电火花线切割加工工艺ppt课件

8.电火花线切割加工电火花线切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Machining)n n线切割加工的基本原理线切割加工的基本原理n n线切割加工的机理线切割加工的机理n n线切割加工的分类、设备线切割加工的分类、设备n n影响线切割加工艺指标的因素影响线切割加工艺指标的因素n n线切割加工工艺及应用线切割加工工艺及应用n n线切割控制系统和编程技术线切割控制系统和编程技术n n线切割加工新技术线切割加工新技术8.电火花线切割加工（Wire Cut Electric18.1 8.1 电火花线切割加工原理电火花线切割加工原理vv电极丝与工件之间脉冲放电（正极性加工）电极丝与工件之间脉冲放电（正极性加工）电极丝与工件之间脉冲放电（正极性加工）电极丝与工件之间脉冲放电（正极性加工）vv电极丝沿其轴向作走丝运动电极丝沿其轴向作走丝运动电极丝沿其轴向作走丝运动电极丝沿其轴向作走丝运动（金属丝（金属丝（金属丝（金属丝0.0060.2mm0.0060.2mm0.0060.2mm0.0060.2mm）vv工件相对于电极丝在工件相对于电极丝在工件相对于电极丝在工件相对于电极丝在X X X X、Y Y Y Y平面内作数控运动平面内作数控运动平面内作数控运动平面内作数控运动vv快走丝：走丝速度快走丝：走丝速度快走丝：走丝速度快走丝：走丝速度 8 8 8 810m/s10m/s10m/s10m/s，往复运动，往复运动，往复运动，往复运动（我国独创）（我国独创）（我国独创）（我国独创）vv慢走丝：走丝速度慢走丝：走丝速度慢走丝：走丝速度慢走丝：走丝速度 0.2 m/s 0.2 m/s 0.2 m/s 0.2 m/s，单向运动，单向运动，单向运动，单向运动XY电源8.1 电火花线切割加工原理电极丝与工件之间脉冲放电（正极性28.2 线切割加工机理线切割加工机理vv放电间隙的构成放电间隙的构成工工 件件（+）脉冲电源脉冲电源去离子水去离子水电极丝电极丝（-）电电 源源8.2 线切割加工机理放电间隙的构成工 件脉冲电源去离子水3v 一次放电的微观过程（一次放电的微观过程（1）n n第一步：第一步：形成放电通道形成放电通道 一次放电的微观过程（1）第一步：形成放电通道4v 一次放电的微观过程（一次放电的微观过程（2）n n第二步：第二步：电弧成长、金属熔解、气化电弧成长、金属熔解、气化 一次放电的微观过程（2）第二步：电弧成长、金属熔解、气化5v 一次放电的微观过程（一次放电的微观过程（3）n n第三步：第三步：爆炸、电极材料抛出爆炸、电极材料抛出 一次放电的微观过程（3）第三步：爆炸、电极材料抛出6v 一次放电的微观过程（一次放电的微观过程（4）n n第四步：第四步：冷却、排屑、极间消电离冷却、排屑、极间消电离 一次放电的微观过程（4）第四步：冷却、排屑、极间消电离78.3 8.3 线切割加工的分类、设备线切割加工的分类、设备8.3.1 8.3.1 线切割加工的分类：线切割加工的分类：uu按电极丝的运行速度：按电极丝的运行速度：按电极丝的运行速度：按电极丝的运行速度：t t快走丝电火花线切割机床快走丝电火花线切割机床快走丝电火花线切割机床快走丝电火花线切割机床（8 8 8 810m/s10m/s10m/s10m/s）t t慢走丝电火花线切割机床慢走丝电火花线切割机床慢走丝电火花线切割机床慢走丝电火花线切割机床（0.2 m/s 0.2 m/s 0.2 m/s 0.2 m/s）uu按机床控制方式：按机床控制方式：按机床控制方式：按机床控制方式：t t靠模仿型控制靠模仿型控制靠模仿型控制靠模仿型控制t t光电跟踪控制光电跟踪控制光电跟踪控制光电跟踪控制t t数字程序控制（数字程序控制（数字程序控制（数字程序控制（95%95%95%95%以上）以上）以上）以上）8.3 线切割加工的分类、设备8.3.1 线切割加工的分类：88.3.2 8.3.2 线切割加工设备的组成线切割加工设备的组成n n脉冲电源脉冲电源n n控制系统控制系统n n工作液循环系统工作液循环系统n n机床本体机床本体uu坐标工作台坐标工作台坐标工作台坐标工作台uu走丝机构走丝机构走丝机构走丝机构uu丝架丝架丝架丝架uu床身床身床身床身8.3.2 线切割加工设备的组成脉冲电源9v 快走丝线切割加工设备组成快走丝线切割加工设备组成 快走丝线切割加工设备组成10v 快走丝线切割加工设备快走丝线切割加工设备n n苏州兰博高科技企业集团（苏州兰博高科技企业集团（苏州兰博高科技企业集团（苏州兰博高科技企业集团（DK7725DK7725）快走丝线切割加工设备苏州兰博高科技企业集团（DK7725）11v 慢走丝线切割加工设备组成慢走丝线切割加工设备组成 慢走丝线切割加工设备组成12v 慢走丝线切割加工设备慢走丝线切割加工设备 慢走丝线切割加工设备13v 两种切割机床的区别两种切割机床的区别项项项项 目目目目快走丝线切割机快走丝线切割机快走丝线切割机快走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机走丝速度走丝速度走丝速度走丝速度(m/min)(m/min)(m/min)(m/min)360660360660360660360660115115115115走丝方向走丝方向走丝方向走丝方向往往往往 复复复复单单单单 向向向向电极丝电极丝电极丝电极丝钼丝、钼钨丝钼丝、钼钨丝钼丝、钼钨丝钼丝、钼钨丝黄铜、铜丝、钨丝黄铜、铜丝、钨丝黄铜、铜丝、钨丝黄铜、铜丝、钨丝工作液工作液工作液工作液乳化液、乳化液、乳化液、乳化液、水基工作液水基工作液水基工作液水基工作液去离子水去离子水去离子水去离子水放电间隙放电间隙放电间隙放电间隙(mm)(mm)(mm)(mm)0.010.010.010.010.020.050.020.050.020.050.020.05 两种切割机床的区别项 目快走丝线切割机慢走丝线切割机14v 两种切割机床加工工艺水平比较两种切割机床加工工艺水平比较项项项项 目目目目快走丝线切割机快走丝线切割机快走丝线切割机快走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机慢走丝线切割机切割速度切割速度切割速度切割速度(mm(mm(mm(mm2 2 2 2/min)/min)/min)/min)20 16020 16020 16020 16020 24020 24020 24020 240表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度RaRaRaRa(m)(m)(m)(m)3.2 1.03.2 1.03.2 1.03.2 1.01.6 0.21.6 0.21.6 0.21.6 0.2加工精度加工精度加工精度加工精度（mm)mm)mm)mm)0.01 0.020.01 0.020.01 0.020.01 0.020.002 0.0050.002 0.0050.002 0.0050.002 0.005重复精度重复精度重复精度重复精度(mm)(mm)(mm)(mm)0.010.010.010.010.0020.0020.0020.002电极丝损耗电极丝损耗电极丝损耗电极丝损耗(mm)(mm)(mm)(mm)加工加工加工加工(310)10(310)10(310)10(310)104 4 4 4 mmmmmmmm2 2 2 2时，损耗时，损耗时，损耗时，损耗0.010.010.010.01忽略不计忽略不计忽略不计忽略不计 两种切割机床加工工艺水平比较项 目快走丝线切割15v 快走丝切割机床运丝机构快走丝切割机床运丝机构 快走丝切割机床运丝机构16v慢走丝切割机床运丝机构慢走丝切割机床运丝机构慢走丝切割机床运丝机构17v快走丝切割机床锥度切割装置快走丝切割机床锥度切割装置快走丝切割机床锥度切割装置18v慢走丝切割机床锥度切割装置慢走丝切割机床锥度切割装置慢走丝切割机床锥度切割装置19v线切割用脉冲电源线切割用脉冲电源n n为什么采用正极性加工？为什么采用正极性加工？uu电极丝细，电极丝细，电极丝细，电极丝细，W W W WM M M M不能过大，即：不能过大，即：不能过大，即：不能过大，即：电流小（电流小（电流小（电流小（1 1 1 15A5A5A5A），窄），窄），窄），窄脉冲（脉冲（脉冲（脉冲（2 2 2 260s60s60s60s）uu短脉冲加工中，短脉冲加工中，短脉冲加工中，短脉冲加工中，正极性加工正极性加工正极性加工正极性加工保护工具电极保护工具电极保护工具电极保护工具电极n n线切割用脉冲电源线切割用脉冲电源uu晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源uu高频分组脉冲电源高频分组脉冲电源高频分组脉冲电源高频分组脉冲电源uu低损耗电源低损耗电源低损耗电源低损耗电源u电流上升率小（电流上升率小（d di i/d/dt t），），电极散热好，损耗低电极散热好，损耗低tututu线切割用脉冲电源为什么采用正极性加工？线切割用脉冲电源tut20v工作液循环系统工作液循环系统n n工作液：工作液：uu慢走丝：去离子水，浸泡式慢走丝：去离子水，浸泡式慢走丝：去离子水，浸泡式慢走丝：去离子水，浸泡式uu快走丝：乳化液，浇注式快走丝：乳化液，浇注式快走丝：乳化液，浇注式快走丝：乳化液，浇注式n n对工作液的要求对工作液的要求uu绝缘性能绝缘性能绝缘性能绝缘性能uu洗涤性能洗涤性能洗涤性能洗涤性能uu冷却性能冷却性能冷却性能冷却性能uu环保环保环保环保n n工作液循环系统的组成工作液循环系统的组成工作液循环系统工作液：218.4 8.4 影响线切割工艺指标的因素影响线切割工艺指标的因素n n主要工艺指标主要工艺指标uu线切割速度线切割速度线切割速度线切割速度（mmmmmmmm2 2 2 2/min/min/min/min）t t在在在在保持一定表面粗糙度保持一定表面粗糙度保持一定表面粗糙度保持一定表面粗糙度的切割过程中，单位时间内电极丝中心在工件的切割过程中，单位时间内电极丝中心在工件的切割过程中，单位时间内电极丝中心在工件的切割过程中，单位时间内电极丝中心在工件切过的切过的切过的切过的面积面积面积面积t t最大切割速度：最大切割速度：最大切割速度：最大切割速度：不计切割方向和表面粗糙度的条件下，能达到的切割不计切割方向和表面粗糙度的条件下，能达到的切割不计切割方向和表面粗糙度的条件下，能达到的切割不计切割方向和表面粗糙度的条件下，能达到的切割速度速度速度速度t t切割效率：切割效率：切割效率：切割效率：每安培电流的切割速度每安培电流的切割速度每安培电流的切割速度每安培电流的切割速度（mmmmmmmm2 2 2 2/min/min/min/min A A A A）uu表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度RaRaRaRa：t t高速：高速：高速：高速：Ra5Ra5Ra5Ra52.5 m2.5 m2.5 m2.5 m；低速：低速：低速：低速：Ra1.25Ra1.25Ra1.25Ra1.250.2 m0.2 m0.2 m0.2 muu电极丝的损耗量电极丝的损耗量电极丝的损耗量电极丝的损耗量t t切割一定面积后，电极丝直径的减少量切割一定面积后，电极丝直径的减少量切割一定面积后，电极丝直径的减少量切割一定面积后，电极丝直径的减少量uu加工精度加工精度加工精度加工精度t t高速：高速：高速：高速：0.010.010.010.010.02 mm0.02 mm0.02 mm0.02 mm；低速：低速：低速：低速：0.0050.0050.0050.0050.002 mm0.002 mm0.002 mm0.002 mm8.4 影响线切割工艺指标的因素主要工艺指标228.4 8.4 影响线切割工艺指标的因素影响线切割工艺指标的因素u电参数电参数u电极丝及其移动速度电极丝及其移动速度u工件厚度及材料工件厚度及材料u预置进给速度预置进给速度8.4 影响线切割工艺指标的因素电参数238.4 8.4 影响线切割工艺指标的因素影响线切割工艺指标的因素-1-1n电参数电参数uu脉宽脉宽t ti i：4 460 60 ssssuu脉间脉间t t0 0：4 48 8 ssssuu开路电压开路电压uu放电峰值电流放电峰值电流uu脉冲电压波形脉冲电压波形8.4 影响线切割工艺指标的因素-1电参数248.4 8.4 影响线切割工艺指标的因素影响线切割工艺指标的因素-2-2n电极丝及其移动速度电极丝及其移动速度v电极丝张力电极丝张力vv 过小过小过小过小电极丝振动电极丝振动电极丝振动电极丝振动精度下降精度下降精度下降精度下降vv 大小波动大小波动大小波动大小波动不稳定不稳定不稳定不稳定（解决方法：恒张力装置）（解决方法：恒张力装置）（解决方法：恒张力装置）（解决方法：恒张力装置）v电极丝移动速度电极丝移动速度vv 过小过小过小过小排屑、冷却差排屑、冷却差排屑、冷却差排屑、冷却差精度下降精度下降精度下降精度下降vv 过快过快过快过快电极丝振动电极丝振动电极丝振动电极丝振动精度下降精度下降精度下降精度下降v 电极丝直径电极丝直径vv 过小过小过小过小峰值电流小峰值电流小峰值电流小峰值电流小加工速度慢加工速度慢加工速度慢加工速度慢vv 过大过大过大过大切缝宽度增大切缝宽度增大切缝宽度增大切缝宽度增大8.4 影响线切割工艺指标的因素-2电极丝及其移动速度258.4 8.4 影响线切割工艺指标的因素影响线切割工艺指标的因素-3-3n工件的厚度及材料工件的厚度及材料v工件厚度工件厚度vv 过薄过薄过薄过薄电极丝振动电极丝振动电极丝振动电极丝振动精度下降精度下降精度下降精度下降vv 过厚过厚过厚过厚 排屑、消电离差排屑、消电离差排屑、消电离差排屑、消电离差不稳定不稳定不稳定不稳定v 工件材料工件材料v热学常数v导电性8.4 影响线切割工艺指标的因素-3工件的厚度及材料268.4 8.4 影响线切割工艺指标的因素影响线切割工艺指标的因素-4-4n预置进给速度预置进给速度v进给速度蚀除速度进给速度蚀除速度vv 易短路易短路易短路易短路不稳定不稳定不稳定不稳定v进给速度蚀除速度进给速度蚀除速度vv 开路开路开路开路不稳定不稳定不稳定不稳定v 进给速度蚀除速度进给速度蚀除速度vv 最佳最佳最佳最佳8.4 影响线切割工艺指标的因素-4预置进给速度278.5 8.5 线切割加工工艺及应用线切割加工工艺及应用n n线切割加工的特点线切割加工的特点n n线切割加工工艺技巧线切割加工工艺技巧uu加工过程中工件内部残余应力影响加工过程中工件内部残余应力影响加工过程中工件内部残余应力影响加工过程中工件内部残余应力影响uu电极丝初始位置的确定电极丝初始位置的确定电极丝初始位置的确定电极丝初始位置的确定uu带斜度凹模的简易加工方法带斜度凹模的简易加工方法带斜度凹模的简易加工方法带斜度凹模的简易加工方法n n线切割工艺的应用线切割工艺的应用8.5 线切割加工工艺及应用线切割加工的特点28v 线切割加工的特点线切割加工的特点 （与电火花穿孔成形比较（与电火花穿孔成形比较)vv共同点共同点共同点共同点 加工机理、工艺规律基本相似加工机理、工艺规律基本相似加工机理、工艺规律基本相似加工机理、工艺规律基本相似vv 不同点：不同点：不同点：不同点：uu属于中、精正极性加工属于中、精正极性加工属于中、精正极性加工属于中、精正极性加工uu采用水或水基工作液采用水或水基工作液采用水或水基工作液采用水或水基工作液uu采用移动的细长电极丝采用移动的细长电极丝采用移动的细长电极丝采用移动的细长电极丝（无稳定电弧放电现象、切缝窄、单位长度电极丝损耗小）（无稳定电弧放电现象、切缝窄、单位长度电极丝损耗小）（无稳定电弧放电现象、切缝窄、单位长度电极丝损耗小）（无稳定电弧放电现象、切缝窄、单位长度电极丝损耗小）uu疏松接触式轻压放电现象疏松接触式轻压放电现象疏松接触式轻压放电现象疏松接触式轻压放电现象uu可省掉成型形工具电极可省掉成型形工具电极可省掉成型形工具电极可省掉成型形工具电极uu电极丝的损耗对加工精度的影响小电极丝的损耗对加工精度的影响小电极丝的损耗对加工精度的影响小电极丝的损耗对加工精度的影响小 线切割加工的特点 （与电火花穿孔成形比较)共同点291.1.应考虑工件内部残余应力对加工的影响应考虑工件内部残余应力对加工的影响1.应考虑工件内部残余应力对加工的影响302.2.电极丝初始位置的确定方法电极丝初始位置的确定方法2.电极丝初始位置的确定方法313.3.带斜度凹模的简易加工方法带斜度凹模的简易加工方法3.带斜度凹模的简易加工方法32线切割加工工艺的应用（线切割加工工艺的应用（1）n n加工微型齿轮线切割加工工艺的应用（1）加工微型齿轮33线切割加工工艺的应用（线切割加工工艺的应用（2）n n切缝未控制切缝未控制n n切缝控制切缝控制线切割加工工艺的应用（2）切缝未控制切缝控制34线切割加工工艺的应用（线切割加工工艺的应用（3）n n旋转切割旋转切割n n旋转切割旋转切割线切割加工工艺的应用（3）旋转切割旋转切割35线切割加工工艺的应用（线切割加工工艺的应用（4）线切割加工工艺的应用（4）368.6 线切割控制系统和编程技术线切割控制系统和编程技术n线切割控制系统线切割控制系统n线切割数控编程方法线切割数控编程方法8.6 线切割控制系统和编程技术线切割控制系统378.6.1 线切割控制系统线切割控制系统n n线切割控制系统的组成线切割控制系统的组成n n轨迹控制原理轨迹控制原理n n加工控制功能加工控制功能8.6.1 线切割控制系统线切割控制系统的组成38线切割控制系统的组成线切割控制系统的组成n n切割轨迹控制系统切割轨迹控制系统切割轨迹控制系统切割轨迹控制系统uu控制电极丝相对于工件的运动轨迹控制电极丝相对于工件的运动轨迹控制电极丝相对于工件的运动轨迹控制电极丝相对于工件的运动轨迹n n进给控制系统进给控制系统进给控制系统进给控制系统uu进给速度进给速度进给速度进给速度=蚀除速度蚀除速度蚀除速度蚀除速度n n走丝机构控制走丝机构控制走丝机构控制走丝机构控制n n机床操作控制及其他辅助控制机床操作控制及其他辅助控制机床操作控制及其他辅助控制机床操作控制及其他辅助控制图纸图纸编程编程输入程序输入程序插补运算插补运算执行机构执行机构工作台运动工作台运动线切割控制系统的组成切割轨迹控制系统图纸编程输入程序插补运算39YXOABYXA0（X0,Y0）O轨迹控制原理轨迹控制原理n n常用的轨迹控制方法常用的轨迹控制方法常用的轨迹控制方法常用的轨迹控制方法uu逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法n n逐点比较法逐点比较法逐点比较法逐点比较法0F=tg-tg0 A0（X0,Y0）Ai（X0,Y0）A（X,Y）F=Ri-R0RiR0YXOABYXA0（X0,Y0）O轨迹控制原理常用的轨迹控制40加工控制功能加工控制功能n n进给控制：进给速度进给控制：进给速度=蚀除速度蚀除速度n n短路回退：按远路退回（记忆路径功能）短路回退：按远路退回（记忆路径功能）n n间隙补偿间隙补偿：n n图形微放：缩放、旋转、平移图形图形微放：缩放、旋转、平移图形n n适应控制：根据工况改变电规准适应控制：根据工况改变电规准n n自动找中心：自动找中心：n n信息显示：加工过程相关信息信息显示：加工过程相关信息加工控制功能进给控制：进给速度=蚀除速度41间隙补偿方法间隙补偿方法rr凸体的加工凸体的加工凹体的加工凹体的加工间隙补偿方法rr凸体的加工凹体的加工428.6.2 线切割数控编程方法线切割数控编程方法n n编程方法编程方法编程方法编程方法uu手工编程：手工编程：手工编程：手工编程：uu自动编程：根据图纸要求由计算机自动完成自动编程：根据图纸要求由计算机自动完成自动编程：根据图纸要求由计算机自动完成自动编程：根据图纸要求由计算机自动完成n n程序代码形式程序代码形式程序代码形式程序代码形式uuGG指令（指令（指令（指令（ISOISO标准代码）标准代码）标准代码）标准代码）uu3B3B指令指令指令指令n nGG指令编程方法指令编程方法指令编程方法指令编程方法n n3B3B指令编程方法指令编程方法指令编程方法指令编程方法8.6.2 线切割数控编程方法编程方法438.7 线切割加工新技术线切割加工新技术8.7.1 多次切割技术多次切割技术1.1.1.1.一次切割带来的问题一次切割带来的问题8.7 线切割加工新技术8.7.1 多次切割技术442.多次切割法多次切割法2.多次切割法458.7.2 气中放电线切割加工技术气中放电线切割加工技术8.7.2 气中放电线切割加工技术46v气中放电线切割加工的特点气中放电线切割加工的特点n n特点特点1：电极丝变形小、振动小、损耗小：电极丝变形小、振动小、损耗小气中放电线切割加工的特点特点1：电极丝变形小、振动小、损耗小47v气中放电线切割加工的特点气中放电线切割加工的特点n n特点特点2：微细沟槽加工精度好：微细沟槽加工精度好气中放电线切割加工的特点特点2：微细沟槽加工精度好48v气中放电线切割加工的特点气中放电线切割加工的特点n n特点特点3：无电解腐蚀现象：无电解腐蚀现象气中放电线切割加工的特点特点3：无电解腐蚀现象498.7.3 双线线切割加工技术双线线切割加工技术8.7.3 双线线切割加工技术50