特种加工3学生版（精品）

*,一、电火花线切割加工的原理,利用移动的细金属导线作电极对工件进行脉冲放电切割成形,第一节 电火花线切割加工原理、特点与应用,第三章 电火花线切割加工,1,2,与电火花成形加工不同之处,1,与电火花成形加工相似的特点,二、线切割加工的特点,1),工具电极丝，正极性加工；,2),采用水基工作液；,3),一般不存在稳定电弧放电；,4),电极丝与工件之间存在“疏松接触式”轻压放电现象；,5),有利于微细加工；,6),电极丝损耗对加工精度影响非常小。,）,放电电压、电流波形相似；,）,加工机理、生产率、表面粗糙度相似；,）,材料的可加工性相似。,第一节 电火花线切割加工原理、特点与应用,2,高速走丝与低速走丝电火花线切割机床比较,比较内容,高速走丝电火花线切割机床,低速走丝电火花线切割机床,走丝速度,8,10m/s,0.2,m/s,走丝方向,往复,单向,工作液,乳化液,水基工作液,去离子水,(,高压,),电极丝材料,钼丝,钨钼丝,黄铜丝,切割速度,最大切割速度,4080/min,266/min,100200/min,500/min,加工精度,最高加工精度,0.010.02mm,0.005mm,0.005-0.01mm,0.001-0.002,表面粗造度,最佳表面粗造度,Ra:2.5-5.0,Ra:1.0,Ra:0.63-1.25,Ra:0.1,最大切割厚度,6001000mm,400mm,3,1,模具内、外型面加工；,2,电火花成形加工电极的制作；,3,零件加工。,三、线切割加工的应用,第一节 电火花线切割加工原理、特点与应用,4,一、机床本体,1,床身,（,脉冲电源、,控制系统、,供液系统）,第二节 电火花线切割机,5,+,+,+,+,+,+,+,+,+,1 2 3 4 5,6,7,8,低速走丝运丝机构示意图,1-,卷丝机,2-,未使用的金属丝,3-,拉丝模,4-,张力电机,5-,电极丝张力调节轴,6-,退火装置,7-,导向器,8-,工件,6,7,8,6,4,锥度切割装置,为了切割有落料角的冲模和某些有锥度（斜度）的内外表面，有些线切割机床具有的锥度切割功能。实现锥度切割的方法有多种，下面只介绍两种：,偏移式丝架：主要用在高速走丝线切割机床上实现锥度切割；,双坐标联动装置：用于低速走丝线切割机床,7,(a)(b)(c),偏移式丝架实现锥度加工的方法,X Y,O,O,O,O,8,双坐标联动装置,四轴联动锥度切割装置,1-x,轴驱动电动机,2-y,轴驱动电动机,3-,控制装置,4-,数据输入,5-v,轴驱动电动机,6-u,轴驱动电动机,7-,上导向轮,8-,工件,9-,下导向轮,6 5,4,3,2,1,7,8,9,v,u,y,x,9,二、脉冲电源,特点：,小脉冲宽度，低峰值电流（平均电流），正极性加工。,原因：,受加工表面粗糙度及电极丝允许通过电流制约，单个脉冲能量不能大，平均电流一般比较小。,1,晶体管矩形波脉冲电源；,2,高频分组脉冲电源；,3,并联电容型脉冲电源；,4,低损耗电源。,第二节 电火花线切割机,10,快速走丝线切割加工脉冲参数的选择,应用,脉宽,t,i,/s,电流峰值,I,e,/A,脉间,t,0,/s,空载电压,U/V,快速切割或加大工件厚度,Ra2.5m,20,40,12,为实现稳定加工，一般,t,0,/t,i,=34,一般为,79,90,半精加工,Ra,1.252.5m,6,20,6,12,精加工,Ra4.8,11,三、工作液循环系统,对工作液的基本要求：,常用工作液种类：,供液方式：,浇注式；浸泡式。,低速走丝去离子水；快速走丝专用乳化液,。,1,具有一定的绝缘性能；,2,具有较好的洗涤性能；,3,具有良好的冷却性能；,4,对环境无污染，对人体无危害，使用及配置方便等。,第二节 电火花线切割机,12,一、线切割控制系统,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,13,靠模仿形控制、光电跟踪仿形控制，现在已普遍采用数字程序控制，并已发展到微型计算机直接控制阶段,工程图形,=,直线,+,圆弧,主要功能：,（,1,）,轨迹控制,电极丝相对工件运动；,（,2,）,加工控制,伺服进给速度、电源、走丝机构、供液系统,轨迹控制原理,14,逐点比较法插补过程,（,1,）偏差判别,（,2,）拖板进给,（,3,）偏差计算,（,4,）终点判别,判别加工点对规定图形的偏离位置，以决定工作台拖板走向；,控制纵拖板或横拖板进给一个步长，逼近规定图形；,对加工新位置与图形要求偏差进行计算，作为下一步判别偏差的依据；,判断是否已加工到达图形终点，从而发出停止或继续重复以上步骤指令。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,一、线切割控制系统,15,逐点比较法过程示意,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,一、线切割控制系统,o,x,y,0,x,y,B,16,加工控制,（,1,）进给控制,（,2,）短路回退,（,3,）间隙补偿,（,4,）图形的缩放、旋转或平移,（,5,）适应控制,（,6,）自动找正,（,7,）信息显示,检测平均放电电压或放电状态，调整伺服进给速度；,对已切割经过的轨迹记忆存储；,对图形轨迹与电极丝中心运动轨迹差距的处理；,自动改变预置进给速度或电参数（如加工电流、脉冲宽度、脉冲间隔等）；,程序编号、计数长度、电规准、切割轨迹等。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,一、线切割控制系统,17,二、线切割加工的数控编程,低速走丝,ISO,码，,EIA,码；,快速走丝,3B,格式。,3B,格式的编程参数,切割起点或终点坐标,X,、,Y,值；,切割计数长度,J,（在,X,、,Y,轴的投影长）；,切割计数方向,G,；,加工指令,Z,（,指明切割轨迹类型）。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,18,1,程序格式（,m,）,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,二、线切割加工的数控编程,19,2,直线编程,以该段直线的,起点,作为坐标,原点,；,直线的终点,就是,B,x,B,y,BJGZ,；,一般以,x,和,y,中,值最,大,的作为,J,和,G,；,Z,按,终点,所在的象限,（,L1,与,x,轴重合，,L2,与,y,轴重合，,L3,与,x,轴重合，,L4,与,y,轴重合）。,20,3,圆弧编程,以该段圆弧的,圆点,作为坐标,原点,；,圆弧的,起点,为,B,x,B,y,BJGZ,；,一般以,终点的,x,和,y,中,值最,小,的作为,J,和,G,（,注意当圆弧跨越二个象限以上的范围时，取,x,或,y,投影的绝对值和作为,J,）；,Z,按,圆弧第一步,所在的象限,（,SR,顺圆；,NR,逆圆）。,21,B40000BB40000GxL3,B,1,B,9,B,90000,GyL2,B30000B40000B60000GxSR1,B1B9B90000GyL3,22,加工顺序,A,B,：,B10000BB10000GxL3,B,14142,B,5000,B,50000,GySR4,B10000BB10000GxL1,23,三、自动编程,1,自动编程原理,2,编程方法,3,程序的传输,将任意曲线看成是直线与圆弧的组合加以处理 图形分割，按一定格式转变为加工程序,语言法；图形法；表格法等。,手工计算,程序清单,人工输入；,穿孔纸带,光电识别器,机器输入；,程序转储器；,软磁盘或移动存储器；,编程,加工控制一体机。,第三节 电火花线切割控制系统和编程技术,24,25,一、线切割加工工艺指标,1,切割速度,2,表面粗糙度,3,加工精度,mm,2,/min,R,a,，,m,（,表面软化层）,形状,精度,；位置精度。,第四节 影响线切割加工工艺指标的因素,4,电极损耗量,短时间内可不计,26,二、电参数的影响,单个脉冲能量；放电波形。,1,、脉冲放电电流峰值,i,2,、脉冲宽度（放电时间）,t,i,3,、脉冲间隔,t,0,4,、,开路（空载）电压,u,i,5,、脉冲放电电流均值,6,、放电波形,i(t,i,)v,w,v,;,i(,t,i,)Ra,t,0,fi,均值,v;,t,0,Ra,u,i,iv,;,u,i,S,v,27,三、非电参数的影响,1,电极丝,2,工件,3,进给速度,4,机械部件精度,5,工作液,丝的张力；丝的材料与直径；走丝速度与方式。,被加工材料；加工厚度。,工作液种类、浓度、寿命；,供液方式。,第四节 影响线切割加工工艺指标的因素,28,四、合理选择电参数,1,、要求加工速度高时,2,、要求表面粗糙度好时,3,、有电极丝损耗要求时,4,、要求切割厚工件时,29,五、合理调整变频进给的方法,1,、示波器观测,2,、电压电流表观测,3,、加工电流与短路电流的比值,4,、不同空载电压时的,30,第五节 线切割加工的若干工艺问题,1,工件残余应力的影响,2,切割起始位置的选择及确定,变形、破坏；,切割路线。,定中心，定边缘，找正。,31,第六节 线切割加工技术的新进展,1,工艺改进,多次切割；,三维形状工件的成形；,适应控制（变厚度；尖角切割）；,细微、精密工件切割（如电极丝径,0.03mm,，,R,a,=0.18m,，,精度,3m,的精密切割）。,32,33,机床恒温控制（加工区、电源与床身温差,1,）；,自动找正；,电极丝自动找垂直；,自动加工穿丝孔；,自动穿丝或重新穿丝；,全自动加工（大容量贮丝筒，可供加工时间长达,100,小时）；,多微处理器控制系统（,32,或,64,位,CPU,，,多达七个，多任务，多窗口；最小步距当量,0.1m,，,全闭环控制；从六轴联动系统向八轴联动系统发展；机械手自动取芯；机床维护保养系统；机床维修指导通讯接口）。,第六节 线切割加工技术的新进展,2,设备改进,34,平面凸轮,35,双曲面,36,端面凸轮,37,螺旋面,38,扭曲锥台,39,宝塔,40,