电火花线切割加工技术综述

论文

2012年 10 月 28 日

目录

摘要 (3)

引言 (3)

正文 (4)

一．电火花线切割概述 (4)

二．电火花线切割加工原理 (5)

三．电火花线切割加工特点 (6)

四．电极丝的参数选用 (7)

五．电火花线切割加工的应用范围 (7)

六．线切割中常见问题与处理措施 (8)

七．电火花线切割机床组成和分类 (8)

八．电火花线切割加工技术的现状 (9)

结论 (10)

参考文献 (11)

电火花线切割技术

摘要：随着机械制造业水平的不断提高和产品加工精度的需要，先进的机械制造技术的应用也就顺理成章。线切割是通过带负电荷的工具电极和带正电荷的工件之间产生一次火花放电，产生瞬时的高温，使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，获得“以柔克刚”的效果。

关键词数控电火花线切割加工原理特点应用发展现状

引言

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。先进制造技术的特点有：（1）它是面向21世纪的技术。（2）是面向工业应用的技术。（3）是驾驭生产过程的系统工程。（4）是面向全球竞争的技术。（5）是市场竞争三要素的统一。

然而电火花线切割技术是先进制造技术之一，在机械生产中应用范围广，它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60％以上。现介绍数控电火花线切割机床加工及电极丝的选择,重点论述线切割的加工原理，特点和应用范围和发展现势。

正文

一．电火花线切割概述

电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，简称WCEDM)是在电火花加工基础上于50年代末在前苏联发展起来的一种新工艺，由于其加工过程是利用线状电极靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割。目前，国内外的线切割机床已占电加工机床的60%以上。

电火花加工典型零件

二．电火花线切割加工原理

电火花线切割加工是在电火花加工基础上用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电

对工件进行切割，利用移动的细金属丝( 铜丝或钼丝) 作为工具电极( 接高频脉冲

电源负极， 对工件( 接高频脉冲电源正极) 进行脉冲火花放电。其加工原理示意图

如下图所示：

电火花腐蚀主要原因：两电极在绝缘液体中靠近时，由于两电极的微观表面是

凹凸不平，其电场分布不均匀离得最近凸点处的电场度最高，极间介质被击穿，形

成放电通道，电流迅速上升。在电场作用下，通道内负电子高速奔向阳极，正离子

奔向阴极形成火花放电，电子和离子在电场作用下高速运动时相互碰撞，阳极和阴

极表面分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙内形成瞬时高温热源，通道中

心温度达到10000度以上，以致局部金属材料熔化和气化。

三．电火花线切割加工特点

1． 用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，如冲摸、

凹凸模及外形复杂的精密零件等。也可以加工锥面。但是不能加工盲孔；

2 .不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的

铜丝或钼丝等作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。

3.工具电极和工件之间不直接接触，几乎没有切削力，所以加工的材料可以选

用高硬度的材料（一般加工工件都可在淬火后进行）；

(a ) 加工示意图1—绝缘底板；2—工件；3—脉冲电源；4—滚丝筒；5—电极丝(b ) 线切割加工原理示意图

4. 电极丝直径较细(0.025～0.3mm)，切缝很窄，这样不仅有利于材料的利用，而且适合加工细小零件。

5. 电极丝在加工中是移动的，不断更新(慢走丝)或反复使用(快走丝)，可以完全或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。

6. 依靠计算机计算和控制电极丝轨迹和偏移轨迹，可方便地调整凸凹模具的配合间隙，并且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。

7.自动化程度高、操作方便，易于实现自动化；

8.轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。

9.采用乳化液或去离水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续加工。

10. 电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工的高硬度、高强度、高脆性、高忍性等导电材料及半导体材料。

11.任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。

12.采用四轴联动，可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。

四、电极丝的参数选用

电极丝根据机床的种类不同所选用的电极丝的粗细也不一样钼丝进刀的快慢直接和电流的大小有关，不能为获得快的速度而使电流的值越大，这样会烧掉电极丝；而电流越小，表面光滑度不好，所以线切割的参数还得根据具体的实际要求来选用。

五、电火花线切割加工的应用

电火花线切割主要用于各种冲模、塑料模、粉末冶金模等二维及三维直纹面组成的模具及零件。也可切割各种样板、磁钢、硅钢片、半导体材料或贵重金属，还