数控电火花线切割
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）
数控电火花线切割加工
数控电火花线切割加工数控电火花线切割加工技术（简称EDM）是一种高精度加工技术。
从1970年代开始，欧美等国家就开始大规模应用EDM技术进行制造业的加工，尤其是钢模等工具的加工领域。
随着科学技术的迅速发展，EDM加工技术在国内的发展越来越迅猛。
本文将深入探讨EDM加工技术的基本原理、加工特点和应用领域。
一、EDM加工技术的原理EDM加工技术是一种利用电火花的放电原理进行加工的技术。
该技术是通过在工件表面上形成一个电火花放电区域，然后通过电极在工件上移动，从而以放电所破坏的任何材料为导向面进行放电加工。
其基本原理就是用铜电极和工件之间的电场来产生放电，以达到材料加工的效果。
二、EDM加工技术的特点1、高精度EDM加工技术具有非常高的加工精度。
最小加工精度可以达到几微米。
这种精度的实现主要得益于电极和工件之间的放电距离非常短，因此实现了高精度加工。
2、适用性广EDM加工技术是一种非接触式加工技术，不会产生机械性变形，还可以对材料进行无需透过的加工。
这种特点使得EDM加工技术被广泛应用于制造业的各个领域，如钢模、微孔加工、局部加热、特种材料加工等领域。
3、加工效率高EDM加工技术擅长处理小型工件，能够以高速度进行加工，并且适合加工硬度较高的材料。
其加工速度比传统加工方式快数倍。
同时，EDM加工技术还可以实现多种复杂形状的加工。
三、EDM加工技术的应用1、模具加工在模具的制造过程中，EDM加工技术几乎不可或缺。
在制造钢模等高精度模具时，人们越来越依赖EDM加工技术来提高高精度模具的生产效率和质量。
例如EDM加工技术可以用来制造汽车制动器，轮胎、零部件等。
2、微孔加工EDM加工技术在微细加工领域也具有潜力，可以用来加工出各类细小的孔洞和小圆形孔，例如墨盒的喷嘴孔、医疗器械的药孔等。
3、局部加热EDM在融合、碳化、钎焊和热处理等领域中，可充当局部加热剂，并被广泛地应用。
四、EDM加工技术发展趋势随着科学技术的不断发展，EDM加工技术还有很多的发展方向和潜力。
第三章电火花线切割加工
（1）3B代码简介
• 我国常用的3B编程代码格式为：
–B x B y B J G Z
• 5）加工指令Z :
–传送被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息的加工直线
–直线在一、二、三、四象限时，用L1、L2、L3、L4表示 –圆弧起点在一、二、三、四象限时，分别用SR1、SR2、SR3、
SR4或NR1、NR2、NR3、NR4表示（SR:顺圆，NR：逆圆）
• G82——半程移动指令，G82使加工位置沿指定 坐标轴返回一半的距离，即当前坐标系中坐标 值的一半的位置
• G84—校正电极丝指令，G84指令能通过微弱放 电校正电极丝与工作台的垂直，在加工前一般 要先进行校正。
第三十九页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
系统辅助功能指令M
• M00——程序暂停，按“回车”键才能执行 下面程序，丝电极在加工中进行装拆前后应 用；M02——程序结束，系统复位；
第七页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
第八页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
第九页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
1)床身
• 铸件 • 安装固定基础
第十页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
2）工作台
• 安装工件并实现工件进给的部份 • 分别由两台步进电动机驱动，通过滚珠丝杠螺
母副传动
1—床身 2—下拖板
第二页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
电火花线切割加工示意图
• 1—数控装置 2—贮丝筒 3—导轮 4—丝电极 5—工 件 6—喷嘴 7—绝缘板 8—脉冲发生器 9—油泵 10—油箱 11—步进电机
第三页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
（２）电火花线切割加工特点
•与电火花成型相比，电火花线切割加工有如下特点：
数控电火花线切割加工(教材)
6.3 数控电火花线切割工艺基础
三、电火花线切割典型夹具、附件及工件装夹 工件装夹的形式对加工精度有直接影响。电火花 线切割加工机床的夹具一般是在通用夹具上采用压板 螺钉固定工件。 1、通用工夹具、附件 （1）压板夹具 （2）磁性夹具 （3）分度夹具 （4）数控回转工作台
6.3 数控电火花线切割工艺基础
（4）工作液对加工指标的影响 低速走丝大都采用去离子水作为工作液，只 有在特殊精加工时才采用绝缘性能较高的煤油。 高速走丝大都使用专用乳化液。根据加工工 艺情况选用不同的乳化液。
6.3 数控电火花线切割工艺基础
（5）工件材料内部残余应力的影响 对热处理后的毛坯进行线切割时，由于残余应力的 影响容易变形。为了减小变形应该如下措施： 1）改善热处理工艺，减少内部残余应力。 2）减少切割体积，在淬火前先用切削加工方法把 中心部分材料切除或预钻孔，使热处理变形均匀发生。 3）精度要求高的，采用二次切割法。第一次加工 单边留下余量0.1~0.5㎜，余量大小根据淬硬程度、工 件厚度、壁厚等确定。第二次加工时将第一次加工的 变形切除。
6.3 数控电火花线切割工艺基础
（4）放电峰值电流ip 放电峰值电流是决定 单脉冲能量的主因素之一。 ip增大，单个脉冲 能量增多，切割速度迅速提高，表面粗糙度数 值增大，电极丝损耗比较大甚至容易断丝。加 工精度有所下降。粗加工及切割厚件时应取较 大的放电峰值电流，精加工时取较小的放电峰 值电流。 （5）放电波形 电火花线切割加工的脉冲电 源主要有晶体管矩形波脉冲电源和高频分组脉 冲电源。
简述数控电火花线切割的应用范围
数控电火花线切割的应用范围1. 什么是数控电火花线切割数控电火花线切割（Computer Numerical Control Electric Discharge Wire Cutting，简称EDM-WC），是一种先进的金属加工技术，利用高频脉冲电流进行金属切割。
它通过电火花放电产生的高温使金属材料熔化蒸发，然后通过机械系统将融化的金属去除，实现对金属材料的切割。
数控电火花线切割具有精度高、效率高、适用范围广等优点，被广泛应用于各个领域。
2. 数控电火花线切割的应用领域数控电火花线切割在多个行业中都有广泛的应用，下面将介绍数控电火花线切割在不同领域的具体应用范围。
2.1 机械制造业在机械制造业中，数控电火花线切割被广泛用于制造各种复杂形状的金属零件。
使用数控电火花线切割技术可以精确地切割各种硬度的金属材料，适用于高精度要求的机械零件的加工。
其中包括模具制造、汽车零部件制造、航空航天零部件制造等。
2.2 电子电器业在电子电器业中，数控电火花线切割被广泛用于制造电子元器件和精密仪器。
使用数控电火花线切割技术可以制造出各种形状复杂、精度要求高的电子元器件。
在印刷电路板(PCB)制造过程中，数控电火花线切割常被用于切割导线和孔洞。
2.3 航空航天业在航空航天业中，数控电火花线切割被广泛用于制造航空航天零部件。
航空航天零部件对精度和安全性要求极高，使用数控电火花线切割技术可以精确地切割出各种复杂形状的零部件，满足航空航天行业的需求。
2.4 模具制造业数控电火花线切割在模具制造业中也有着重要的应用。
制造模具需要对金属材料进行精确的切割，同时需要保证切割表面的光洁度和平整度。
数控电火花线切割技术可以满足模具制造业的高精度要求，并能够加工各种复杂的模具形状。
2.5 建筑业在建筑业中，数控电火花线切割可用于制造建筑结构的金属连接件。
通过使用数控电火花线切割技术，可以实现对金属材料的精确切割和定位，从而满足建筑结构对精度和强度的要求。
数控电火花线切割机床的特点
数控电火花线切割机床的特点、种类、功能和主要技术参数本项目主要对数控电火花线切割机床的特点、种类、功能和主要技术参数加以概述，使初学者对数控电火花线切割机床有一个基本认识。
项目一数控电火花线切割机床加工特点一、加工原理数控电火花线切割是在电火花成形加工基础上发展起来的，简称数控线切割，图1 所示为其基本工作原理。
工件装夹在机床的坐标工作台上，作为工件电极，接脉冲电源的正极；采用细金属丝作为工具电极，称为电极丝，接入负极。
若在两电极间施加脉冲电压，不断喷注具有一定绝缘性能的水质工作液，并由伺服电机驱动坐标工作台按预先编制的数控加工程序沿x 、y 两个坐标方向移动，则当两电极间的距离小到一定程度时，工作液被脉冲电压击穿，引发火花放电，蚀除工件材料。
控制两电极间始终维持一定的放电间隙，并使电极丝沿其轴向以一定速度作走丝运动，避免电极丝因放电总发生在局部位置而被烧断，即可实现电极丝沿工件预定轨迹边蚀除、边进给，逐步将工件切割加工成型。
二、加工特点1、数控线切割加工是轮廓切割加工，勿需设计和制造成形工具电极，大大降低了加工费用，缩短了生产周期。
2、直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，适宜于加工低刚度零件及细小零件。
3、无论工件硬度如何，只要是导电或半导电的材料都能进行加工。
4、切缝可窄达仅0.005mm ，只对工件材料沿轮廓进行“套料”加工，材料利用率高，能有效节约贵重材料。
5、移动的长电极丝连续不断地通过切割区，单位长度电极丝的损耗量较小，加工精度高。
6、一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。
7、通常用于加工零件上的直壁曲面，通过X-Y-U-V 四轴联动控制，也可进行锥度切割和加工上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件。
8、不能加工盲孔及纵向阶梯表面。
项目二数控电火花线切割机床分类线切割机床一般按照电极丝运动速度分为快走丝线切割机床和慢走丝线切割机床，快走丝线切割机床业已成为我国特有的线切割机床品种和加工模式，应用广泛；慢走丝线切割机床是国外生产和使用的主流机种，属于精密加工设备，代表着线切割机床的发展方向。
简述电火花加工和数控线切割加工的原理
简述电火花加工和数控线切割加工的原理电火花加工和数控线切割加工是现代制造业中常用的两种加工方式。
它们都具有高精度、高效率、高自动化等优点，被广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
本文将从原理方面对这两种加工方式进行简述。
一、电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电进行加工的方法。
它的原理是在工件表面上形成微小的放电坑，通过放电的热量和化学反应来去除工件表面的材料，从而实现加工的目的。
电火花加工的主要设备是电火花加工机。
它由电源、控制系统、工作台、电极等组成。
在加工过程中，工件和电极之间形成一定的放电间隙，通过控制电极的移动和放电参数的调整，可以实现对工件表面的加工。
电火花加工的优点是可以加工高硬度、高强度、高温度材料，如钢、铁、钨钢、钛合金等。
同时，它还可以实现复杂形状的加工，如内孔、螺纹等。
但是，电火花加工的加工速度较慢，加工表面粗糙度较高，需要进行后续的抛光等处理。
二、数控线切割加工数控线切割加工是一种利用高速电火花放电进行加工的方法。
它的原理是通过高频率的电火花放电，在工件表面形成微小的放电孔，然后通过线切割机的控制系统，控制电极的移动轨迹，实现对工件的加工。
数控线切割加工的主要设备是数控线切割机。
它由电源、控制系统、工作台、电极等组成。
在加工过程中，电极通过高速移动，将工件表面的材料切割下来，从而实现加工的目的。
数控线切割加工的优点是加工速度快、加工精度高、表面质量好。
同时，它还可以实现复杂形状的加工，如内孔、螺纹等。
但是，数控线切割加工只适用于导电性材料，如金属、合金等。
总之，电火花加工和数控线切割加工都是现代制造业中常用的加工方式。
它们的原理不同，适用于不同的材料和加工要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的加工方式，以实现高效、高质量的加工。
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。
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电火花成型加工 电火花线切割加工
激光束加工 电子束加工 离子束加工 等离子弧加工
电、热能
光、热能 电、热能 电、机械能 电、热能
熔化、气化
熔化、气化 熔化、气化
切蚀 熔化、气化
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特种加工分类
加工方法
电化学加工
电解加工 电铸加工 涂镀加工
主要能量形式
电化学能
物料切蚀加工
超声加工
声、机械能
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数控线切割机床的控制系统是按照人的“指令”去控制机床加工的。因此， 必须事先把要切割的图形，用机器所能接受的语言编排好“指令”。
手工编程
由于加工产生的切缝窄，实际金属蚀除量。很少，材料利用率高。
利用电能进行加工，电参数容易调节，便于实现加工过程自动控制。 生产效率相对较低，电极丝有损耗，对工件的拐角最小半径有限制。
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四、编程
编程对于线切割加工来说是重中之重的技术核心部分。是产品尺寸 达标与否、模具配合的主要控制手段。现在流行采用的程序格式主要有 3B格式，ISO格式。我国的数控线切割快走丝机床主要采用统一的五指 令3B格式。
从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称 为特种加工。
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特种加工分类
与其它先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广
和应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量 的来源及作用形式列举几种常用的特种加工方法。
加工方法
主要能量形式
作用形式
电火花加工 高能束加工
中兴数控HL控制器系统软件全中文提示；可一边加工，一边进行程 序编辑或模拟加工；可同时控制多达四部机床做不同的工作；采用大规模 CMOS存储器来实现停电保护；系统接入客户的网络系统；可在网络系统 中进行数据交换和监视各加工进程。图形显示加工进程，并显示相对坐标 X、Y，J和绝对坐标X、Y、U、V等变化数值；编程控制一体化，绘图编 程软件使用流行线切割软件Autop、Towedm。
火花放电应是短时间的脉冲放电，放电持电弧 放电烧伤工件。
火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，如 煤油、皂化液等。液体介质又称工作液，它们必须具有： （1）较高的绝缘性能，以利于产生脉冲性的火花放电；（2） 液体介质还有排除间隙内电蚀产物，保证在时间和空间上分散 的重复性脉冲放电正常进行；（3）冷却电极丝的作用。
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电火花线切割加工是在电火花加工的基 础上，用线状电极，靠火花放电对工件进行 切割。
线切割机床既是数控机床，又是特种加 工机床。它区别于传统机床部分是：
1、数控装置和伺服系统。 2、不是依靠机械能通过刀具切削工件， 而是以电、热能量形式来加工。 控制系统是进行电火花线切割加工的重 要组成部分。控制系统的稳定性、可靠性、 控制精度以及自动化程度都直接影响到加工 工艺指标和操作者的劳动强度。数控系统是 机床实现自动化加工的核心，是整个数控机 床的灵魂所在。其主要由输入装置、监视器、 主控制系统、可编程控制器、各种输入/输出 接口 等组成 。 伺服系统是数控系统与机床本体之间的 电传动联系环节。主要由伺服电动机、伺服 驱动控制器组成。
磨料流加工 液体喷射加工
机械能
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作用形式
离子转移 切蚀
特种加工分类
加工方法
主要能量形式
作用形式
化学加工
光电成型电镀
照相制版加工 光刻加工
化学、光能
化学铣切加工
刻蚀加工
化学能
粘接加工
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腐蚀
电火花加工（又称放电加工）
它是在加工过程中，使工具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 温将金属蚀除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现 象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。
当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大 量的热，足以使电极材料表面局部熔化或气化，并在 一定条件下，人们进一步认识到，在液体介质中进行 重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行加工，因此， 创立了电加工方法。
电加工应用最广的是电火花加工和电解加工。 电火花加工方法能适应生产发展的需要，并在应 用中显出很多优异性能，因此得到了迅速发展和日益 广泛的应用。 电火花加工主要是指电火花成型和电火花线切割 加工。 电火花成型加工：需用成型电极进行仿形加工。
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电火花数控线切割工作原理示意
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条件
必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定间隙，通常约为
几微米至几百微米，在该间隙范围内，既可以满足脉冲电压不断击穿介质， 产生火花放电，又可以适应在火花通道熄灭后，介质消电离以及排出蚀除 产物的要求。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不能产生 火花放电。如果间隙过小，很容易形成短路接触，也不能产生火花放电。 因此电火花加工中必须有间隙自动调节装置，或称伺服控制系统。
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特点
能加工传统方法难于加工或无法加工的高精度、高硬度、高脆性、高韧性等导电 材料及半导体材料。
由于电极丝细小，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状零件。
工件被加工表面受热影响小，适合加工热敏感性材料；同时，由于脉冲能量几种 在很小的范围内，加工精度较高。 加工过程中，电极丝与工件不直接接触，无宏观切削力，有利于加工低刚度工件。
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机械加工是通过机床部 件的相对运动，用比工件材 料硬的刀具去切除工件上多 余的部分，来得到成品零件 的。 传统的切削加工方法主 要依靠机械能来切除金属材 料或非金属材料。但随着人 类科技的进步，复杂的工艺 生产又严重制约了生产力的 发展。各种新材料、新结构、 形状复杂的精密机械零件大 量涌现，采用传统加工方法 十分困难，甚至无法加工。
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特种加工简介
进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为先 进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益重要。它解决 了传统加工方法所遇到的问题，有着自己独特的特点，已经成为现代工业不 可缺少的重要加工方法和手段。
定义 将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，