数控电火花线切割加工工艺

作者：XXX 指导老师：PanXB

宁波大学XXXXXXXX

摘要：本文分析了数控电火花线切割加工的原理，介绍了数控电火花线切割加工的工艺过程及特点。了解数控电火花线切割中常见的问题,提出了处理意见。

关键词：线切割 工艺 数控

Abstract: This paper analyzes the numerical control electric spark line cutting processing principle, introduced the numerical control electric spark line cutting process and its characteristics.Understanding of the numerical control electric spark line cutting of common problem, put forward to treat an opinion.

Key word: wire cut EDM techno lo gy NC

数控电火花线切割加工是在电火花加工的基础上发展起来的一种新的工艺形式， 其加工过程与传统的机械加工完全不同， 加工时，用线状电极( 铜丝或钼丝) 靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割。其加工的基本原理是利用移动的细金属丝( 铜丝或钼丝) 作为工具电极( 接高频脉冲电源负极， 对工件( 接高频脉冲电源正极) 进行脉冲火花放电。加工时，工件与电极丝并不接触, 而是保持一定的距离, 在电极丝和工件之间施加脉冲电压， 并置于乳化液或去离子水等工作液中，使其不断产生火花放电， 放电产生的瞬时高温将工件表面材料熔化甚至汽化， 逐步蚀除工件，通过连续不断的火花放电，就可以将工件材料按我们预想的要求予以蚀除， 达到加工的目的[1]。

1 数控电火花线切割加工的特点

数控线切割加工具有电火花加工的共性，金属材料的硬度和韧性并不影响其加工，电火花线切割主要用来加工淬火钢和硬质合金;当前绝大多数电火花线切割机，都采用数字程序控制，其工艺特点如下：

1 用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，如冲摸、凹凸模及外形复杂的精密零件等。

2 不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的铜丝或钼

丝等作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。

3 电极丝直径较细(0.025～0.3mm)，切缝很窄，这样不仅有利于材料的利用，而且适合加工细小零件。

4 电极丝在加工中是移动的，不断更新(慢走丝)或反复使用(快走丝)，可以完全或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。

5 依靠计算机计算和控制电极丝轨迹和偏移轨迹，可方便地调整凸凹模具的配合间隙，并且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。

2 线切割加工工艺

2.1 薄工件的加工

所谓薄工件，一般是指厚度在5mm以下的工作。如样板及机械零配件等，要保证这类工件的加工精度是有一定困难的。

主要原因是丝架上下导丝轮的开距是固定的，般约70mm。当切割薄工件时，在快走丝的情况下，电极丝失去了加工厚工件时应产生的冷却液的阻尼作用，又加上火花放电的影响，因而电极丝很容易产生抖动。 另外，切割薄工件的速度快，变频进给也快，而步进电机的速度有一定的技术范围，速度太快时(指超过它承受的最高脉冲频率)会产生失步和丢步现象，这些都会影响工件的加工精度[2]。

为克服上述现象，保证薄工件的加工质量，建议采取下列措施: （1）把加工电压调至50V左右；（2）调整脉宽，使之小于10μs；（3）加工电流控制在0.2～0.3A范围内；（4） 减小电极丝抖动。如果储丝筒是直流电机拖动的，则改变电枢电压，降低转速；如果是交流电机拖动的，则在A、B、C相的任意两相中串接10～15Ω、75W线绕电阻，降低相电压，使其换向过渡时间稍为拉长，实现软换向，减少抖动；（5）在上下导轮之间加宝石夹持器；（6） 如果装置夹持器有困难，也可采用辅料加厚的方法，加大厚度，使阻尼增加，从而可防止电极丝抖动。使用这种方法比较简便，而且加工电参数也不需要调整改动。

2.2加工表面的黑白条纹

电火花切割加工时，靠近工件切缝的上、下表面会出现黑白交错的条纹。

2.2.1 产生黑白条纹的原因

条纹的出现与电极丝的运动有关，电极丝进口处呈黑色，出口处呈白色。这是因为排屑和冷却条件不同造成的。

电极丝从上向下运动时，工作液由电极丝从上部带入工件内，放电产物由电极丝从下部

带出。这时，上部工作液充分，冷却条件好，下部工作液少，冷却条件差，但排屑条件比上部好。工作液在放电间隙里受高温热裂分解，形成高压的气体，急剧向外扩散。对上部蚀除物的排除造成困难，这时，放电产生的炭黑等物质将凝聚附着在上部加工表面上， 使之呈黑色[3]。

这种条纹一般对加工表面粗糙度略有影响。因为电极丝进口处工作液充分，放电是在液体介质中进行，而在电极丝出口处，液体少，气体多，在低压放电条件下，气体中放电间隙小，所以，进口处的放电间隙比出口处大，结果白色条纹比黑色条纹凸出几微米到几十微米。 由于加工表面两端出现黑白交错的条纹，使工件加工表面两端的表面粗糙度比中部稍差一点。当电极丝较短、储丝筒换向周期较短，或者切割较厚工件时，尽管加工结果看上去似乎没有条纹，实际上是条纹很密，互相重叠而已。

2.2.2 限制黑白条纹的措施

黑白条纹产生最根本的原因是电极丝往复运动时都放电切割加工，如果电极丝只在一个方向运动时放电，而在另外一个方向运动时不放电，就没有黑白相间的条纹。但若只在单方向运动时切割，生产率就太低了。

采用较合理的工作液喷射方式，使电极丝出口和入口处工作液供应情况尽量一致， 尤其要改善工件下部工作液的供应状况，对限制黑白条纹会有一定效果[4]。

3 线切割中常见问题与处理措施

在数控电火花线切割中，常出现电极丝短路、断丝的现象，一般应做如下处理：短路可能是因为进给速度太快、脉冲电源参数选择不当等原因造成。

应降低进给速度，增大峰值电流，加大加工能量，同时加大电极丝的张力，减少工作液的电阻率；发生断丝的原因可能是脉冲电源参数选择不当、工作液浓度不合适、工件变形、进给速度不合适、运丝系统不正常等原因造成[5]。

应首先检查电极丝断丝的位置并判断断丝原因，可通过减小峰值电流，降低空载电压和进给速度，减少电极丝的张力或增大冷却喷嘴的工作液流量等方法解决。

参考文献：

[1] 金庆同.特种加工[M].北京:航空工业出版社,2003.

[2] 徐宏海.数控加工工艺.北京:化学工业出版社,2004.

[3] 马名峻, 蒋亨顺, 郭洁民. 电火花加工技术在模具制造中的应用. 北京: 化学工业出版社, 2004.

[4] 于春生. 数控机床编程及应用. 北京: 高等教育出版社, 2001.

[5] 罗学科, 李跃中. 数控电加工机床. 北京: 化学工业出版社, 2003.

第二篇：线切割实训

名称 线切割实训报告

班 级 10模具1

姓 名 吴志浩

指导教师 祝光源

实训目的

了解和掌握基本生产知识，巩固和丰富已学过的专业课程内容，达到理论与联系实际相结合的效果；提高其在生产实际中发现问题、研究问题、分析问题以及解决问题的能力，为以后的工作打下基础。通过生产实习，还了解现代化生产方式和先进制造技术。 慢走丝线切割技术

目前，数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可达到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。直径0.03～0.1mm细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行0.04mm的窄槽及半径0.02mm内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30°以上锥度的精密加工。

线切割所需的工作环境

1.满足线切割机床所要求的空间尺寸；

2.选择能承受机床重量的场所；

3.选择没有振动和冲击传入的场所。

线切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会 对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。

4.选择没有粉尘的场所，避免流众多的通道旁边；

(1) 线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的 丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命；

(2) 线切割放电机器属于计算机控制，计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的 要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘；

(3) 线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。因此，机台防尘网要经常清洁。

5.选择温度变化小的场所，避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的

地方

(1)高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，一般为室温20C；

(2)由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变化太大则会对机器使用寿命造成严重影响。

6.选择屏蔽屋：因线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境.

7.选择通风条件好，宽敞的厂房，以便操作者和机床能在最好的环境下工作 线切割安全操作规程

1、操作程序：

1、打开机床总电源，控制器开关，24V步进驱动电源开关及高脉冲电源开关。

2、根据图纸尺寸及工件的实际情况计算座标点编制程序，注意工件的装夹方法和钼丝直径，选择合理的切入位置。

3、开启走线电机，水泵电机及控制面板上的高频开关。

4、将粗调开关放在自动位置，拔下进给开关，即进入加工阶段，加工中并进一步调节好微调开关及软件微调，使之调到加工最稳定状态。

5、加工结束后应按顺序先关闭机床的高频脉冲开关，水泵开关，在关闭粗闭储丝筒开关，如果要带刹车关机单按下总电源开关红色按钮即可。

线切割的维修和保养知识

数控切割机的工作场地和工作环境相对来说比较恶劣，金属粉尘比较大。因此必须对机器进行全面的清洗和保养，应由专人负责设备的润滑、维修及保养工作！ 安全操作：

1. 数控切割机是一种精密的设备，所以对切割机的操作必须做到三定（定人、定机、定岗）

2. 操作者必须经过专业培训且能熟练操作的，非专业者勿动。

3. 在操作前必须确认无外界干扰，一切正常后，把所切割的板材吊放在切割平台上，板材不能超过切割范围（注意：在吊装时要小心）。

日常维护和保养：

1. 每个工作日必须清理机床及导轨的污垢，使床身保持清洁，下班时关闭气源及电源，同时排空机床管带里的余气。

2. 如果离开机器时间较长则要关闭电源，以防非专业者操作。

3. 注意观察机器横、纵向导轨和齿条表面有无润滑油，使之保持润滑良好！

三. 每周的维护与保养：

1. 每周要对机器进行全面的清理，横、纵向的导轨、传动齿轮齿条的清洗，加注润滑油。

2. 检查横纵向的擦轨器是否正常工作，如不正常及时更换。

3. 检查所有割炬是否松动，清理点火枪口的垃圾，使点火保持正常。

4. 如有自动调高装置，检测是否灵敏、是否要更换探头。

四．月与季度的维修保养：

1. 检查总进气口有无垃圾，各个阀门及压力表是否工作正常。 2. 检查所有气管接头是否松动，所有管带有无破损。必要时紧固或更换。

3. 检查所有传动部分有无松动，检查齿轮与齿条啮合的情况，必要时作以调整。

4. 松开加紧装置，用手推动滑车，是否来去自如，如有异常情况及时调整或更换。

5. 检查夹紧块、钢带及导向轮有无松动、钢带松紧状况，必要时调整。

6. 检查强电柜及操作平台，各紧固螺钉是否松动，用吸尘器或吹风机清理柜内灰尘。检查 接线头是否松动（详情参照电气说明书）

7. 检查所有按钮和选择开关的性能，损坏的更换，最后画综合检测图形检测机器的精度。

机床不适合在污浊和高温潮湿的环境中工作，电网供电环境也有较高的要求，机床供电电压不应劣于±10%，三相应平衡稳定。过于恶劣的电网必须加装稳压源。机床除正常的保持整洁和润滑以外，还必须用心维护如下几个部位：

1.机床的导轨和丝杠，绝不能沾染脏水和污物，一旦沾有脏物，要用干净棉纱揩擦干净后再用脱脂棉浸10#机油轻擦涂一遍。

2.导轮和轴承，为导轮和轴承的寿命，也应把过于污浊的冷却液换掉，如短时间不开机床，要无水让导轮转几十秒钟，使导轮和导轮套间的那些脏水甩出来，注入少量机油后再转几十秒钟，使缝隙内的机油和污物甩出来，再注入少量机油。以使导轮和轴承常处于较洁净的状态。

3.丝筒轴和电机上的联轴器和键，要使该部位始终处于严密稳妥的配合状态，一旦出现键的松动和联轴器的撞击声，要立即更换联轴器的缓冲垫和键。长时间带间隙的换向后，会使轴上的键槽变形张大。

4.控制柜与机床间的联机电缆，拖地部分要有盖板或塑料板保护，不可随意踩踏，电缆要处于松弛自由状态，不可以外力拉拽，不可使电缆插头受力，不可将电缆波纹护套压裂踩扁。控制台（柜）搬动时要轻拿轻放，油污的手不要插拔触摸接插件或键盘。

5.床面上的任何部位均不得敲砸或碰撞，特别是不可因超行程运动使丝架与床面干涉，那将严重损毁机床零件或精度。