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1、内容提要：本篇首先从电火花加工的概念和特点入手，简要介绍电火花线切割的加工原理、特点及加工设备。然后，讲述数控线切割编程技术，分别介绍B代码和G代码两种格式线切割程序的编制技巧及其运用，并通过典型线切割控制器和高频脉冲电源的操作，深入讲解控制器的操作方法和脉冲电源电参数的选择。然后，详细介绍线切割加工工艺的一般规律及切割加工前的各项准备工作。电火花线切割概述数控线切割编程技术线切割控制器和高频脉冲电源的操作线切割加工基本工艺第1页/共29页1.什么叫特种加工2.特种加工与传统切削加工的区别3.特种加工的分类有那些4.什么叫电火花加工第2页/共29页第一章 电火花线切割概述第3页/共29页n学习
2、指南：了解电火花加工的概念及其优缺点。了解电火花加工的分类与发展概况。理解电火花加工过程。理解极性效应，了解金属材料对电蚀量的影响。理解线切割加工的原理，了解其运用范围及特点。结合实地参观，熟悉线切割的加工设备。第4页/共29页1.1 电火花加工的概念和特点1.1.1 电火花加工的基本概念 电火花电加工又称放电加（Electrical Discharge Machining 简称 EDM）。是在加工过程中，使工具（电极）和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时产生的局部、瞬时的高温（600010000摄氏度）将金属蚀或汽化下来。这种利用火花放电时产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火
3、花加工。第5页/共29页n1.1.2 电火花加工的特点 a.优点：1 适合于难切削材料的加工；2 可以加工特殊及复杂形状的零件；3 易于实现加工过程自动化；4 可以改进结构设计，改善结构的工艺性。b.缺点：1电火花加工生产效率低；2被加工的工件只能是导体；3存在电极损耗；4加工表面有变质层；5加工过程必须在工作液中进行。第6页/共29页电火花加工机床型号规格D 71 32机床工作台宽度（以cm表示）电火花穿孔、成形加工机床电加工机床（如为数控电加工机床，则在D后加K）nD K 77 25？第7页/共29页1.2 电火花加工的分类与发展概况1.2.1电加工的分类类别工艺方法特点用途备注1电火花穿
4、孔成形加工1.工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动；2.工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面和相应的形状。1.穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形加工孔及微孔等；2.型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件。约占电火花机床总数的30%，典型机床有D7125、D7140等电火花穿孔成型机床。2线切割加工1.工具电极为顺电极丝轴线方向移动着的丝状电极；2.工具与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动。1.切割各种冲模和具有直纹面的零件；2.下料、截割和窄缝加工。约占电火花机床总数的60%，典型机床有DK7725、DK7740数控电火花线切割机床。第8页/共29页续表
5、类别工艺方法特点用途备注3电火花穿孔、外圆和成形模削1.工具与工件有相对的旋转运动；2.工具与工件间有径向和轴向的进给运动。1.加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等；2.加工外圆、小模数滚刀等。约占电火花机床总数的3%，典型机床有D6310电火花小孔内圆磨床等。4电火花同步共轭回转加工1.成形工具与工件均匀作旋转运动，但二者角速度相等或成整倍数，相对应接近的放电点可有切向相对运动速度；2.工具相对工件可作纵、横向进给运动。以同步回旋、展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的
6、内、外回转体表面等。约占电火花机床总数不足1%，典型机床有JN2、JN8内外螺纹加工机床。5电火花高速小孔加工1.采用细管（0.3mm）电极，管内冲入高压水基工作液；2.细管电极旋转；3.穿孔速度很高（3060mm/min）1.线切割穿丝预孔；2.深径比很大的小孔，如喷嘴等。约占电火花机床总数的2%，典型机床有D703A电火花高速小孔加工机床。6电火花表面强化、刻字1.工具在工件表面上振动，在空气中放火花；2.工具相对工件移动。1.模具刃口，刀、量具刃口表面强化和镀覆；2.电火花刻子、打印记。约占电火花机床总数的2%1%，典型设备D9105电火花强化机等。第9页/共29页1.2.2电火花加工的
7、发展概况1.国外电火花加工的发展 1943年，前苏联科学家拉扎林柯夫妇从开关触点遭火花放电而腐蚀损坏的现象中得到启发，发明了人类第一台电火花机床。目前计算机技术的广泛应用，使得电火花加工实现了数控化和无人化。美国、日本等地的一些电火花加工设备生产公司依靠其精密机械制造的雄厚实力，通过两轴、三轴及多轴数控系统、自动交换系统及采用多方向伺服的平动、摇动方案，生产出多品种高精度的数控电火花机床。如今，在国际上，电火花加工可以加工大至数十吨重的模具和零件，小至只有几微米的小孔。第10页/共29页n2.我国电火花加工的发展 20世纪50年代初期，开始研究和试制，成功研制出电火花穿孔机；60年代初，中国科
8、学院电工研究所成功研制出我国第一台模仿形电火花线切割机床，为我国在冷冲模上开辟了“钢打钢”的新工艺；60年代末，上海电表厂张维良工程师在阳极切割的基础上发明了我国独有的高速走丝线切割机床；第11页/共29页70年代随着电火花工艺装备的不断进步，电火花型腔模具成型加工工艺成熟。切割厚度不断增加，加工精度也不断提高；80年代以计算机技术飞速发展，电火花加工也引进了数控技术和电脑编程技术，特别是1998年北航海尔（北京航空航天大学海尔集团）共同开发推出的CAXA线切割软件以来，使编程工作变得更简便，迅速，提高工作效率。在电火花技术方面，虽然我国在某些方面具有特色，但与国际先进水平相比，尚有很大差距（
9、如数控系统，沙迪克就是日本一个很有名气的系统），有待于我们去努力赶超。第12页/共29页1.3 电火花加工的基本原理n电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。第13页/共29页第14页/共29页电火花加工的微观过程火花放电时，电极表面的金属究竟是怎样被蚀除下来的，这一微观的物理过程也就是电火花加工的物理本质，或称机理。从大量实验资料来看，每次电火花腐蚀的微观过程是电场力、磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程。这一过程大致可以分为以下四个连续阶段：v 极间介
10、质的电离、击穿，形成放电通道。v 介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀。v 电极材料的抛出。v 极间介质的消电离。第15页/共29页1.4 电火花加工的基本规律1.4.1 极性效应 所谓极性效应就是电火花加工中，由于正负极性不同，而产生彼此电蚀量不一样现象。第16页/共29页1.4.2 金属材料热学物理常数对电蚀量的影响所谓热学常数是指熔点、沸点（气化点）、热导率、比热容、熔化热、气化热等如表为几种常用材料的热学物理常数。各种金属材料电火花加工的难易程度依次为：钨、铜、银、钼、铝、钽、铂、铁、镍、不锈钢、钛。热学常数材 料钢铜钨石墨熔点/oC1535108334103727沸点/oC30002
11、59559304830传温系数0.1501.1790.5680.217比热容695.0393.56154.911674.7导热系数0.8163.9981.7000.800第17页/共29页1.5 电火花线切割的原理、应用范围及特点电火花线切割概念：电火花线切割加工是电火花加工的一种工艺形式，是用线状金属作为工具电极，与工件电极产生火花放电，从而对工件轮廓进行切割的一种加工方法。第18页/共29页n1.5.1电火花线切割加工原理 线切割加工用的电极是一根很细小（0.100.25mm）、很长（几十至上百米）的金属丝（钼丝、铜丝等）。不断运动的电极丝与工件之间产生火花放电，从而将金属蚀除下来，实现轮
12、廓切割。下面是线切割示意图：第19页/共29页线切割示意图第20页/共29页1.5.2 线切割加工特点n采用水或水基工作液（我们通常用的是乳化液，它是5%15%的乳化油和水的混合物（磺酸钡），电火花加工用的是煤油易燃），不会引燃起火，实现了无人运行的安全性。工件厚用稀的乳化油水溶液。n电极线状结构，节省了设计、制造成型工具电极费用低，缩短辅助生产时间。n电极细小，可以加工窄缝及复杂形状零件，蚀除量少，对贵重金属的加工节省费用。n采用长电极丝不断运动的加工方法，使单位长度电极丝的损耗小，保证加工精度。第21页/共29页1.5.3 运用范围试制新产品加工模具加工特殊材料（如油钢，铬钢）第22页/共29页 试制新产品第23页/共29页 加工模具 第24页/共29页1.6 电火花线切割加工设备1.6.1 机床主要构件床身工作台走丝机构（快走丝、慢走丝）丝架工作液循环系统脉冲电源主机（控制器、电源箱、操作面板）第25页/共29页第26页/共29页作业1.什么是特种加工，它与切削加工的区别是什么？2.什么是电火花加工？特点是什么？第27页/共29页3.线切割加工的特点是什么？4.线切割加工的原理是什么？5.什么是极性效应？6电火花切割机床由哪几部分组成？第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页