浅谈数控电火花线切割的课堂教学
数控 电火花 线切割
放电峰值电流对工艺指标的影响
放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕 迹增大，故切割速度迅速提高，表面粗糙度数值增 大，电极丝损耗增大，加工精度有所下降。因此第 一次切割加工及加工较厚工件时取较大的放电峰值 电流。
工件接在脉冲电源的正极，电极丝接负极 。
种类
快走丝：走丝速度 8～10m/s，往复运动（我国独创） 慢走丝：走丝速度＜ 0.2 m/s，单向运动
2电火花线切割加工特点
• （1）加工对象不受硬度的限制，可用于一般切削方法 难以加工或者无法加工的金属材料和半导体材料，特别 适合淬火工具钢、硬质合金等高硬度材料的加工；但无 法加工非金属导电材料。
为了实现锥度加工，最常见的方法是在上 丝架的上导轮上加两个小步进电动机，使上丝 架上的导轮作微量坐标移动(又称U、V轴移动)， 其运动轨迹由计算机控制。
②线切割机床控制系统（7.1）
• 控制系统在电火花线切割加工中起着重要作用，具体体 现在两方面：
• (1) 轨迹控制作用。它精确地控制电极丝相对于工件
• 一、线切割加工的主要工艺指标 • 二、电参数对工艺指标的影响 • 三、非电参数对工艺指标的影响 • 四、合理选择电参数
一、主要工艺指标
– 线切割速度（mm2/min）：在保证一定的表面粗糙度的切割过程 中，单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积的总和。 最高切割速度是指在不计切割方向和表面粗糙度等条件下，所能 达到的最大切割速度。 高速走丝：切割速度 20～180mm2/min，切割效率20mm2/(min.A) 低速走丝：切割速度 20～240mm2/min 切割效率：每安培电流的切割速度（ mm2/min A）
《电火花线切割加工技术》课程标准
《电火花线切割加工技术》课程标准学时:72学分：4适用专业及学制：三年制、模具制造技术专业、数控技术应用、全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质本课程贯彻“项目引导、任务引领”的设计思路，在具体教学过程中，以生产岗位的实际项目为课题内容展开，再施以具体的学习任务，每个任务都有必须的理论与技能知识点，而后层层落实，做到理论与实践的有机结合。
三、课程教学目标随着电火花加工技术的日益发展与普及，急需大量高素质的能够操作电火花机床，进行模具零件加工的操作工。
基于此，学生必须掌握电火花机床的加工操作技能，提高动手能力，培养职业技术素质，增强就业能力和工作能力。
1.知识目标（1）熟练掌握电火花加工工种的工艺分析方法和操作技能，达到中级工水平；（2）了解其它常见机加工工种的工艺分析方法，具有相关工种的一般操作技能；（3）能对所使用的设备进行日常维护和保养，能识别并合理分析所用设备的常见故障；（4）能综合运用机械制造的相关知识，具备对机制产品质量进行检验、分析、和控制的初步能力；（5）具有较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识。
2.能力目标（1）能看懂电火花线切割加工机床的工作原理图，技术参数；（2）能掌握数控电火花成型加工机床和数控电火花线切割机床的结构组成特点；（3）基本操作、日常维护保养、简单故障和加工中不正常现象的排除方法；（4）能用电火花机床加工出合格零件；（5）能熟练地使用机床的全部功能，完成中等复杂程度零件的加工；（6）能在现场分析、处理工艺及程序问题的能力，达到中级工的技能标准3.素质目标（1）培养学生认真细致的学习态度和科学的求学态度，注重动手；（1）培养学生强烈的责任心和良好的敬业精神；（3）培养学生具有互助合作的精神。
4.具体各模块教学目标（1）能掌握电脉冲机床的工作原理、技术参数；（2）会使用机床的操作面板；（3）会对机床进行日常维护和保养；（4）知道零件加工的工艺；（5）会设计电极形状，选择电极的材料；（6）会编制零件的加工程序。
电火花线切割
电火花线切割加工
授课人：孙伟航
第三章 电火花线切割加工
3.1电火花线切割原理及特点
目 3.2电火花线切割机床和基本结构
3.3电火花线切割控制系统和编程技术
录
3.4 影响电火花线切割工艺指标的因素
3.5 电火花线切割加工工艺及其扩展应用
第三章
电火花线切割加工
电火花线切割加工，有时又称线切割 。其基本工作原理是利用连续移动的细 金属丝（称为电极丝）作电极，对工件 进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型 。
第三章 电火花线切割加工
线切割技术特点
（1）加工中不存在显著的机械切屑力，无论工件硬度 和刚度如何，只要是导电或半导电的材料都能进行加工 但无法加工非金属导电材料。 （2）可以加工小孔和复杂形状零件，但无法加工盲孔 （3）电极丝损耗小，加工精度高。 （4）加工时产生的切缝窄，金属蚀除量少，有利于材 料的再利用。
第三章 电火花线切割加工
1、用示波器观察和分析加工状态。
• 它不仅直观而且还可以测量脉冲电源的各种电参数。
第三章 电火花线切割加工
第三章 电火花线切割加工
2、用电压表和电流表观察分析加工状态
• 调节变频进给旋钮，使电压表和电流表的指 针摆动最小（最好不动），即处于较好的加 工状态
第三章 电火花线切割加工
直线(斜线) LI L2 L3 L4 顺圆 SRI SR2 SR3 SR4 逆圆 NRI NR2 NR3 NR4
第三章 电火花线切割加工
（1）直线加工指令
Y
L2
L1
O
x
L3
L4
第三章 电火花线切割加工
（1）直线加工指令特例
Y
当直线位于Y轴 正向上记作L2
第三章数控电火花线切割加工
机床本体
电源
进给伺 服系统
工作液 系统
第二节 电火花线切割典型设备及其组成部 分
1、机床本体
机床 本体
机床本体参 看书上图3-9
床身
工作台
运丝 机构
丝架
第二节 电火花线切割典型设备及其组成部 分
⑴、工作台。
工作台可分别作XY方向运动，移动距离精度达 0.001mm。
⑵、运丝机构。
电机带动储丝筒作正反交替转动，线速度 （钼丝、7～10m/s）分高速、低速（铜丝、＜ 0.2m/s）两种。
第二节 电火花线切割典型设备及其组成部 分
2、脉冲电源
高频单向脉冲电压，工件接正极，极丝接 负极？
3、进给伺服系统工作液系统参考电火花加工
电机带动储丝筒作正反交替转动，线速度分 高速（钼丝、7～10m/s）、低速（铜丝、＜ 0.2m/s）两种。
第三节 数控电火花线切割加工工艺 及基本规律
一、数控电火花线切割的工艺指标
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按章操作莫乱改，合理建议提出来。2020年9月下午 12时58分20.9.2812:58September 28, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年9月28日 星期一 12时58分53秒 12:58:5328 September 2020
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雪怕太阳草怕霜，办事就怕太慌张， 绊人的 桩不在 高，违 章的事 不在小 。下午12时58分53秒 下午12时58分12:58:5320.9.28
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人有改善的能力，事事有改善的余地 。12:58:5312:58:5312:589/28/2020 12:58:53 PM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.9.2812:58:5312:58Sep-2028- Sep-20
数控电火花线切割实践教学探讨
１ 强 工 艺 实 践教 学 的 内容 。在 数 控 电火 花线 切 ． 加 割 实 践 教 学 内 容 上 ，很 多 老 师 的授 课 思 路 是 ：基 本 知 识一 程 序 编 程 — — 演 示 操 作— — 学 生 上 机 实
１ ． 方 法 和 工 艺 分 析 的教 学 欠 缺 。工 艺 方 法 及 工艺 分 析 一 直 是 工 业 制 造 中最 重 要 的 组 成 部 分 。 在 数 控 电 火 花 线 切 割 的加 工 中 ，工 艺 方 法 是 决 定 产 品 质 量 的 重 要 因 素 之 一 。 由于 重 设 计 、轻 工艺 的 观 念 一 直 存 在 于 中 国 的 制 造 业 ．导 致 了学 校 教 学 也 出现 了 重 设 计 轻 工 艺 的 现 象 ：在 教 学 中对 工 艺 方 法 的讲 解 不 到 位 、对 工 艺 分 析 不 透 彻 等 。学 生 只 要 把 零 件 加 工 方 法 设 计 出 来 并 加 工 完 毕 ，就 算 完 成 实 习 任 务 了 。 至 于做 出 的 产 品 是 否精 致 、是 否 美 观 就 另 当 别 论 了 ， 常 常 是 形 像 而 实 不 像 。这 样 的教 学 方 法 对 学 生 的 工
竺
花 线切 割实践 教 学探讨
茂 名 学 院 机 电 工程 学 院 崔 娟 施 维
【 摘
要】笔者结合 多年来 实践教学的经验和体会 ，从 工艺方法及 工艺分析、基 础知识 的拓展 、创 新思维和 一
创 新能力的培养等方面 ，阐述 了数控 电火花 线切割 实践教 学的重要性 ，并其教学方法作 了深入地探 究。
作 品 的外 观 粗 糙 、不 尽 人 意 。笔 者 在 教 学 中 ，也 曾 发 现 有 些 学 生 由 于 在 数 控 电 火 花 线 切 割 加 工 零 配 件
数控电火花线切割加工技术培训教程
谢谢观看
数控电火花线切割加工是实践性与理论性都很强的一门技术，技术工人既要掌握电火花线切割工艺方面的知 识，又要充分熟悉数控电火花线切割机床的功能，还要熟练运用自动编程CAD/CAM软件。为适应数控技术现代化 的要求，作为一名合格的数控电火花线切割机床技术工人，要全面掌握所需的专业知识。数控电火花线切割领域 的技术工人、编程员急切希望提高自己的技术水平，企业也急需培养一批能够熟练掌握数控编程、操作和维护的 应用型技术人才。针对以上现状，编写了这本《数控电火花线切割加工技术培训教程》。
数控电火花线切割加工技术培训教程
化学工业出版社；第1版出版的书籍
01 内 序言
《数控电火花线切割加工技术培训教程》是2008年化学工业出版社;第1版出版的一本图书。
内容简介
《数控电火花线切割加工技术培训教程》与数控电火花线切割加工的实际操作相结合，详细介绍了数控电火 花线切割加工技术基础、数控高速走丝电火花线切割加工技术、数控低速走丝电火花线切割加工技术等相关内容。 《数控电火花线切割加工技术培训教程》采用流程化的讲解方式，以典型的数控电火花线切割机床为例进行剖析， 精选了典型的数控电火花线切割加工实例，重点介绍数控电火花线切割工艺、编程及操作，使读者能够系统掌握 数控线切割加工技术。《数控电火花线切割加工技术培训教程》取材新颖，对实际操作技能做了详尽的讲解，并 融入了大量的企业生产实际经验，具有较强的指导性和实用性。
数控电火花线切割加工
6.3.2工件的装夹与调整
1、工件的装夹
装夹工件时，必须保证工件的切割部位位于机床工作台纵向、横向进给的允许围之，避免超出极限。同时应考虑切割时电极丝运动空间。夹具应尽可能选择通用（或标准）件，所选夹具应便于装夹，便于协调工件和机床的尺寸关系。在加工大型模具时，要特别注意工件的定位方式，尤其在加工快结束时，工件的变形、重力的作用会使电极丝被夹紧，影响加工。
2nd
C722
H124
60
1.0
6.0～7.0
3 rd
C752
H114
60
0.7
9.0～10.0
4th
C782
H109
60
0.3
9.0～10.0
40
1st
C433
H178
34
7.5
1.2～1.5
2nd
C723
H128
60
1.5
5.0～6.0
3rd
C753
H113
65
1.1
9.0～10.0
4th
C783
图6.10目测法调整电极丝位置
（2）火花法
如图6.11所示，移动工作台使工件的基准面逐渐靠近电极丝，在出现火花的瞬时，记下工作台的相应坐标值，再根据放电间隙推算电极丝中心的坐标。此法简单易行，但往往因电极丝靠近基准面时产生的放电间隙，与正常切割条件下的放电间隙不完全相同而产生误差。
图6.11火花法调整电极丝位置
1、电极丝的选择
电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性,抗拉强度高、材质均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝和包芯丝等。钨丝抗拉强度高，直径在(0.03～0.1mm)围，一般用于各种窄缝的精加工，但价格昂贵。黄铜丝适合于慢速加工，加工表面粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，但抗拉强度差，损耗大，直径在0.1～0.3mm围，一般用于慢速单向走丝加工。钼丝抗拉强度高，适于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在0.08～0.2mm围。
电火花线切割
（2）正确选择穿丝孔、进刀线和退刀线 穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点， 同时也是程序执行的原点，所以穿丝孔应选 择在容易找正、并在加工过程中便于检查的 位置。为保证加工精度，穿丝孔的位置应设 置在工件上，一般为基准点位置。 而在设置进刀线及退刀线时应注意不与 轮廓第一条边重合、不与第一条边夹角过小 或距离过近，最好是通过工件的中心线。
4．编制加工程序
线切割程序编制可采用手动或电脑自动编程，无论采用那种 方法进行编程均应对以下几个方面进行充分考虑： （1）配合间隙 在对有配合间隙要求的工件（如冲模的凸凹模）进行切割时， 在编程时应把配合间隙值考虑在程序中。 （2）过渡圆 为了提高切割工件的使用寿命，在工件的几何图形交点，特 别是小角度的拐角处应加上过渡圆，其半径一般在0.1-0.5mm范 围内。 （3）起割点和切割路线 起割点一般选择在工件几何图形的拐角处，或容易将凸尖 修去的部位。切割路线的确定以防止或减少工件变形为原则。
（2）电极丝
高速走丝机床的电极丝是快速往复运行 的，在加工过程中要反复使用。这类电极丝主 要有钼丝、钨丝和钨钼丝。低速走丝线切割机 床一般用黄铜作电极丝，电极丝作单向低速运 行，用一次就作为废料回收，不必用高强度和 耐损耗的钼丝。电极丝直径过大或过小对加工 速度的影响较大。电极丝的走丝速度影响切割 速度，这是因为随着走丝速度的提高，使工作 液易被带入放电间隙，改善间隙状态。 但是工艺条件确定后，切割速度的提高 是有限的。
四、数控线切割技术的发展趋势
1.切割速度、加工精度、表面粗糙度、复 杂度的进一步提高；
mm 2 低速目前最高切割速度：300 min
高速最高切割速度可达：260
mm 2
min
2.线切割机床逐步形成产品的系列化、标 准化和通用化，向大型、精密、高效率、多功 能及自动化等方向发展。
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第2期 2012年2月
现 代 阅 读
MODERN READING
NO.2
February.2012浅谈数控电火花线切割的课堂教学
李 萌
（大连市轻工业学校）
【摘要】在数控电火花线切割的课堂教学中，针对不同的内容，应采用适当的教学方法。
以新颖新奇的知识牵动学生的好奇心，调动学生积极性，不断引导学生思考问题，寻找解决问题的方法。
笔者通过对以往教学的反思，在本文中对数控电火花线切割的课堂教学难点进行了一番探讨。
【关键词】数控电火花线切割 课堂教学
【中图分类号】G710 【文献标识码】A 【文章编号】1673—8497（2012）02—0032-01
数控电火花线切割加工作为特种加工的一支，现已成为模具和工具行业不可缺少的重要加工方法，并向着精密化、智能化方向发展，同时也成为设计制造中实现奇思妙想所不可或缺的工艺方法。
而作为中职学校数控模具专业开设的一门专业技能课，数控电火花线切割由于其理论性强，内容深奥，对于基础知识相对较为薄弱的中职在校生而言，掌握起来有一定的难度。
笔者通过对以往教学的反思，在本文中对数控电火花线切割的课堂教学难点进行了一番探讨。
一、绪论部分的讲解
传统的绪论讲解无非是照本宣科，枯燥乏味。
而中职学生对于无趣内容的忍耐度是非常低的。
为了更好的调动学生上课的积极性，使他们对数控电火花线切割产生学习兴趣，笔者采用“讲故事”的方法作为绪论部分的引入。
冬天脱毛衣时的静电，夜晚拉电闸时的电弧，雨天的雷鸣闪电，这些日常生活中常见的现象吸引了学生的注意力，使他们产生了好奇心，积极讨论。
接着由富兰克林的风筝讲到英国科学家普里斯特利，再由普里斯特利讲到苏联科学院士拉扎连科夫妇，学生的学习积极性被充分的调动了起来。
接下来对于电火花线切割绪论部分的讲解就水到渠成了。
二、数控电火花线切割原理的阐述
数控电火花线切割加工是与机械加工完全不同的一种新工艺，其基本原理是以铜线作为工具点击，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60-300v的脉冲电压，并保持5-50μm的间隙，间隙中充满煤油、纯水等绝缘介质，使电极与被加工物之间发生火花放电，并彼此被消耗、腐蚀，在工件表面上电蚀出无数的小坑，通过NC控制的监测和控制及伺服机构的执行，使这种放电现象均匀一致，从而使加工物达到产品要求的尺寸大小及形状精度。
相对常见的数控车铣加工来说，数控线切割加工的加工原理显得更为抽象。
如何使学生们理解和简单掌握数控线切割的加工原理就变得尤为困难。
针对中职学生的学习特点，这一部分内容笔者采用“可视化”教学的方法，将抽象的理论用形象的动画来演示，取得了良好的教学成果。
用flash软件将电火花线切割加工过程中的不可见部分，如金属微粒、放电通道、气泡、熔蚀金属等，通过夸张处理，变为可见，将短促过程加以延长，细化。
学生们通过观看动画演示，对电火花线切割的加工原理有了直观的认识，掌握起来也就更为容易。
三、高速走丝与低速走丝
根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床，其电极丝做快速往复运动，一般走丝速度为8-10m/s，电极丝可往复使用，加工速度较慢，且快速走丝容易造成电极丝抖动和反向停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式。
另一类是低速走丝电火花线切割机床，其电极丝做慢速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/ s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，且加工速度较快，是国外生产和使用的主要机种。
往往讲到这里的时候学生们都会产生疑问：为什么高速走丝的加工速度慢，低速走丝的加工速度快？回答这个问题的最好办法是用事实说话。
笔者录制了两段加工视频，分别用高速走丝机床和低速走丝机床来加工同一种零件。
学生通过视频不但了解了两种线切割机床的加工过程，还找到了问题的答案。
四、3B格式编程
3B格式是结构比较简单的一种控制格式，它是以X向或Y向溜板进给计数的方法决定是否到达终点。
五、指令3B程序格式：B X B Y B J G Z
B为分隔符，X、Y、J为数值，最多6位，J是计数长度，有时需要补前零，G为计数方向，有GX和GY两种，Z为加工码，有12种，即L1、L2、L3、L4、NR1、NR2、NR3、NR4、SR1、SR2、SR3、SR4。
以上的X、Y均取绝对值，加工直线时X、Y为相对与起点的终点坐标值；加工圆弧时X、Y为起点相对于圆心的坐标值。
机床加工时的走向由加工码决定，比如L1为终点在第一象限的直线；NR2为起点在第二象限的逆时针走向的圆弧；SR1为起点在第一象限的顺时针走向的圆弧。
如果直线的终点落在坐标轴上，在X轴正方向上为第一象限，在Y轴正方向上为第二象限，在X轴负方向上为第三象限，在Y轴负方向上为第四象限。
如果圆弧起点落在坐标轴上，则以圆弧即将进入的坐标象限决定加工码。
计数方向的决定。
在加工直线时规定终点接近X轴时应计X，终点接近Y时应计Y。
加工圆弧时终点接近X轴时应计Y，接近Y轴时应计X。
这样设定的原因在于，加工直线时终点接近X轴，即进给的X 分量多，X轴走几步，Y轴才走一步。
用X轴计数不至于漏步，可保持较高的精度。
而圆弧的终点接近X轴时线段趋于垂直方向，即Y轴走几步，X轴才走一步，因此用Y计数能保持较高的精度。
学生们在前期的学习中主要采用的是G代码指令编程，新的编程方法对他们造成了冲击，尤其是3B格式采用相对坐标系，对于数学底子较差的学生来说，理解起来很困难。
这一部分的教学，笔者有计划的选择几种简单的、有趣味性的平面图形，让学生们做编程练习。
在坐标纸上绘制图形，根据图形来编写程序，或是写出程序，让学生们猜一猜对应的加工图形。
将学习的过程融入绘图猜图游戏，不但调动了学生们的学习热情，也使他们很快的掌握了3B代码的使用。
在今后的教学中，应针对中职学生的学习特点，多多采用现代化教学手段，激发学生的学习兴趣。
教师应充分发挥想象力，将不可见变为可见，将抽象变为具体，将枯燥变为趣味，从而获得良好教学成果，达到培养合格学生的目的。
参考文献：
[1]单岩，夏天. 数控线切割加工. 北京：机械工业出版社，2006.
[2]张学仁. 数控电火花线切割加工技术. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.
[3]李必文，唐永辉，何彬. 数控线切割自动编程与操作. 北京：国防工业出版社，2007.
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