尺寸较小的凸模，可面体。对尺寸、形状相同，断面尺寸较小的凸模，可将几个凸模制成一个毛坯。将几个凸模制成一个毛坯。2）凸模
39、的切割轮廓线与毛坯侧面之间应留足够的切凸模的切割轮廓线与毛坯侧面之间应留足够的切割余量（一般不小于割余量（一般不小于5mm）。毛坯上还要留出装夹）。毛坯上还要留出装夹部位。部位。3）在有些情况下，为防止切割时模坯产生变形，要在有些情况下，为防止切割时模坯产生变形，要在模坯上加工出穿丝孔。切割的引入程序从穿丝孔开在模坯上加工出穿丝孔。切割的引入程序从穿丝孔开始始。Page 66n 2工件的装夹与调整工件的装夹与调整1、工件的装夹、工件的装夹装夹工件时，必须保证工件的切割部位位于机装夹工件时，必须保证工件的切割部位位于机床工作台纵向、横向进给的允许范围之内，避免超床工作台纵向、横向进给的允许范围之
40、内，避免超出极限。同时应考虑切割时电极丝运动空间。夹具出极限。同时应考虑切割时电极丝运动空间。夹具应尽可能选择通用（或标准）件，所选夹具应便于应尽可能选择通用（或标准）件，所选夹具应便于装夹，便于协调工件和机床的尺寸关系。在加工大装夹，便于协调工件和机床的尺寸关系。在加工大型模具时，要特别注意工件的定位方式，尤其在加型模具时，要特别注意工件的定位方式，尤其在加工快结束时，工件的变形、重力的作用会使电极丝工快结束时，工件的变形、重力的作用会使电极丝被夹紧，影响加工。被夹紧，影响加工。Page 67n 这种方式装夹方便、通用性强。但由于工件一端悬伸，易出现这种方式装夹方便、通用性强。但由于工件一端
41、悬伸，易出现切割表面与工件上、下平面间的垂直度误差。仅用于加工要求不高切割表面与工件上、下平面间的垂直度误差。仅用于加工要求不高或悬臂较短的情况。或悬臂较短的情况。（1）悬臂式装夹）悬臂式装夹 Page 68（2）两端支撑方式装夹）两端支撑方式装夹 这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适于装夹较这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适于装夹较大的零件。大的零件。Page 69n（3）桥式支撑方式装夹）桥式支撑方式装夹 这种方式是在通用夹具上放置垫铁后再装夹工这种方式是在通用夹具上放置垫铁后再装夹工件，这种方式装夹方便，对大、中、小型工件件，这种方式装夹方便，对大、中、小型工件都能采用。都
42、能采用。Page 70n（4）板式支撑方式装夹板式支撑方式装夹 根据常用的工件形状和尺寸，采用有通孔的支撑板根据常用的工件形状和尺寸，采用有通孔的支撑板装夹工件。这种方式装夹精度高，但通用性差。装夹工件。这种方式装夹精度高，但通用性差。Page 71n 2、工件的调整、工件的调整采用以上方式装夹工件，还必须配合找正法采用以上方式装夹工件，还必须配合找正法进行调整，方能使工件的定位基准面分别与机床进行调整，方能使工件的定位基准面分别与机床的工作台面和工作台的进给方向的工作台面和工作台的进给方向x、y保持平行，保持平行，以保证所切割的表面与基准面之间的相对位置精以保证所切割的表面与基准面之间的相对
43、位置精度。常用的找正方法有：度。常用的找正方法有：Page 72n（1）用百分表找正）用百分表找正 用磁力表架将百分表固定在丝架或其它位置上，百分表的测量头与工用磁力表架将百分表固定在丝架或其它位置上，百分表的测量头与工件基面接触，往复移动工作台，按百分表指示值调整工件的位置，直至百件基面接触，往复移动工作台，按百分表指示值调整工件的位置，直至百分表指针的偏摆范围达到所要求的数值。找正应在相互垂直的三个方向上分表指针的偏摆范围达到所要求的数值。找正应在相互垂直的三个方向上进行。进行。Page 73n（2）划线法找正）划线法找正 工件的切割图形与定位基准之间的相互位置精度要求不高时，可采用划工件
44、的切割图形与定位基准之间的相互位置精度要求不高时，可采用划线法找正，如图线法找正，如图6.7所示。利用固定在丝架上的划针对准工件上划出的基准线，所示。利用固定在丝架上的划针对准工件上划出的基准线，往复移动工作台，目测划针、基准间的偏离情况，将工件调整到正确位置。往复移动工作台，目测划针、基准间的偏离情况，将工件调整到正确位置。Page 74n 3电极丝的选择和调整电极丝的选择和调整1、电极丝的选择、电极丝的选择 电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性,抗拉强度抗拉强度高、材质均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝和包高、材质均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝和包芯
45、丝等。钨丝抗拉强度高，直径在芯丝等。钨丝抗拉强度高，直径在(0.030.1mm)范围范围内，一般用于各种窄缝的精加工，但价格昂贵。黄铜丝内，一般用于各种窄缝的精加工，但价格昂贵。黄铜丝适合于慢速加工，加工表面粗糙度和平直度较好，蚀屑适合于慢速加工，加工表面粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，但抗拉强度差，损耗大，直径在附着少，但抗拉强度差，损耗大，直径在0.10.3mm范围内，一般用于慢速单向走丝加工。钼丝抗拉强度高，范围内，一般用于慢速单向走丝加工。钼丝抗拉强度高，适于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼适于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在丝作电极丝，直径在
46、0.080.2mm范围内。范围内。Page 75n 电极丝直径的选择应根据切缝宽窄、工件厚度和拐角尺寸大小来选电极丝直径的选择应根据切缝宽窄、工件厚度和拐角尺寸大小来选择。若加工带尖角、窄缝的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工择。若加工带尖角、窄缝的小型模具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。电极丝的主要类型、大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。电极丝的主要类型、规格如下：规格如下：n 钼丝直径：钼丝直径：0.080.2mm；n 钨丝直径：钨丝直径：0.030.1mm；n 黄铜丝直径：黄铜丝直径：0.10.3mm；n 包芯丝直径：包芯丝直径：0.10.3m
47、m。Page 76n 2、穿丝孔和电极丝切入位置的选择、穿丝孔和电极丝切入位置的选择穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点，同时也是穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点，同时也是程序执行的起点，一般选在工件上的基准点处。为缩程序执行的起点，一般选在工件上的基准点处。为缩短开始切割时的切入长度，穿丝孔也可选在距离型孔短开始切割时的切入长度，穿丝孔也可选在距离型孔边缘边缘25mm处，如图处，如图a所示。加工凸模时，为减小变所示。加工凸模时，为减小变形，电极丝切割时的运动轨迹与边缘的距离应大于形，电极丝切割时的运动轨迹与边缘的距离应大于5mm，如图，如图b所示。所示。Page 77n 3、电极丝位置的调整、电
48、极丝位置的调整线切割加工之前，应将电极丝调整到切割的线切割加工之前，应将电极丝调整到切割的起始坐标位置上，其调整方法有以下几种：起始坐标位置上，其调整方法有以下几种：（1）目测法）目测法对于加工要求较低的工件，在确定电极丝与工对于加工要求较低的工件，在确定电极丝与工件基准间的相对位置时，可以直接利用目测或借助件基准间的相对位置时，可以直接利用目测或借助28倍的放大镜来进行观察。所示图是利用穿丝处倍的放大镜来进行观察。所示图是利用穿丝处划出的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与划出的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与基准线的相对位置，根据两者的偏离情况移动工作基准线的相对位置，根据两者的偏
49、离情况移动工作台，当电极丝中心分别与纵横方向基准线重合时，台，当电极丝中心分别与纵横方向基准线重合时，工作台纵、横方向上的读数就确定了电极丝中心的工作台纵、横方向上的读数就确定了电极丝中心的位置。位置。Page 78Page 79n（2）火花法）火花法如图所示，移动工作台使工件的基准面逐渐靠近电如图所示，移动工作台使工件的基准面逐渐靠近电极丝，在出现火花的瞬时，记下工作台的相应坐标值，极丝，在出现火花的瞬时，记下工作台的相应坐标值，再根据放电间隙推算电极丝中心的坐标。此法简单易行，再根据放电间隙推算电极丝中心的坐标。此法简单易行，但往往因电极丝靠近基准面时产生的放电间隙，与正常但往往因电极丝靠
50、近基准面时产生的放电间隙，与正常切割条件下的放电间隙不完全相同而产生误差。切割条件下的放电间隙不完全相同而产生误差。Page 80n（3）自动找中心）自动找中心所谓自动找中心，就是让电极所谓自动找中心，就是让电极丝在工件孔的中心自动定位。此法丝在工件孔的中心自动定位。此法是根据线电极与工件的短路信号，是根据线电极与工件的短路信号，来确定电极丝的中心位置。数控功来确定电极丝的中心位置。数控功能较强的线切割机床常用这种方法。能较强的线切割机床常用这种方法。如图所示，首先让线电极在如图所示，首先让线电极在X轴方向轴方向移动至与孔壁接触（使用半程移动移动至与孔壁接触（使用半程移动指令指令G82），则此
