电火花线切割机工作原理及加工工艺制定

电火花线切割机工作原理及加工工艺制定

第一节概述

电火花加工又称电蚀加工或放电加工，它采用金属丝导线作为工具电极切割工件，利用工件与工具电极之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。

一、电火花线切割机工作原理

电火花线切割机床的工作原理如图6-1所示。卷绕在丝筒上的电极丝(一般快走丝线切割机用钼丝，慢走丝线切割机用黄铜丝)与高频脉冲电源的负极相接，连续地沿其自身轴线行进，并在张紧状态下由上、下导丝轮支承着通过加工区。安装在坐标工作台上的工件接脉冲电源的正极。工作液由喷嘴以一定的压力喷向加工区。当脉冲电压击穿电极丝和工件之间的极间间隙时，两者之间随即产生火花放电而蚀除工件。

二、电火花加工的极性效应

在电火花加工过程中，两极都会受到电腐蚀，但由于所接电源的极性不同，两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。习惯上通常把工件接正极时的电火花加工称为正极性加工，

把工件接负极时的电火花加工称为负极性加工。从提高生产率和减少工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，采用短脉冲精加工时，应选用正极性加工；采用长脉冲粗加工时，应选用负极性加工。在实际生产中，极性的选择主要依靠机床参数表或通过试验确定。

三、电火花线切割机的主要加工对象

1．加工模具

电火花线切割机广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件，调整不同间隙补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模卸料板；挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑料模等带锥度的模具。以及形状复杂、带有尖角的窄缝形小型凹模，可采用整体结构淬火后线切割加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。

2．加工点火化成形加工用的电极

带锥度型腔加工的电极，一般穿孔加工的电极，对于用银钨、铜钨合金材料等，用线切割加工特别经济。

3．加工零件

可用于加工品种多、数量少的零件，特殊难加材料的零件。试验样件、样板，各种型孔、齿轮、样板、成形刀具以及细微型孔和已型槽孔加工。尤其是薄壁件加工，可多片叠在一起加工。

四、电火花线切割加工的特点

1．以金属丝为电极，降低了成形工具电极的设计制造费用。

2．加工时工具与工件不直接接触(有些特种加工方法不需要工具)，不承受较大的作用力。

3．工具的硬度可以比工件低，只要是导电或半导电材料都可以加工。

4．电极丝直径较细，介于0.003—0.3mm之间切缝很窄，可实现套料加工。

5．采用移动的长电极丝加工，电极丝损耗少，加工进度高。

6．不能加工盲孔或纵向阶梯表面。

第二节数控线切割加工工艺制订

数控电火花线切割加工一般是零件加工的最后一道工序，如图6-2所示，为线切割加工的工艺过程。与通用机械加工工艺有很大差别，因此数控电火花线切割编程与其它数控机床相比，有着自己的特点。编程前应细致分析零件的加工要求和特点，充分考虑零件的线切割加工工艺，做好编程前的工艺处理。

图6-2线切割加工工艺

一、坯料准备

模具工件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于手材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在加工中造成材料突然开裂。为减少这种影响，应在加工前作好工艺准备：

下料—锻造—退火—机加工—划线—加工型孔—淬火—磨—退磁处理

二、工件装夹和位置确定

工件在机床工作台或夹具中的位置直接影响工件各基点坐标的计算，同时也影响切割部位和切割起点的选择。合理装夹工件不但有利于编程，而且有利于减少加工变形，保证加工精度。线切割加工中工件的装夹方法主要有以下几种：

1．工件装夹方式

(1) 悬臂式装夹如图6-3所示，这种方式装夹方便、通用性强，但装夹误差较大。仅用于工件加工精度要求不高或悬臂较短的情况。

(2)两端支撑方式装夹如图6-4所示，这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适

于装夹较小的零件。

(3)桥式支撑方式装夹如图6-5所示，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、小型工件都能适用。

(4)板式支撑方式装夹如图6-6所示，使用有通孔的支撑板装夹工件，这种方式装夹精度高。

图6-5 桥式支撑方式装夹工件

图6-6 板式支撑方式装夹工件图6-7 百分表找正2．工件位置的校正

采用上述方式安装后，还需进行位置校正，才能使零件的定位基准面分别与机床的工作台面及X、Y轴平行，以保证所切割的工件表面与基准面之间的相对位置精度。

（1）百分表找正

如图6-7所示，用磁力表架将百分表固定在丝架或其他位置上，百分表的测头与工件基准面接触，往复移动工作台，按百分表的指示值调整工件的位置，直至百分表指针的偏摆范

围达到要求的数值，找正应在相互垂直的三个方向进行。

（2）划线找正

如图6-8所示，利用固定在丝架上的划针对正工件上的基准线或基准面，往复移动工作台，根据目测调整工件的位置，直至划针的运动轨迹同工件上的基准线或基准面完全吻合。该法用于精度要求不高的工件，也可以在工件表面较为粗糙的表面上进行。

图6-8 划线找正图6-9 固定基面定位找正

（3）固定基面定位找正

如图6-9所示，利用通用或专用夹具上的定位基准面，将夹具的位置找正就可保证工件的正确加工位置。

3．电极丝位置的找正

线切割加工前，应将电极丝调整到与工作台面垂直的位置。

（1）目测法

如图6-10所示，可以直接利用目测或借助2—8倍的放大镜进行。将电极丝移动到加工的起点上（穿丝孔中心），利用穿丝处的十字基准线，分别沿划线方向观察电极丝与基准线的重合情况，调整电极丝的上下导轮位置，直至在两个方向观察电极丝与基准线都重合为止。适用于加工精度不高的场合。