电火花线切割加工综述讲解

电火花线切割加工

摘要：近年来，随着在我国国民经济的飞速发展，特别是工业技术飞速发展的新形势下，急需发展模具加工技术，而数控电火花切割技术正是模具加工工艺领域中的一种关键技术。目前在电机，仪表等行业新产品的研制开发过程中，常采用数控电火花线切割方法直接切割出零件，大大缩短了研制周期，并降低了成本。在众多工业产品的生产过程中，都用到了数控电火花切割机床，如飞机制造、汽车模具制造、手机零部件的生产等，因此电火花机床的研究与改进是我国国内市场的需要，也能为我国的工业的发展起一定的作用。

电火花线切割，其基本工作原理是利用连续移动细金属丝（成为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

本文以电火花线切割为主线，综合了线切割的发展，电火花线切割机床，电火花线切割加工质量及其影响因素，电火花线切割加工程序编制等。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次论文当中来，所谓学以致用。

关键词：工业生产电火花线切割发展史加工质量程序编制

目录

摘要 (1)

第一章电火花线切割的结介绍 (3)

1.1电火花线切割的发展 (3)

1.2 电火花线切割机床的类型 (4)

第二章电火花线切割加工原理 (6)

2.1 脉冲电源 (6)

2.2 机械系统 (7)

2.3 断丝机理 (10)

2.4 加工控制 (11)

第三章电火花线切割加工质量 (12)

3.1 电火花线切割加工精度 (12)

第四章电火花线切割加工工作环境 (13)

第五章电火花线切割加工的应用 (14)

第六章电火花线切割加工的特点 (14)

6.1．试制新产品 (14)

6.2．加工特殊材料 (15)

6.3．加工模具零件 (15)

6.4电火花线切割加工的应用领域 (15)

参考文献 (16)

第一章电火花线切割的介绍

1.1电火花线切割的发展

1.1.1 电火花线切割机的产生

20世纪中期，苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法，线切割放电机也于1960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后进给工作台面加工，其实认为加工速度虽慢，却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异型孔加工。

1.1.2 国内线切割机的发展

五十年代，电火花加工开始被认识，电火花机床开始进入加工领域，虽然当时只能解决硬度问题，打些丝锥钻头之类。但这是电加工在模具行业大行其道的开始。这时人们已经认识到如果“钢丝锯” 加上“电火花”，“锯”有硬度的淬火钢应是可能的。于是，让一个轴上储的大量铜丝经两个导向轮缠绕到另一个储丝轴上，两个导向轮间放上工件，工件接RC电源的正极，铜丝接RC电源的负极，就实现了火花切割。尽管当时两个储丝轴像电影片盘一样的更换，尽管当时以各种摩擦方式制造丝的张力，也尽管当时以防锈防臭的磨床冷却液做加工液，必竟实现了“线电极火花切割”。六十年代初期，某些军工企业和模具行业骨干厂以技术革新、自制自用的形式开始制造“线切割”。大多是用铜丝、丝速2~5米/分、RC电源，至多是电子管脉冲源，控制方式业多是手摇和靠模。就这样切出的如山字形矽钢片和电子管极板冲模仍是另人瞩目。随着电子控制技术发展，放大样板、仿形和光电跟踪的控制方式也一度推动了线切割的进步。

1.1.3 国外线切割机的发展

国外的线切割机初始于六十年代末期，并首先在日本、瑞士产业化，商品化。一开始他们的基本模式是这样的：依托PC机的强大功能资源，精密机械制造的传统优势，力求高精度、自动化。用铜丝，Φ0。3~0。35mm丝径，一次性使用，丝速2~6米/分，无害化的去离子水。早期的慢走丝与快速往复走丝相比，精度、光洁度占优，而速度、切厚能力、内尖角的清根能力和操作方便均不及。

快慢走丝呈相互拟补，相互竞争，相互促进，各具特色，各展所长，将是长期共存的局面。快走丝不经铺垫直接卖到国外的可能很小，慢走丝也不可能把快走丝淘汰出局。凭借快走丝的廉价和实用，用示范推广的办法首先介绍到国外的某个地区，被认识和采用的可能也是有的。

1.2 电火花线切割机床的类型

1.2.1 按电极丝运行速度分

（一）高速电火花线切割机床（往复走丝电火花线切割机床）

高速电火花线切割机床的走丝速度为6～12 m/s，是我国独创的机种。往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制，故电极丝抖动大，在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用，所以会造成电极丝损耗，加工精度和表面质量降低。

（二）低速线切割机床

低速线切割机床电极丝以铜线作为工具电极，一般以低于0.2m/s的速度作单向运动，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V 的脉冲电压，并保持5~50um间隙，间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质机床结构精密，技术含量高，机床价格高，因此使用成本也高。（三）立式回转电火花线切割机床

立式回转电火花线切割机的特点与传统的高速走丝和低速走丝电火花线切割加工均有不同，两套主轴头之间的区域为有效加工区域。除走丝系统外，机床其他组成部分与高速走丝线切割机相同。

1.2.2 按电极丝运动轨迹的控制形式分

（一）靠模仿形控制电火花线切割机床

靠模仿形电火花线切割机床，其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的靠模，加工时把工件毛坯和靠模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧的贴着靠模边缘作轨迹运动，从而切割出与靠模形状和精度相同的工件。

（二）光电跟踪控制电火花线切割机床

光电跟踪控制电火花线切割机床，其在进行线切割前，先根据零件图样按一

定比例描绘出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上，跟踪台上的光点头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动，从而切割出与图样形状相同的工件。

（三）数字程序控制电火花线切割机床

数字程序控制电火花线切割机床，采用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工，不需要制作靠模样板也无需绘制放大图，比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围，目前国内外95%以上的电火花线切割人机床都以采用数字化。

1.2.3 电火花线切割的应用范围

在目前的生产中，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。数控电火花线切割可加工下列工件：

1、电火花成形用电极

线切割技术适合加工一般穿孔加工用、带锥度型腔加工用及微细复杂形状的电极，同时还有铜钨、银钨合金之类的电极材料。

2、模具

适用于加工各种形状的冲模、注塑模、挤压模、粉末冶金模、弯曲模等。

3、零件

适合于线切割加工的零件：

1)各种形状孔及键槽；

2)齿轮内外齿形；

3)窄长冲模；

4)斜直纹表面曲面体;

5)各种平面图案。