第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
数控电火花线切割加工工艺与编程
数控电火花线切割加工工艺与编程数控电火花线切割加工工艺与编程是一种创新的加工方法，它利用程序控制的电脑技术，将电火花线切割机器中的电气放电机构与移动控制机构的技术结合起来，精密地切割出各种复杂形状的金属材料或非金属材料，得到高精度的加工结果。
数控电火花线切割加工工艺的基本原理是利用放电加热将工件材料熔化或蒸发掉，并通过程序精确定位和控制电极与工件的距离，在放电中加以控制，使放电的控制和定位达到高精度的加工要求。
在数控电火花线切割加工工艺中，编程是非常关键的一环。
编程就是根据图样或三维模型建立数控切割程序的过程，其核心是刀具路径的优化和控制策略的确定。
编程需要遵循一定的规范，需要根据材料属性、机床性能、刀具特性等因素进行不同的处理。
数控电火花线切割加工工艺的编程过程中，需要首先进行几何建模，将模型导入电脑，然后进行CAD图形设计，确定刀具路径和控制策略，再建立CAM加工程序，得到数控切割的参数。
在编程中，需要考虑到材料的切割性能，加工过程中的热效应，断电保护、电极磨损等问题，使切割结果达到高质量和高效率。
在数控电火花线切割加工工艺的实施过程中，还需要注意一些技术要点。
首先是清洁工件表面，以确保电极与工件之间的间隙均匀；其次是对电极进行选择和安装，这需要结合切割材料的特性和要求；另外还需要标定工件坐标系，确保程序的准确性；最后是进行切割参数的优化，这需要进行多次试切，寻找最佳的加工参数。
数控电火花线切割加工工艺与编程具有很高的自动化程度，可以极大地提高加工效率和加工质量。
在精密工件制造、零部件加工、模具制作等领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，数控电火花线切割加工工艺和编程将会不断创新和完善，为现代制造业发展起到更加重要的作用。
电火花线切割机工作原理及加工工艺制定
电火花线切割机工作原理及加工工艺制定第一节概述电火花加工又称电蚀加工或放电加工，它采用金属丝导线作为工具电极切割工件，利用工件与工具电极之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。
一、电火花线切割机工作原理电火花线切割机床的工作原理如图6-1所示。
卷绕在丝筒上的电极丝（一般快走丝线切割机用钼丝，慢走丝线切割机用黄铜丝）与高频脉冲电源的负极相接，连续地沿其自身轴线行进，并在张紧状态下由上、下导丝轮支承着通过加工区。
安装在坐标工作台上的工件接脉冲电源的正极。
工作液由喷嘴以一定的压力喷向加工区。
当脉冲电压击穿电极丝和工件之间的极间间隙时，两者之间随即产生火花放电而蚀除工件。
图百」数控电火花线切割机床工作原理圏1-X作液 2亠泵 3-酸唏 4导向轮5—工杵6—丝简『一脉冲电游呂一电扱丝9—坐标工作台10-数控装置11 一步进跑动机二、电火花加工的极性效应在电火花加工过程中，两极都会受到电腐蚀，但由于所接电源的极性不同，两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。
习惯上通常把工件接正极时的电火花加工称为正极性加工, 把工件接负极时的电火花加工称为负极性加工。
从提高生产率和减少工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，采用短脉冲精加工时，应选用正极性加工；采用长脉冲粗加工时，应选用负极性加工。
在实际生产中，极性的选择主要依靠机床参数表或通过试验确定。
三、电火花线切割机的主要加工对象1．加工模具电火花线切割机广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件，调整不同间隙补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模卸料板；挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑料模等带锥度的模具。
以及形状复杂、带有尖角的窄缝形小型凹模，可采用整体结构淬火后线切割加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。
2．加工点火化成形加工用的电极带锥度型腔加工的电极，一般穿孔加工的电极，对于用银钨、铜钨合金材料等，用线切割加工特别经济。
电火花线切割编程加工工艺及实例
切割路径规划
避免频繁换向
在切割过程中，应尽量减少电极丝换向的次数，以降低对电极丝的损耗和避免 影响切割精度。
考虑热影响
在规划切割路径时，应考虑到加工过程中产生的热量对工件的影响，合理安排 切割顺序和冷却时间。
切割速度与进给速度
切割速度选择
根据工件材料、厚度及切割质量要求选择合适的切割速度，切割速度过快可能导 致断丝或降低加工质量，过慢则影响加工效率。
电火花线切割编程加 工工艺及实例
目录
CONTENTS
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程技术 • 电火花线切割加工工艺 • 电火花线切割加工实例 • 电火花线切割加工质量与控制
01 电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
高精度加工
材料适应性强
加工复杂形状
环保节能
电火花线切割加工（ Wire Electrical Discharge Machining ，简称WEDM）是一种 利用连续移动的细金属 丝作为电极，对工件进 行脉冲放电切割的加工 方法。
加工特点
钛合金硬度大、熔点高，对切割工艺和设备要求较高。
加工工艺
选择合适的电极丝和脉冲电源，优化切割参数和冷却方式，确保钛合金零件的加工质量和 安全性。同时需注意合理选用电极丝材料和规格，以及调整工作液的成分和压力，以确保 加工过程的稳定性和切割质量的可靠性。
05 电火花线切割加工质量与 控制
加工精度与误差分析
加工精度
电火花线切割能够实现高精度的加工，其精度主要取决于机床的精度、电极丝的直径、切割速度和进给速度等因 素。
误差分析
误差来源主要包括机床误差、电极丝误差、工件装夹误差、编程误差等，通过对误差来源的分析，可以采取相应 的措施减小误差，提高加工精度。
电火花线切割编程加工工艺分析及编程实例
目录
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程基础 • 电火花线切割加工工艺分析 • 电火花线切割编程实例 • 电火花线切割加工常见问题与解决方案 • 电火花线切割技术发展趋势与展望
01
电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
电火花线切割加工是一种利用电 火花放电原理对金属材料进行切 割的加工技术。
2. 在加工前对工件材 料进行硬度检测，避 免选择过高硬度的材 料进行线切割加工。
3. 调整切割参数，如 电流、电压、速度等 ，以适应不同材料的 加工需求。
加工精度问题
详细描述：要解决加工精度问题 ，可以采取以下措施
1. 确保机床的几何精度和运动精 度良好，定期进行机床维护和校 准。
2. 在编程时仔细核对工件图纸， 确保加工路径和参数设置正确。
1. 选择合适的电极丝和加 工参数，以适应不同材料 的加工需求。
3. 控制工件材料表面的清 洁度，去除油污、锈迹等 杂质，以提高加工表面的 质量。
2. 在加工过程中保持稳定 的电极丝张趋势与展 望
高精度、高效率加工技术
加工精度
随着电火花线切割技术的不断发展， 加工精度不断提高，能够满足高精度 、高标准加工要求。
特点
高精度、高效率、低损耗、加工 表面质量好、可加工复杂形状工 件等。
加工原理
01
02
03
电火花放电
在电极丝和工件之间施加 高电压，通过电火花放电 将工件材料蚀除。
工作液循环
工作液在电极丝和工件之 间不断循环，带走电火花 产生的热量和蚀除的材料 。
切割过程
电极丝按照预定轨迹进行 移动，实现对工件的切割 。
工件固定与定位
线切割编程
3) J的确定 圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影 方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将 圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的 和。如在图6-5(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所 示，J=|J1|+|J2|+|J3|。 4) Z的确定 加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、 R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共 有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、 NR4，具体可参考图6-6。
线切割程序与其它数控机床的程序相比，有如下特点： (1) 线切割程序普遍较短，很容易读懂。 (2) 国内线切割程序常用格式有3B(个别扩充为4B或5B)
格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍采用ISO格式，快走 丝机床大部分采用3B格式，其发展趋势是采用ISO格式(如 北京阿奇公司生产的快走丝线切割机床)。
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1. 直线的3B代码编程 1) x，y值的确定 (1) 以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x， y表示直线终点的坐标绝对值，单位为μm。 (2) 在直线3B代码中，x，y值主要是确定该直线的斜率， 所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为 x，y的值，以简化数值。 (3) 若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x，y均可 写作0也可以不写。
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Y
L2
L1
Y L2
X
L3
L4
(a)
L3
L1
X
L4
(b)
图6-4 Z的确定
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综上所述，图6-2(b)、(c)、(d)中线段的3B代码如 表6-2所示。
电火花线切割加工工艺
在电火花成型加工中，脉冲间隔的变化对加工表面粗糙度影 响不大。在线切割加工中，在其余参数不变的情况下，脉冲 间隔减小，线切割工件的表面粗糙度数值稍有增大。这是因
为一般电火花线切割加工用的电极丝直径都在0.25 mm以下， 放电面积很小，脉冲间隔的减小导致平均加工电流增大，由
于面积效应的作用，致使加工表面粗糙度值增大。
分析图纸
准 备工 作 环 节
电极丝准备
上
丝
垂 直度 校 核
工件准备 打 穿丝 孔 工 件装 夹
电极丝定位
编程
工艺分析 选 择工 艺 基 准 确 定切 割 路 线 编 写加 工 程 序
加工
图 线切割加工的步骤
检验 加工时间 加工精度 表 面粗 糙 度
3.3.2 线切割编程
目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编程功能，即可 以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。
及加工较厚工件时取较大的放电峰值电流。
放电峰值电流不能无限制增大，当其达到一定
临界值后，若再继续增大峰值电流，则加工的稳定性变差，
加工速度明显下降，甚至断丝。
2．脉冲宽度ti
增大脉冲宽度ti，线切割加工的速度提高，表面粗糙
度变差。这是因为当脉冲宽度增加时，单个脉冲放电能量
增大，放电痕迹会变大。同时，随着脉冲宽度的增加，电
例如，加工精密小零件时，精度和表面粗糙度是主要指标，加 工速度是次要指标，这时选择电参数主要满足尺寸精度高、表 面粗糙度好的要求。
加工中、大型零件时，对尺寸的精度和表面粗糙度要求低一些， 故可选较大的加工峰值电流、脉冲宽度，尽量获得较高的加工 速度。
此外，不管加工对象和要求如何，还需选择适当的脉冲间隔， 以保证加工稳定进行，提高脉冲利用率。线切割程序与其它数控床的程序相比，有如下特点：
数控电火花线切割编程
免执行命令时混淆。
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
2.X、Y坐标值
线切割编程X、Y、J 基本单位是微米
（1）加工直线 坐标原点移至加工直线起点，X、Y是直线
终点的坐标值。
Y
Y AB
BA（1.2,01） X:1200 Y:01000
O O
X X
图6-3 直线X、Y坐标值
数控电火花线切割编程
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
5.加工指令 Z （1）直线加工指令按直线走向和终点所在象限分别用 L1、L2、L3、L4表示；与坐标轴相重合的直线，根据进 给方向，其加工指令可按图6-9选取。
图6-9 直线加工指令
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
数控电火花线切割编程
工程实训
数控电火花线切割编程
数控电火花线切割编程： 把要加工的图形，用机器所能接受的“语言”编排 好“指令”，去控制机床进行加工。
线切割加工编程的语言： ISO格式 B代码格式
3B代码 4B代码 5B代码
线切割编程的方法： 手工编程和计算机自动编程
手工3B代码编程
数控电火花线切割编程
一、坐标系 线切割编程的坐标系有两种：标准坐标系和增量坐标系。
1.标准坐标系
标准坐标系遵循右手笛卡尔坐标系法则。坐标原定固定不来自。YCAB
A（1.2,1） B（2.5,1） C（3.7,1.8）
O
X
图6-1 标准坐标系
数控电火花线切割编程
一、坐标系 线切割编程的坐标系有两种：标准坐标系和增量坐标系。
二、3B代码编程
电火花线切割加工技术详解
电火花线切割加工学问目标把握电火花线切割加工的原理、特点及应用；了解电火花线切割加工的根本工艺规律；电火花线切割加工机床的组成及各局部的功用。
技能目标把握电火花线切割加工机床的构造；学会电火花线切割加工的手工编程；把握线切割加工工艺及应用。
任务一小批量零件的线切割加工任务描述图2-1-1 所示的零件，需加工出异形型腔，共数百件。
如何通过线切割加工的方式来实现此批零件的加工？图2-1-1 异形型腔的加工示意图任务分析很多类型的工件〔如高精度要求的花键孔、特别的异形刀具、航空航天所用的试制零件等〕由于生产批量小、硬度高，过去承受机械加工，通常用特制的拉刀在拉床上加工而成，而拉刀本钱格外高，因此对于高硬度、带有斜度的工件很难适用。
在这种状况下承受慢速走丝线切割进展加工，可以极为便利地满足加工要求。
学问预备一、电火花线切割加工的原理、特点及应用随着电火花加工技术的进展，在成形加工方面逐步形成两种主要加工方式：电火花成形加工和电火花线切割加工。
电火花线切割加工〔wire cut EDM，简称WEDM〕自20 世纪50 年月末产生以来，获得了极其快速的进展，已逐步成为一种高精度和高自动化的加工方法，在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和周密简单零件的加工等方面获得了广泛应用。
目前电火花线切割机床已占电加工机床的60％以上。
1.电火花线切割加工的进展电火花线切割加工历经半个多世纪的进展，已经成为先进制造技术领域的重要组成部分。
电火花线切割加工不需要制作成形电极，能便利地加工外形简单、大厚度的工件，且工件材料的预加工量少，因此在模具制造、产品试制和零件加工中得到了广泛应用。
尤其是进入20 世纪90 年月后，随着信息技术、网络技术、航空和航天技术、材料科学技术等高技术的进展，电火花线切割加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向进展。
我国上海仪表工程师于 20 世纪60 年月独创的特种快速走丝电火花加工机床，经过30 多年的进展和完善，现已成为模具加工不行缺少的装备，也是中国模具生产企业装备数量最多的电火花加工机床。
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L
3
G′H′ B
0
B 40200 B 40200 G Y
L
4
H′B′ B 40100 B
0
B 40100 G X
L
1
B′A′ B
0
B 2900 B
2900
GY
L
4
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
例6.3 用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割 加工程序，已知电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙 为0.01 mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E－ D－C－B－A－E－O。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
&6.1电火花线切割3B编程
1.直线3B程序编写 2.圆和圆弧3B程序编写 3.习题
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
准 备工 作 环 节
分 析图 纸
电 极丝 准 备
上
丝
垂 直度 校 核
工 件准 备 打 穿丝 孔 工 件装 夹
A′B′ B
0
B
0
B
2900
GY
L
2
B′C′ B 40100 B
0
B 40100 G X
L
1
C′D′ B
0
B 40200 B 40200 G Y
L
2
D′E′ B
0
B
0
B 20200 G X
L
3
E′F′ B 19900 B 100 B
40000 G Y
SR
1
F′G′ B 20200 B
0
B 20200 G X
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
SR2
Y SR1
SR3
X SR4
(a)
Y
NR2
NR1
NR3
X NR4
(b)
图6-6 Z的确定
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
例6.1 请写出图6-7所示轨迹的3B程序。
Y
A(30 , 40)
Y
J2
J1
A(30 , 40)
J1 J4
J2
J3
X B(40 , － 30)
G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。 计数方向的确定以45°线为界，取与终点处走向较平行的轴 作为计数方向，具体可参见图6-3(c)。
B(xe , ye)
Y y＜ x
取 G＝ Gx
A
J＝ x
X
Y
A J＝ y
X
y＞ x 取 G＝ Gy
Y
Gx
Gy
Gy
Gx
Gx X
Gy
B(xe , ye)
(a)
图6-3 G的确定(b)
2. 圆弧的3B代码编程 1) x，y值的确定 以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y 表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为μm。如在图6-5(a)中， x=30000，y=40000；在图6-5(b)中，x=40000,y=30000。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
Y
J1
A(30 , 40)
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
3) J的确定 圆弧编程中J的取值方法为：G=Gx，则将圆弧向X轴 投影；若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。 J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的和。如在图6-5(a)、 (b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。 4) Z的确定 加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、 R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共 有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、 NR4，具体可参考图6-6。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
表6-3 圆弧EF和E′F′特点比较表
起点
圆弧 EF
E
圆弧 E′F′ E′
起点所在象限 X 轴上
第一象限
圆弧首先进入象限 第四象限 第一象限
圆弧经历象限 第二、三象限 第一、二、三、四象限
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
(2) 计算并编制圆弧E′F′的3B代码。在图6-8(b)中，最难编 制的是圆弧E′F′，其具体计算过程如下：
1
EO
B
3900 B
0
B 3900 G X L
3
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
习题
1．若线切割机床的单边放电间隙为0.02 mm，钼丝直径 为0.18 mm，则加工圆孔时的补偿量为( )。
A) 0.10 mm
B) 0.11 mm
C) 0.20 mm
D) 0.21 mm
2．用线切割机床不能加工的形状或材料为( )。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
例6.2 用3B代码编制加工图6-8(a)所示的线切割加工 程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm，单 边放电间隙为0.01 mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿 A—B—C—D—E—F—G—H—A进行。
GF H
B
A 80
ED R20
C
3
40
G
F
E
表6-5 切割轨迹3B程序
OE
B
3900 B
0
B 3900 G X L
1
ED
B 10100 B
0
B 14100 G Y NR
3
DC
B 16950 B
0
B 16950 G X L
1
CB
B
0
B 6100 B 12200 G X NR
4
BA
B 16950 B
0
B 16950 G X L
3
AE
B
8050 B 6100 B 14100 G Y NR
B(－ 40 , － 30)
X
由 于 y＜ x G＝ Gy
(a)
Y
J2
J1
A(30 , 40)
X
B
由 于 y＞ x G＝ Gx
J3(－ 40 , － 30)
(b)
Y
Gx
Gy
Gy X
Gx
(c)
J2
J3
图6-5 圆弧轨迹
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
2) G的确定 G用分Gx和Gy。方法是：以某圆心为原点建立直角坐 标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。 由上可见，圆弧计数方向与直线刚好相反，具体可参见 图6-5(c)。
边放电间隙为0.01 mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿
A—B—C—D—E—F—G—H—A进行。
？
GF H
B
A 80
ED R20
C
3
40
G
F
E
D
H
B
A
C
(a) 零 件 图
(b) 钼 丝 轨 迹 图
图 线切割切割图形
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
6.1 电火花线切割编程
前面讲过线切割加工的具体特点及其线切割加工的 工艺规律，在具体加工中一般按图 所示步骤进行。
(a)
X
B(40 , － 30)
J3
J4
(b)
Байду номын сангаас
图6-7 编程图形
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
解 对图6-7(a)，起点为A，终点为B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000
故其3B程序为： B30000 B40000 B130000 GY NR1 对图6-7(b)，起点为B，终点为A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000 故其3B程序为： 40000 B30000 B170000 GX SR4
电 极丝 定 位
编程
工 艺分 析 选 择工 艺 基 准 确 定切 割 路 线 编 写加 工 程 序
加工
检验 加工时间 加工精度 表 面粗 糙 度
图6-1 线切割加工的步骤
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
问题提出： 用3B代码编制加工图 (a)所示的线切割加工
程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm，单
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
圆弧E′F′首先在第一象限顺时针切割，故加工指令 为SR1。
由上可知，圆弧E′F′的3B代码为
E′F′ B 19900 B 100 B
40000 G Y
SR
1
(3) 经过上述分析计算，可得轨迹形状的3B程序， 如表6-4所示。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例 表6-4 切割轨迹3B程序
(a)
(b)
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
综上所表述6，-2图36B- 代码
2直(线b)、(c)B、(d)中X线段的3BB代码如Y
表CA6-2所示B 。 1
B
1
B
J
G
Z
B
100000
Gy
L3
AC
B
1
B
1
B
100000
Gy
L1
BA
B
0
B
0
B
100000
Gx
L3
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
R40
B
R40
O A
100
210
10
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例