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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.成都电子子机械高高等专科科学校模教案课程名称称模具制制造工艺艺及实训训任课教师师 谢建任 课 系 机械工工程系教 研 室 模具专专业教研研室教学课题题第4章 模具零零件电火火花加工工4.1电电火花加加工原理理4.2电电火花成成型加工工（1）教学目的的与要求、了解解电火花花加工原原理及特特点；、了解解电火花花加工时时影响工工件表面面质量的的主要因因素；、掌握握常用电电极材料料的特点点；、掌握握成型电电极尺寸寸的确定定；教学重点成型电极极尺寸的的确定；影响电电火
2、花加加工零件件表面质质量的主主要因素素难点电火花加加工的微微观过程程和电火火花成型型加工中中的参数数控制主要教学学方法和手手段讲授、讨讨论教具多媒体课后作业业思考题与与习题1、简述述数控电电火花成成型加工工的基本本原理。2、电火火花成型型加工的的主要工工艺参数数有哪些些?3、什么么是电火火花加工工过程中中的极性性效应?加工时时如何正正确选择择加工极极性?4、在电电火花加加工中怎怎样协调调生产率率和加工工表面粗粗糙度之之间相互互矛盾的的关系?第4章 模具零零件电火火花加工工电火花加加工是在在加工过过程中，利用两极（工具电极和工件电极）之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金
3、属蚀除下来，以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。电火花加加工中工工件和电电极都会会受到电电腐蚀作作用，只只是两极极的蚀除除量不同同，这种种现象称称为极性效效应。工件接接正极的的加工方方法称为为正极性性加工；反之，称称为负极极性加工工。 电火花花放电加加工按工工具电极极和工件件的相互互运动关关系的不不同，可可以分为为电火花花穿孔成成形加工工、电火火花线切切割、电电火花磨磨削、电电火花展展成加工工、电火火花表面面强化和和电火花花刻字等等。其中中，电火火花穿孔孔成形加加工和电电火花线线切割在在模具加加工中应应用最广广泛。4.1电电火花加加工的基基础知识识4.1.1电火火花加工工的基
4、本本原理及及必要条条件1）工工具电极极和工件件电极之之间在加加工时必必须保持持一定的的间隙。2）火花花放电必必须在一一定绝缘缘性能的的介质中中进行。3）放放电点局局部区域域的功率率密度足足够高。放电所所产生的的热量就就足以使使电极表表面的局局部金属属瞬时熔熔化甚至至汽化。4）火花花放电是是瞬时的的脉冲性性放电。5）在先先后两次次脉冲放放电之间间，应有有足够的的停歇时时间，排排除电蚀蚀产物，使使极间介介质充分分消电离离，恢复复介电性性能，以以保证每每次脉冲冲放电不不在同一一点进行行，避免免发生局局部烧伤伤现象，使使重复性性脉冲放放电顺利利进行4.1.2电火火花加工工的特点点、电火火花加工工中，加
5、工材材料的去去除是靠靠放电时时的热作作用实现现的，材料的的可加工工性主要要取决于于材料的导电电特性及及其热学学特性，如熔点点、沸点点(汽化化点)、比比热容、热热导率、电电阻率等等，而几乎乎与其力力学性能能(硬度度、强度度)无关关，因此适适合于加加工难以以切削加加工的材料。、放电电加工中中，加工工具电电极和工工件不直直接接触触，没有机机械加工工中的切切削力，因此适适宜加工工低刚度度工件及及微细加加工。由由于可以以简单地地将工具具电极的的形状复复制到工工件上，因此特特别适用用于复杂杂表面形形状的加加工。、加工工范围可可小至几几微米的的小轴、孔孔、缝，大到几几米的超超大型模模具和零零件。、电火火花加
6、工工的局限限性在于于：用于于导电材材料的加加工；一一般加工工速度较较慢；存存在电极极损耗。4.1.3电火火花加工工的微观观过程1.极间介介质的击击穿与放放电图4.11.4矩矩形波脉脉冲放电电时的电电压（uu）和电电流（ii）波形形2.能量量的转换换、分布布与传递递3.电极极材料的的抛出4.极间介介质的消消电离4.1.4电火火花加工工常用术术语和符符号1）工具具电极2）放电电间隙3）脉冲冲电源 4）伺服进给系统 5）工工作液介介质 6）电蚀产物7）电规规准电参参数8）脉冲冲宽度tti（s）9）脉冲冲间隔tto（s） 10）放放电时间间（电流脉脉宽）te（s）11）击击穿延时时td（s）12）脉脉
7、冲周期期tp（s） 13）开开路电压压（空载电电压）或或峰值电电压ui（V）14) 加工电电流I（AA） 15)峰峰值电流流ie(A)16)正正、负极极性加工工17）放放电状态态18）加加工速度度Vw（mm3/miin）或Vm (gg/miin) 19）损损耗速度度VE（mm3/miin或gg/miin） 4.2电电火花成成形加工工4.2.1电火火花成形形加工机机床图4.22.1所所示的电电火花成成形加工工机床通通常包括括：床身身、立柱柱、工作作台及主主轴头等等主机部部分；液液压泵(油泵)、过滤滤器、各各种控制制阀、管管道等工工作液循循环过滤滤系统；脉冲电电源、伺伺服进给给（自动动进给调调节）
8、系系统和其其他电气气系统等等电源箱箱部分。4.2.2电火火花成形形加工的的控制参参数和主主要影响响因素、影响响工件的的加工速速度、工工具电极极的损耗耗速度的的主要因因素（1）极极性效应应的影响响在用短脉脉冲加工工时，正正极材料料的蚀除除速度大大于负极极材料的的蚀除速速度，这这时工件件应接正正极；当采用用长脉冲冲加工时时，质量和和惯性大大的正离离子将有有足够的的时间加加速，到达并并轰击负负极表面面，由于正正离子的的质量大大，对负极极表面的的轰击破破坏作用用强，故采用用长脉冲冲时负极极的蚀除除速度要要比正极极大，工工件应接接负极。（22）工具具电极材材料的影影响铜钨、银银钨合金金等复合合材料，熔点
9、高高，并且导导热性好好，因而电电极损耗耗小，但也由由于成本本高且机机械加工工比较困困难，一般只只在少数数的超精精密电火火花加工工中采用用。故常常用的是是纯铜和和石墨，这两种种材料在在宽脉冲冲粗加工工时都能能实现低低损耗。铜的的熔点虽虽然低，但其导导热性好好，会使使电极表表面保持持较低温温度从而而减少损损耗。纯纯铜不易易产生电电弧，在较困困难的条条件下也也能实现现稳定加加工；精加工工时比石石墨电极极损耗小小，易于加加工成精精密、微微细的花花纹，采用精精微加工工能达到到Ra1.225m的表表面粗糙糙度；用过的的电极经经锻造后后还可加加工为其其他形状状的电极极，材料利利用率高高。但纯铜的的机械加加工
10、性能能不如石石墨好。石墨电极极的优点点是：机械加加工成形形容易(但不易易做成精精密、微微细的花花纹)；电火花花加工的的性能也也很好，在长脉脉冲粗加加工时能能吸附游游离的碳碳来补偿偿电极的的损耗，因此目目前已广广泛用做做型腔粗粗加工的的电极。缺缺点是石墨电电极容易易产生电电弧烧伤伤现象。（3）电电参数的的影响提高电蚀蚀量和生生产率的的途径：1）减小小脉冲间间隔，提高脉脉冲频率率；2）增加加放电电电流及脉脉冲宽度度，增加单单个脉冲冲能量。3.影响响工件加加工精度度的主要要因素（1）放放电间隙隙的大小小（2）工工具电极极的损耗耗4.影响响工件表表面质量量的主要要因素（1）表表面粗糙糙度对表面粗粗糙度
11、影影响最大大的是单单个脉冲冲能量。（2）表表面力学学性能电火花表表面由于于瞬间的的先热胀胀后冷缩缩，因此加加工后的的表面存存在残余余拉应力力，使抗疲疲劳强度度减弱，比机械械加工表表面低了了许多。采采用回火火热处理理来降低低残余拉拉应力，或进行行喷丸处处理把残余拉拉应力转转化为压压应力，能够提提高其耐耐疲劳性性能。4.2.3电火火花成形形加工工工具电极极的设计计与制造造1.对电电极的技技术要求求1）电极极的几何何形状要要和模具具型孔或或型腔的的几何形形状完全全相同，其尺寸寸大小根根据模具具型孔或或型腔的的尺寸及及公差、放放电间隙隙的大小小、凸模模与凹模模配合间间隙来决决定。2）电极极的尺寸寸精度
12、不不低于IIT7级级精度。3）电极极的表面面粗糙度度应在Ra0.66311.255m以上，如果采采用铸铁铁或铸铜铜时，表面不不能有砂砂眼。4）各表表面的平平行度，1000mm长度度内不能能大于00.0110.022mm。5）电极极加工成成形后变变形小，具有一一定强度度。2、电极极材料常用的电电极材料料有：铸铁、钢钢、纯铜铜、黄铜铜、铜钨钨合金、银钨合合金、石石墨等。这这些材料料的性能能见表44.2.2所示。3、电极极的结构构形式常用的电电极结构构有下列列几种形形式：（1）整整体电极极（2）组组合电极极1）分解解式电极极2）镶拼拼式电极极4、电极极尺寸的的确定（1）电电极横截截面尺寸寸的确定定1
13、）按凹凹模尺寸寸和公差差确定电电极横截截面尺寸寸如图4.2.99所示为凹模型孔不同同部位的的尺寸公公差标注注。其相应应部位电电极横截截面尺寸寸的计算算公式如如下：2）按凸凸模尺寸寸和公差差确定电电极横截截面尺寸寸图4.22.100所示为凸模尺尺寸及公差标注注，由于于凹模、凸模模配合间间隙的不不同又存存在三种种情况：凸模、凹凹模单边边配合间间隙等于于放电间间隙（ZZ/2S）：电极横横截面尺尺寸和凸凸模截面面尺寸完完全相同同，电极公公差取凸凸模公差差的1/222/3。凸模、凹凹模单边边配合间间隙小于于放电间间隙（ZZ/2S）：电极应按按凸模四四周每边边均匀缩缩小一个个值（SZ/22），电电极横截截
14、面尺寸寸计算公公式如下下：图4.22.9凹凹模尺寸寸及公差标标注图4.22.100凸模尺尺寸及公差标标注凸模、凹凹模配合合间隙大大于放电电间隙（ZZ/2S），电极应按凸模四周每边均匀放大一个值（Z/2S），电极横截面尺寸计算公式如下：以上式中中：S单面放放电间隙隙；Z/2凸模、凹凹模单边边间隙；电电极制造造公差，通常取取模具公公差的1/222/33，并按按“入体原原则”标注。（2）电电极长度度的确定定在电极长长度确定定方面，穿孔加加工与型型腔加工工是不同同的，穿孔加加工只计计算电极极长度，而型腔腔加工还还须考虑虑各纵截截面的形形状和尺尺寸。1)穿孔孔加工电电极长度度的确定定图4.22.111所
15、示为为穿孔加加工用电电极长度度。电极极长度按按下式计计算：2) 型型腔加工工电极纵纵截面尺尺寸的确确定型腔腔加工电电极纵截截面的形形状和尺尺寸，应应根据型型腔底部部的形状状和尺寸寸并考虑虑放电间间隙而确确定。对对型腔底底部不同同部位的的尺寸，其电极极的尺寸寸计算也也有所不不同。图图4.22.122所示为为加工型型腔时，电极极纵截面面尺寸，尺寸的的计算如如下：教学课题题4.2电电火花成成型加工工(2)教学目的的与要求了解各种种材料电电极的制制造工艺艺；掌握握常用材材料电极极的制造造工艺教学重点电极的找找正；型型腔模具具的电火火花加工工工艺难点电极的制制造；电电极的装装夹和找找正；主要教学学方法和
16、手手段讲授、讨讨论教具多媒体课后作业业思考题与与习题1、 电火花加加工型腔腔与其它型型腔加工工的方法法相比有有何特点点?2、 教材P.1666第19题5、电极极的制造造（1）机机械加工工方法机械加工工电极除除采用一一般的加加工方法法外，已广泛泛采用成成形磨削削。对于纯铜铜、黄铜铜一类的的电极，由于不不能用成成形磨削削加工，一般可可用仿形形刨床加加工而成成，并经钳钳工锉削削进行最最后修整整。（2）电电极与凸凸模联合合成形磨磨削当电极材材料为铸铸铁时，电极与与凸模常常用环氧氧树脂等等胶合在在一起，如图4.2.113所示示。但对对于截面面积较小小的工件件则不易易粘牢，为为防止在在磨削过过程中发发生电
17、极极或凸模模脱落，可采用用锡焊或或机械方方法使电电极与凸凸模连接接在一起起。当电电极材料料为钢时时，可把凸凸模加长长些，将其作作电极。即把电电极和凸凸模做成成一个整整体。电极与凸凸模联合合成形磨磨削，其共同同截面的的公称尺尺寸应直直接按凸凸模的公公称尺寸寸进行磨磨削，公差取取凸模公公差的11/21/33。当凸、凹凹模的配配合间隙隙等于放放电间隙隙时，正好适适用磨削削后电极极的轮廓廓尺寸与与凸模完完全相同同的情况况。当凸、凹凹模的配配合间隙隙小于放放电间隙隙时，电极的的轮廓尺尺寸应小小于凸模模的轮廓廓尺寸。则可用用化学腐腐蚀法将将电极尺尺寸缩小小至设计计尺寸。腐蚀的的方法为为：将干净净的电极极垂
18、直浸浸入腐蚀剂剂中，根据其其腐蚀速速度的大大小，每隔一一定的时时间后取取出，测量其其尺寸是是否符合合要求，若尺寸寸仍偏大大时应继继续侵入入，直到到适合为为止。当凸、凹凹模的配配合间隙隙大于放放电间隙隙时，电极的的轮廓尺尺寸应大大于凸模模的轮廓廓尺寸，则需用用电镀法法将电极极扩大到到设计尺尺寸。（3）电电极制造造常用工工艺电极制造造常用工工艺一般般可按下下述工序序进行：1）刨（或铣）：按图样样要求刨刨或铣所所要求的的形状电电极毛坯坯（若是圆圆形可车车削），按最最大外形形尺寸留留1mmm左右精加工余余量。2）平磨磨：在平面面磨床上上磨两端端面及相相邻两侧侧面（对铜及及石墨电电极应在在小台钳钳上，用
19、刮研研的方法法刮平或或磨平）。3）划线线：按图样样要求在在划线平平台上划划线。4）刨（或铣）：按划线线轮廓，在刨床床或铣床床上加工工成形，并留有有0.20.4mmm的精精加工余量。形形状复杂杂的可适适当加大大，但不不超过00.8mmm。5）钳工工：钻、攻攻电极装夹夹螺孔。6）热处处理：指采用用钢电极极时，按图样样要求淬淬火。7）精加加工电极极：对于于铸铁或或钢电极极，在有条条件的情情况下，可用成成形磨削削加工成成形；而对于于铜电极极，可在仿仿形刨床床上进行行仿刨成成形。8）化学学腐蚀或或电镀：指电极极与凸模模联合加加工（或或阶梯电电极）时时，对小间间隙模具具采用化化学腐蚀蚀，对大间间隙模具具采
20、用电电镀。9）钳工工修整：指对铜铜电极的的精修成成形。（4）由由线切割割加工电电极除用机械械方法制制造电极极以外，在比较较特殊需需要的场场合下也也可用线线切割加加工电极极。（5）石石墨电极极的加工工石墨电极极是电火火花型腔腔加工中中最常用用的电极极之一。石石墨电极极的制作作一般是是采用传传统的机机械加工工，即车、铣铣、刨、磨磨、手工工修磨，样板检检验等方方法。4.2.4电火火花成形形时电极与工工件的装装夹与定定位1.电极极装夹夹夹具在电火花花加工之之前，电电极必须须安装在在电加工工机床主主轴头上上，并使使电极轴轴线平行行于主轴轴头的轴轴线，必必要时还还应使电电极的横横剖面基基准与机机床的纵纵横
21、滑板板平行。为为保证电电极装夹夹的要求求，必然然要使用用电极装装夹夹具具。因此此，电极极装夹夹夹具是电电火花加加工中必必不可少少的工装装之一。（1）整整体式电电极装夹夹夹具（2）镶镶拼式电电极装夹夹夹具（3）多多电极装装夹夹具具（4）电电极装夹夹的调节节装置电极及其其装夹夹夹具安装装在电加加工机床床主轴头头上后，必必须对电电极进行行校正，使使其轴心心线平行行于主轴轴头的轴轴线（或或垂直于于机床的的工作台台面）。有有时还要要调节沿沿电极轴轴线的回回转角，以以使电极极横剖面面的基准准与机床床纵横滑滑板平行行。（5）高高精度电电极夹具具a)用精精密角尺尺校正电电极垂直直度 bb)用千千分表校校正电极
22、极垂直度度 c)型腔加加工用电电极校正正图4.22.255电极垂垂直度的的校正1-电极极；2-精密角角尺 ；3-凹凹模；44-工作作台2.电极极与工件件间的定定位方法法在电火花花加工中中的定位位，是指指将已安安装完成成的电极极对准工件件的加工工位置，以以保证加加工型孔孔或型腔腔在凹模模上的位位置精度度。在定定位过程程中需要要一些专专门的定定位装置置，下面面介绍常常用的定定位装置置的形式式和使用用方法。 （1）量量块角尺尺法（图图4.22.266）先在凹模模X和YY方向的的外侧表表面上磨磨出两个个定位基基准面，并并根据加加工要求求计算出出电极至至两基准准面之间间的距离离x、yy。电极极装夹后后下
23、降至至接近凹凹模，用用精密角角尺与凹凹模定位位基准面面吻合，然然后在角角尺与电电极之间间垫入尺尺寸分别别为x和和y的量量块，调调整凹模模的位置置使块规规的松紧紧程度适适宜，便便可使工工件正确确定位并并加以紧紧固。这这种方法法操作简简单省时时，适用用于电极极基准与与凹模基基准互相相平行的的单型孔孔或多型型孔的定定位。图4.22.266量块角角尺法图图4.22.277测定器器法1-凹模模；2-电极；3-量量块；4-角角尺1-凹模；2-电电极；33-量块块；4测定定器；55-千分分表（2）测测定器法法（图4.22.277）测定器中中两个基基准平面面间的尺尺寸z是是固定的的，它可可配合量量块和千千分表
24、进进行定位位。在凹凹模外侧侧磨出基基准面，并并根据加加工要求求计算出出电极至至基准面面之间的的距离xx，在测测定器内内垫入量量块，尺尺寸为HH=zx，然然后靠上上千分表表使表头头接触量量块，并并记下读读数。定位时，将将千分表表靠在凹凹模基准准面上，表表头接触触电极，移移动凹模模使千分分表指示示为原读读数,这这时定位位尺寸即即为x，即即可紧固固工件。此此方法也也应在相相互垂直直的两个个方向上上进行定定位。（3）角角尺千分分表法用角尺和和千分表表定位的的方法如如图4.2.228所示示。先在在凹模外外侧磨出出两个相相互垂直直的基准准面，将将两个基基准面调调整与机机床纵横横拖板平平行，并并将凹模模固紧
25、在在机床工工作台上上。同时时根据加加工要求求，计算算出电极极至凹模模基面之之间的距距离x和和y。图4.22.288用角尺尺、千分分表在工工作台上上定位的的方法图图4.22.299用同心心环（轮轮毂）定定位的方方法1-千分分表；22-角尺尺；3-工作台台；4-凹模；5-电电极将两只千千分表装装在精密密角尺上上，借助助另一个个精密角角尺调整整两只千千分表的的读数均均在“0”位（见见图4.2.228a），然然后用下下面的千千分表靠靠上已装装夹的凹凹模基准准面，调调整角尺尺的位置置使千分分表读数数为“0”（图44.2.28bb）。移移动工作作台，使使电极的的基准面面（电极极基准面面已调整整与机床床纵横
26、拖拖板平行行）与上上面的千千分表相相靠并使使其读数数为“0”，此时时电极与与凹模的的基准面面处于同同一垂直直平面（见见图4.2.228c）。最最后移动动工作台台使电极极至凹模模之间的的相对位位置为xx，即实实现定位位（见图图4.22.288d）。在在Y方向向上定位位的方法法与此相相同。（4）同同心环（轮轮毂）定定位法（5）套套板、定定位销法法（6）角角尺测十十字线的的定位方方法（图图4.22.300）该方法分分别在电电极固定定板和凹凹模板的的上面和和两个侧侧面同时时划出中中心十字字线，用用刀口角角尺在两两个垂直直方向上上进行测测量，注注意角尺尺的垂直直度。调调整凹模模的位置置使电极极固定板板和
27、凹模模板上的的十字线线重合，即即可实现现定位。这这种方法法简便易易行，适适用于定定位精度度要求不不高的型型腔加工工。4.2.5电火火花成形形加工的的工艺过过程及实实例型腔模电电火花加加工工艺艺过程及及实例（1）型型腔模电电火花加加工方法法型腔模电电火花加加工方法法主要有有：单工具具电极直直接成形形法、单单电极平平动法、多多电极更更换法和和分解电电极加工工法等。（2）电电火花加加工型腔腔时电规规准的选选择、转转换和平动量量的分配配粗加工时时，要求高高生产率率和低电电极损耗耗，这时应优优先考虑虑采用较较宽的脉脉冲宽度度（例如在在4000s以上）然然后选择择合适的的脉冲峰峰值电流流，并应注注意加工工
28、面积和和加工电电流之间间的配合合关系。中规准与与粗规准准之间并并没有明明显的界界限，应按具具体加工工对象划划分。一一般选用用脉冲宽宽度为2204400s、电流流峰值为为1025AA，进行中中规准加工工。精规准加加工时，一般都都选用窄窄脉宽（tti=220m）、小小峰值电电流（10A）进行加加工。（33）型腔腔电火花花加工工工艺实例例实例一：表4.2.44为洗衣衣机调节节螺母注注塑模型型腔电火火花加工工工艺实实例。（教教材P.1422）实例二：表4.2.55塑料叶叶轮注射射模型腔腔电火花花加工工工艺实例例（教材材P.1143）教学课题题4.3数数控电火火花线切切割加工工教学目的的与要求、 了解线
29、切切割加工工原理、特特点和应应用范围围；、 了解电火火花加工工机床的的结构组组成；、 了解数控控电火花花线切割割加工的的控制原原理；、 掌握3BB程序的的编制教学重点3B程序序的编制制和穿丝丝孔位置置的确定定难点根据凸、凹凹模轮廓廓编制33B程序序；工件件的装夹夹；电火火花加工工后工件件出现变变形的解解决方法法主要教学学方法和手手段讲授、讨讨论教具多媒体课后作业业思考题与与习题、 简述数控控线切割割机床的的加工原原理。、电火火花线切切割加工工的主要要特点是是什么?4.3数数控电火火花线切切割加工工电火花线线切割加加工（Wirre CCut EDMM，简称WEDMM）是在电电火花加加工基础础上，
30、于200世纪550年代代末在前前苏联发发展起来来的一种种新的工工艺形式式，是用线线状电极极（钼丝或或铜丝）靠火花花放电对对工件进进行切割割，故称为为电火花花线切割割，有时简简称线切切割。4.3.1电火火花线切切割加工工原理、特特点及应应用范围围1.线切切割加工工的原理理电火花线线切割加加工的基基本原理理是利用用移动的的细金属属导线（铜丝或或钼丝）作电极极，对工工件进行行脉冲火火花放电电切割成成形。根据电电极丝的的运行速速度，电电火花线线切割机机床分为为两大类类：一类类为高速速走丝电电火花线线切割机机床，另一类为为低速走走丝（或称慢慢走丝）电火花花线切割割机床（WWEDMM-LSS），电电极丝作
31、作低速单单向运动动，一般走走丝速度度低于00.2mm/s，这是国国外生产产和使用用的主要要机种。图4.33.1aa、b为为高速走走丝电火火花线切切割工艺艺及装置置的示意意图。利利用细钼钼丝4作作工具电电极进行行切割，贮丝筒筒7使钼钼丝作正正反向交交替移动动，加工能能源由脉脉冲电源源3供给给。在电电极丝和和工件之之间浇注注工作液液介质，工作台台在水平平面两个个坐标方方向各自自按预定定的控制制程序，根据火火花间隙隙状态作作伺服进进给移动动，从而合合成各种种曲线轨轨迹，把工件件切割成成形。2.线切切割加工工的特点点电火花线线切割加加工过程程的工艺艺和机理理，与电电火花成成形加工工既有共共性，又有特特
32、性。（1）电电火花线线切割加加工与电电火花成成形加工工的共性性线切割加加工的电电压、电电流波形形与电火火花加工工的基本本相似。单单个脉冲冲也有多多种形式式的放电电状态，如开路路、正常常火花放放电、短短路等。线切割加加工的加加工机理理、生产产率、表表面粗糙糙度等工工艺规律律，材料的的可加工工性等也也与电火火花成形形加工的的基本相相似，可可以加工工一切导导电材料料。（2）线线切割加加工与电火花花成形加工的不不同特点点由于电极极工具是是直径较较小的细细丝，故脉冲冲宽度、平平均电流流等不能能太大，加工工工艺参数的范范围较小小，属中、精精正极性性电火花花加工，工件常常接脉冲冲电源正正极。采用水或或水基工
33、工作液，不会引引燃起火火，容易实实现安全全无人运运转。但由于于工作液液的电阻率远远比煤油油小，因而在在开路状状态下，仍有明明显的电电解电流流。用简单丝丝状工具具电极，省掉了了成形的的工具电电极，大大降降低了成成形工具具电极的的设计和和制造费费用，靠数控控技术实实现复杂杂的切割割轨迹，缩短了了生产准准备时间间，加工周周期短。 由于电极极丝比较较细，可以加加工微细细异形孔孔、窄缝缝和复杂杂形状的的工件。由由于切缝缝很窄，可可对工件件材料可可进行“套料”加工，实际金金属去除除量很少少，材料的的利用率率很高，这这对加工工、节约约贵重金金属有重重要意义义。由于采用用移动的的长电极极丝进行行加工，单位长长
34、度电极极丝的损损耗较少少，从而对对加工精精度的影影响比较较小，特别在在低速走走丝线切切割加工工时，电极丝丝一次性性使用，电极丝丝损耗对对加工精度的的影响更更小。3.线切切割加工工的应用用范围（1）加加工模具具。（2）加加工电火火花成形用用的电极极（3）加加工试制制新产品品的零件4.3.2电火火花线切切割加工工机床电火花线线切割加加工设备备主要由由机床机机械部分分、脉冲冲电源、控控制系统统、工作作液循环环系统和和机床附附件等几几部分组组成。图图4.33.2与与图4.3.33别为高高速和低低速走丝丝线切割割加工设设备组成成图。本本书以讲讲述高速速走丝线线切割为为主。1.机床床机械部部分机床机械械部
35、分由由床身、坐坐标工作作台、走走丝机构构、丝架架、工作作液箱、附附件和夹夹具等几几部分组组成。4.3.3数控电电火花线线切割控控制系统统及编程程方法、轨迹迹控制原原理采用逐点点比较法法时，X或Y每进给给一步，每次插插补的过程都都要进行行以下四四个工作作节拍（图图4.33.7）：1）偏差差判别 判别加加工坐标标点对规规定几何何轨迹的的偏离位位置，以以决定拖拖板的走走向。一一般用FF代表偏偏差值。F=0，表示加加工点恰恰好在线线（轨迹）上。F0，加工工点在线线的上方方或左方方，F0，加工工点在线线的下方方或右方方，以此来来决定第第二拍进进给的轴轴向和方方向。2）拖板板进给根据据F值控控制坐标标工作
36、台台沿+XX或-XX向；+Y或或-Y向进进给。加加工点向向规定的的轨迹靠靠拢，缩小偏偏差。3）偏差差计算 由机机床数控控装置根根据数控控程序计计算出新新的加工工点与规规定图形形轨迹之间间的偏差差，作为为下一步步判别走走向的依依据。4）终点点判断 根据据计数长长度判断断是否到到达程序序规定的的加工终终点。若若到达终终点、则则停止插插补和进进给，结结束该段段程序，进进入下一一新程序序段；否否则再回回到第一一拍。如如此不断断地重复复上述循循环过程程，就能加加工出所所要求的的轨迹和和轮廓形形状。3.数控控电火花花线切割割编程方方法（1）33B格式式程序编编制 3B程序序格式如如表4.3.11所示。表4
37、.33.1 3BB程序格格式NBxByBJGz序号分隔符X轴坐标标值分隔符y轴坐标标值分隔符计数长度度计数方向向加工指令令1）平面面坐标系系和坐标标值x、y的的确定平平面坐标标系是这这样规定定的：面对机机床工作作台，工作台台平面为为坐标平平面；左右方方向为xx轴，且向左左为正；前后方方向为yy轴，且向前前为正。坐标系的的原点随随程序段段的不同同而变化化：加工工直线时时，以该该直线的的起点为为坐标系系的原点点，把直直线终点点的坐标标值作为为x、yy，均取取绝对值值，单位位为m；加工圆弧弧时，以该圆圆弧的圆圆心为坐坐标系的的原点，圆圆弧起点点的坐标标值作为为x、yy，均取取绝对值值，单位位为m。2
38、）计数数方向GG的确定定不管是是加工直直线还是是圆弧，计数方方向均按按终点的的位置来来确定。具具体确定定的原则则如下：加工直线线时，计计数方向向取与直直线终点点投影较较长的那那个坐标标轴。例例如，在图4.3.88中，加工直直线OAA，计数数方向取取X轴，记作GGX；加工OOB，计数方方向取YY轴，记作GGY；加工OCC，计数数方向取取X轴、YY轴均可可，记作GGX或GY。加工圆弧弧时，计计数方向向取与该圆圆弧终点点时走向向较平行行的轴向向作为计计数方向向，或取取终点坐坐标中绝绝对值较较小的轴轴向作为为计数方方向（与与直线相相反）。例如在图4.3.9中，加工圆弧AB，计数方向应取X轴，记作GX，
39、加工MN，计数方向应取Y轴，记作GY；加工PQ，计数方向取X轴、Y轴均可，记作GX或GY。 图4.3.88直线计计数方向向确定 图图4.33.9圆圆弧计数数方向确确定3）计数数长度JJ的确定定 计计数长度度是在计计数方向向的基础础上确定定，是被被加工的的直线或或圆弧在在计数方方向的坐坐标轴上上投影的的绝对值值总和，单位为m。注意圆弧可能跨几个象限，要正确求出所有在计数方向上的投影总和，如图4.3.10所示。4）加工工指令直直线（包括与与坐标轴轴重合的的直线）的加工工指令有有4种，如如图4.33.111。圆弧弧的加工工指令有有8种，包括顺时时针切割割（顺圆圆）SRR1SRR4，逆时时针切割割（逆
40、圆）NRR1NR4，如图4.33.122。a)取GGX为计数数方向，计计数长度度为J=JX11+JX22b）取GY为计数数方向，计计数长度度为J=JY11+JY22+JY33图4.33.100计数长长度计算算图4.33.111直线加加工指令令 图4.3.112圆弧弧的加工工指令5）切割割轨迹偏偏移距离离f 数控线线切割加加工时，控制系统统所控制制程序轨轨迹实际际是电极极丝中心心移动的的轨迹示示。加工工凸模时时，电极丝丝中心轨轨迹应在在所加工工图形的的外侧；加工凹凹模型孔孔时，电极丝丝中心轨轨迹应在在所加工工图形的的内侧。所所加工工工件图形与电电极丝中中心轨迹迹间的距距离，在在圆弧的的半径方方向
41、、在在线段的的垂直方方向都应应考虑一一个偏移移距离ff。偏移移距离有有正偏移移和负偏偏移。6）偏移移距离ff的计算算加工冲冲模的凸凸、凹模模，应该考考虑电极极丝半径径r丝、电极极丝和工工件之间间的单面面放电间间隙电及凸模模和凹模模间的单单面配合合间隙配。当加工冲冲孔模时时（要求求保证工件件孔的尺尺寸），这时时凸模尺尺寸由孔孔的尺寸寸确定。若若凸模和和凹模基基本尺寸寸相同，故凸模的偏移距离f凸=r丝+电，凹模的偏移距离f凹=r丝+电配。当加工落落料模时时（要求求保证工工件外形形尺寸），此时时凹模由由工件外外形尺寸寸确定，若若凹模和和凸模基基本尺寸寸相同，故凹模的偏移距离f凹=r丝+电，凸模的偏移
42、距离f凸=r丝电配。教学课题题4.3数数控电火火花线切切割加工工（2）教学目的的与要求掌握3BB程序的的编制教学重点3B程序序的编制制和穿丝丝孔位置置的确定定难点根据凸、凹凹模轮廓廓编制33B程序序；工件件的装夹夹；电火火花加工工后工件件出现变变形的解解决方法法主要教学学方法和手手段讲解例题题教具多媒体课后作业业思考题与与习题3、教材材P.1166第第21题例题一：如图所所示的冷冷冲模的的凹模型型孔，采采用数控控线切割割作精加加工，请编制切切割型孔孔的3BB程序。切切割顺序序为：AABCDEFGHA，（不考虑虑钼丝半半径和放放电间隙隙的补偿偿量）型孔部分分交点的的通一坐坐标如下下：G（-550
43、，9.7789）、E（-144.3662，16）、D（3.4420，9.3397）（假设设钼丝偏偏移量ff=0）4.3.4数控线线切割加加工工艺艺及常用用夹具、工工件的正正确装夹夹方法（）常常用夹具具及工件件的正确确装夹方方法1）线切切割常用用的夹具具 工件装装夹的形形式对加加工精度度有直接接影响。电电火花线线切割加加工机床床的夹具具比较简简单，一般是是在通用用夹具上上采用压压板、螺螺栓固定定（双丝丝压板）工件，如图4.3.24所示。2）工件件装夹时时一般要要求工件的的基准面面应清洁洁无毛刺刺。经热热处理的的工件，在穿丝丝孔内及及扩孔的的台阶处处，要清除除热处理理残余物物及氧化化皮。夹具应应具
44、有必必要的精精度，将其稳稳固地固固定在工工作台上上，拧紧螺螺栓时用用力要均均匀。 工件装装夹的位位置应有有利于工工件找正正，并应与与机床行行程相适适应，工作台台移动时时工件不不得与ZZ轴相碰碰。对工件件的夹紧紧力要均均匀，不得使使工件变变形或翘翘起。大批零零件加工工时最好好采用专专用夹具具，以提高高生产效效率。细小、精精密、薄薄壁的工工件应固固定在不不易变形形的辅助助夹具上上。3）工件件的正确确装夹方方法）工件件的找正正4） 工件的装装夹位置置及防止止工件变变形开裂裂的方法法有些工件件切割后后，尺寸总总是出现现明显偏偏差，检查机机床精度度、数控控加工的的硬件和和程序都都正常，最后才才发现是是变
45、形引引起的。常见切割工件的变形如图4.3.27所示。切缝闭闭合变形形 由于于从坯料料外直接接切入切切割凸模模时，因因材料应应力不平平衡产生生变形，如张口或闭口变形，以致影响工件加工精度。消除这种变形的方法是：在切割凸模时，应在坯料上钻出切割凸模外形起点的穿丝孔。切缝张张开变形形有时不便便于钻凸凸模外形形起点穿穿丝孔，可以改改变切割割路线及及夹压位位置，就可减减小或避避免变形形对切割割工件尺尺寸精度度的影响响。如图图中的凸凸模，若把切切割路线线改为AAKJI，按逆逆时针方方向由BBA，由于夹夹压工件件的位置置在最后后一条程程序处，所以在在切割过过程中产产生的变变形不至至于影响响凸模的的尺寸精精度
46、。未淬火火件张口口变形。如如图4.3.227c所示为为未经淬淬火的工工件，切割后后在开口口处张开开，使开口口尺寸增增大。解决决办法：用多次次切割，第一次次切割放放一定余余量，以便材材料应力力变形释释放，再精加加工切割割。或采采用分段段切割。淬火工工件切割割后开口口变小。如如图4.3.227d所所示为切切割经过过淬火的的材料，切割后后开口部部位的尺尺寸变小小。解决决办法：用多次次切割，第一次次切割放放一定余余量，以便材材料应力力变形释释放，再精加加工。或或采用分分段切割割。尖角处处开裂。如如图4.3.227e所所示为较较大的凹凹模，因内腔腔尖角处处没有较较大的工工艺圆角角R，所以当当切去内内框体积积较大时时，使材料料应力平平衡受到到严重破破坏，导致尖尖角处应应力集中中而开裂裂。解决决办法：大框形形凹模的的