电火花线切割机床概述

第10章电火花线切割机床概述

练习题

1. 简述线切割加工的工作原理？

答：电火花线切割的基本原理是利用移动的电极丝（铜丝或钼丝）作为工具电极，靠脉冲火花放电对按预定轨迹进行运动的工件进行切割加工的一种方法。

2. 数控电火花线切割的主要特点有哪些?

答：1）直接利用0.03～0.35mm的金属线状的电极丝作为电极工具，可节约电极设计和制造费用，缩短了生产准备周期。

2）适合于机械加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件，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，应用灵活，成本低。

3）无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都能实现加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等；

4）加工中电极丝不直接接触工件，故工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件和细小零件。

5）直接利用电能加工，可以方便地对影响加工精度的参数（脉冲宽度、间隔、电流等）进行调整。有利于加工精度的提高，自动化程度高，操作方便，加工周期短，便于实现加工过程中的自动化。

6）轮廓加工所需加工的余量少，材料的利用率和能量利用率都很高，能有效地节约贵重的材料，这尤其是对加工贵重金属有重要意义；

7）可方便地调整凹凸模具的配合间隙，依靠锥度切割功能，有可能实现凹凸模一次加工成形；

8）由于采用移动的长电极丝进行加工，单位长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，可无视电极丝损耗，加工精度高。

9）采用乳化液或去离子水的工作液，不会引燃起火，容易实现安全无人运转；

10）被加工材料必须导电，加工对象主要是平面形状，台阶不通孔型零件还无法进行加

工。

3. 线切割加工的主要工艺指标有哪些?

答：电火花线切割加工工艺指标主要包括切割速度、表面粗糙度、加工精度等此外，放电间隙、电极丝损耗和加工表面层变化也是反映加工效果的重要指标。

1）切割速度

在保持一定的表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和称为切割速度，与加工电流大小有关。

2）表面粗糙度

表面粗糙度是指加工后表面微不平度的程度，用微观轮廓平面度的平均算术偏差值Ra （μm）来表示。

3）电极丝损耗量

对于高速走丝电火花线切割加工，用电极丝在切割1000mm平方面积后电极丝的减少量来表示。

4）加工精度

加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。高速走丝线切割的可控加工精度为0.01~0.02mm，低速走丝线切割可达0.005~0.002mm。

4. 高速与低速走丝线切割机床的主要区别有哪些?

答：高速电火花线切割一般的表面粗糙度为Ra5~2.5μm，最佳也只有Ra1μm左右。低速电火花线切割一般可达Ra1.25μm，最佳可达Ra0.2μm。高速走丝线切割的可控加工精度为0.01~0.02mm，低速走丝线切割可达0.005~0.002mm。高速走丝用的电极丝材料应具有良好的导电性、较大的抗拉强度和良好的耐电腐蚀性能，且电极丝的质量应该均匀，不能有弯折和打结现象。

对于高速走丝线切割机床，在一定的范围内，随着走丝速度的提高，有利于电极丝把工作液带入较大厚度的工件放电间隙中，有利于放电通道的消电离和电蚀产物的排除，保持放电加工的稳定，从而提高切割速度；但走丝速度过高，将加大机械振动，降低加工精度和切割速度，表面粗糙度也将恶化，并且易断丝。低速走丝时由于电极丝张力均匀，振动较小，电极丝直径较小，因而加工稳定性、表面粗糙度及加工精度等均很好。

5. 简述数控电火花线切割的应用范围？

答：目前的生产中，数控电火花线切割技术应用广泛，不仅是因其加工效率高精度高，更重要的是其加工范围广泛。线切割加工为新产品试制、精密零件及模具制造开辟了一条新的工艺途径，主要应用于以下几个方面。

（1）加工模具

适用于各种形状的冲模，以及加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等通常带锥度的模具。

（2）加工电火花成型加工用的电极

一般穿孔加工的电极以及带锥度型腔加工的电极，对于铜钨、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）加工零件

线切割能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6m 在试制新产品时，用线切割在板料上直接割出零件，例如切割特殊微电机硅钢片定转子铁心。由于不需另行制造模具，可大大缩短制造周期、降低成本。另外修改设计、变更加工程序比较方便，加工薄件时还可以多片叠在一起加工。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、成型刀具。同时还可以进行微细加工，异形槽的加工。

6. 数控电火花线切割操作注意事项？

答：线切割机床安全生产和注意事项：

（1）机床操作步骤

1）合上机床主机上电源开关。

2）合上机床控制柜上电源开关，启动计算机，双击计算机桌面上YH图标，进入线切割控制系统。

3）解除机床主机上的急停按钮。

4）按机床润滑要求加注润滑油。

5）开启机床空载运行2min，检查其工作状态是否正常。

6）按所加工零件的尺寸、精度、工艺等要求，在线切割机床自动编程系统中编制线切割加工程序，并送控制台。或手工编制加工程序，并通过软驱读入控制系统。

7）在控制台上对程序进行模拟加工，以确认程序准确无误。

8）装夹工件，开启运丝筒、切削液。

9）选择合理的电加工参数。

10）手动或自动对刀。

11）单击控制台上的“加工”键，开始自动加工。

12）加工完毕后，按“Ctrl+Q”键退出控制系统，并关闭控制柜电源。

13）拆下工件，清理机床。

14）关闭机床主机电源。

（2）机床安全操作规程

1）学生初次操作机床，须仔细阅读线切割机床《实训指导书》或机床操作说明书。并在指导人员的指导下进行操作，未经允许不得单独操作线切割机床。

2）操作前，必须穿戴好工作服及防护用品，防止衣服、头发等物品被电极丝卷住。开机前，检查机床的润滑油以及去离子水工作液的液面高度是否达到要求。

3）手动或自动移动工作台时，必须注意钼丝位置，避免钼丝与工件或工装产生干涉而造成断丝。

4）用机床控制系统的自动定位功能进行自动找正时，必须关闭高频，否则会烧丝。

5）关闭运丝筒时，必须停在两个极限位置（左或右）。

6）装夹工件时，必须考虑本机床的工作行程，加工区域必须在机床行程范围之内。

7）工件及装夹工件的夹具高度必须低于机床线架高度，否则，加工过程中会发生工件或夹具撞上线架而损坏机床。

8）支撑工件的工装位置必须在工件加工区域之外，否则，加工时会连同工件一起割掉。

9）机器在运行（运丝）状态时，严禁用手触及电极丝，以防止触电、伤手。

10）机器运行过程中操作者必须坚守岗位，随时观察加工过程，如发生意外情况，应采取下列措施：

①单击“暂停”（或键入P暂停），排除故障后，再进行加工。

②或按下机床上的红色“急停”按扭，停机检查。

11）切割加工时要协调进给速度和电蚀速度，不得出现欠跟踪或过跟踪，欠跟踪使加工经常驻处于开路状态，电流不稳定，容易造成断丝；过紧跟踪，则容易造成短路。

12）在加工过程中，不应改变电规准，否则会造成加工表面粗糙度不一致：必要时，必须切断高频脉冲输出，再改变电规准。