电火花线切割加工原理和必备条件
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。
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。
3．加工零件可用于加工品种多、数量少的零件，特殊难加材料的零件。
试验样件、样板，各种型孔、齿轮、样板、成形刀具以及细微型孔和已型槽孔加工。
尤其是薄壁件加工，可多片叠在一起加工。
电火花线切割的原理及应用
电火花线切割的原理及应用1. 原理电火花线切割是一种通过放电形成的强烈热量来切割金属的加工方法。
其基本原理是利用电火花的高温高压作用在工件表面放电，以放电火花的强烈热量瞬间使金属表面部分汽化成金属蒸汽，再利用高速喷射的压缩空气将熔融金属吹去，从而实现切割的目的。
电火花线切割的基本原理包括以下几个关键步骤：1.放电发生：通过电极之间施加高压电源，形成放电通道。
通常使用的电极材料是铜或铜合金。
2.电火花放电：高压下，形成电极间的放电通道会使放电区间的空气瞬间电离，并产生大量的高温高压等离子体。
该等离子体中的温度可达数万度以上。
3.金属表面气化：放电通道中的等离子体会使金属表面部分汽化成金属蒸汽，并产生高温高压的冲击波。
4.金属蒸汽喷射：利用高速喷射的压缩空气将熔融金属吹去，形成切割槽。
5.重复放电：通过馈线系统，不断地重复以上步骤，沿着所需切割轨迹运行，实现连续切割。
2. 应用电火花线切割技术具有精度高、效率高、适用于复杂工件切割等优点，在许多行业中得到广泛应用。
2.1 工业制造电火花线切割在工业制造中主要用于以下方面：•模具制造：电火花线切割技术可以用于制造各种金属模具，如注塑模具、压铸模具、模锻模具等。
它能够精确地切割不同形状的工件，并且不会对工件造成热变形。
•复杂零件加工：电火花线切割技术可以用于加工各种形状复杂的零件，比如汽车零件、飞机零件等。
通过电火花线切割，可以精确地切割各种形状的孔、形状和轮廓。
2.2 航空航天电火花线切割在航空航天领域有着广泛的应用：•涡轮发动机制造：电火花线切割技术可以用于制造涡轮发动机的叶片和导向叶片等零件。
利用该技术可以切割出各种形状的叶片，保证叶片的精度和表面质量。
•航空航天零件修复：电火花线切割技术可用于航空航天器零件的修复。
对于受损的金属零件，可以通过电火花线切割去除损坏部分，然后再进行修复焊接。
2.3 汽车制造电火花线切割在汽车制造中的应用主要包括以下方面：•模具制造：电火花线切割技术可以用于汽车模具的制造，如汽车车身件模具、车灯模具等。
电火花线切割加工的原理
电火花线切割加工的原理电火花线切割加工是一种特殊的加工方法，常用于金属材料的切割、模具加工等领域。
其原理是利用电火花放电的高能量，将金属材料上的一小点加热到熔化或汽化的温度，从而实现对材料的切割。
下面将详细介绍电火花线切割加工的原理。
第一，电火花放电原理电火花线切割加工的基础是电火花放电原理。
电火花是在两个电极之间产生高电压放电泄放的现象。
在电火花线切割中，电极是一根线状电极，被称为丝线。
当丝线和工件之间形成一定的电荷差时，电流会通过工件而不是丝线。
这是因为工件是电导体而丝线是绝缘体。
当电流通过工件时，由于局部放电产生的电弧在微观层面掏蚀金属，形成小孔或小坑。
在这个过程中，电弧的温度非常高，可以达到几千摄氏度。
当放电一段时间后，电极的形状将被改变，与工件相隔较近的位置形成突起。
因此，电火花线切割是一种非接触式加工，不会产生切割力或机械剪切。
第二，切割过程在电火花线切割过程中，需要使用一台特殊的设备，称为电火花线切割机。
这台机器包括一个电源、一个丝线电极、一个工作台和一个冷却系统。
首先，需要将待加工的工件固定在工作台上。
然后，在丝线电极上施加高电压的脉冲，使其与工件之间产生电荷差。
当电流通过工件时，局部放电产生的电弧便开始加热工件的表面。
随着放电过程的进行，电弧将形成一个直径很小的孔洞。
此时，需要控制丝线电极和工件之间的间隙，并进行电弧移动。
因为电弧是非接触式的，只需保证电极与工件之间的电荷差，就能在整个切割过程中保持稳定的切割能量。
而电弧的移动路径由机器控制，可以按照预定的路径进行。
为了确保切割过程的良好进行，还需要保持适当的冷却。
电火花线切割机可以通过喷水或其他冷却方式来保持丝线电极和工件的温度在一定范围内。
这是因为电火花放电的高温容易引起电极和工件的烧损，而适当的冷却可以有效降低温度并延长电极使用寿命。
第三，加工特点电火花线切割加工具有以下几个特点：1. 加工速度快：电火花线切割加工不受材料硬度的限制，可以切割硬度很高的金属。
电火花线切割加工原理
3. 电火花线切割加工是用电极丝作为工具电极与 工件之间产生火花放电进行切割加工，由于电 极丝的直径较小，在加工过程中总的材料蚀除 量较小，所以使用电火花线切割加工比较节省 材料，特别在加工贵重材料时，能有效节约材 料，提高材料的利用率。
4. 在加工过程中可以不考虑电极丝的损耗。在快 走丝线切割加工中采用低损耗的脉冲电源，目 前普遍使用钼丝作为电极丝材料，通过对直径 为0.18mm电极丝的使用检测发现，在其使用寿 命期间直径损耗约0.02mm。
3. 加工模具零件 电火花线切割加工主要应用于冲 模、挤压模及电火花成形加工用 的电极等。由于电火花线切割加 工机床的加工速度和精度不断提 高，制造周期和成本都大大缩短 和减少，且工作液一般为 水基液或去离子水，因此不必担心发生火灾， 可实现安全无人加工。
6. 现在的电火花线切割机床一般都是依靠电脑 来控制电极丝的轨迹和间隙补偿功能，所以 加工凸凹模时，它们的配合间隙可任意调节。 7. 电火花线切割加工是依靠电极丝与工件之间 产生火花放电对工件进行加工，所以无论被 加工工件的硬度、粘度、韧性如何，只要是 导体或半导体的材料都能实现加工。
电火花线切割加工原理
电火花线切割加工是在电火花加工基 础上发展起来的一种工艺形式，它是直接 利用电能和热能进行加工的方法。这种方 法是利用一根移动的金属丝（电极丝）作 为一极，工件为另一极，两极在特定的距 离内放电，在击穿介质的同时释放出瞬间 的高温来融化金属进行切削。
电火花线切割加工特点
1. 它以直径为0.03~0.35mm的金属线为工具 电极，与电火花成形加工相比，它不需制 造特定形状的电极，省去了成形电极的设 计和制造，缩短了生产准备时间，加工周 期短。 2. 电火花线切割加工的主要对象是平面形状， 除了在加工零件的内侧形状拐角处有最小 圆弧半径的限制（最小圆弧半径为金属线 的半径加放电间隙），其他任何复杂的形 状都可以加工。 30
电火花线割加工原理
电火花线割加工原理
电火花线割加工原理是一种利用电火花放电的高温高压作用，将电极与工件之间形成的微小间隙内的金属材料部分熔化、蒸发和冷凝的过程。
其工作原理如下：
1. 电火花线割加工是利用电极和工件之间形成的间隙内的液体金属导电性较差所产生的高温高压放电现象。
在这个过程中，电极上的导电液体与工件上的加工面之间形成一个微小的间隙。
2. 当电压加到一定程度时，间隙内的液体金属会发生电离，形成电离区。
由于电流通过电离区的电导率很高，电流密度较大，温度也随之升高。
3. 高温导致电离区内部的金属部分熔化成液态，并经过蒸气产生的高压力将熔化的金属颗粒喷出。
这些金属颗粒会形成一系列微小的孔洞。
4. 当放电结束后，孔洞周围的金属颗粒冷却并重新凝固，形成微细的切削道。
5. 随着电极的移动和放电的重复，微细的切削道就会连续形成，实现对工件的切削。
电火花线割加工原理的优点在于可以加工复杂形状的工件，无论是硬度较高的材料还是脆性材料，都可以进行高精度的加工。
此外，电火花线割加工还可以加工高温合金、硬化钢等难加工材料，因此在制造业的各个领域都得到了广泛的应用。
电火花线切割工作原理
电火花线切割工作原理
电火花线切割是一种利用高频电火花放电的方式进行金属材料切割的加工方法。
它利用金属材料导电性能较好的特点，通过在工件表面产生高频脉冲电压，使电极与工件之间产生电火花放电。
具体工作原理如下：首先，将待切割的金属工件固定在工作台上，然后选择一根细且可导电的金属丝作为电极线，将其接入电火花线切割机的电源。
电火花线切割机会产生高频脉冲电压，并通过电极线传输到工件表面。
工件表面与电极线之间的距离由电火花线切割机自动控制。
当高频脉冲电压传输到工件表面时，由于工件材料具有一定的导电性，电流会沿着电极线通过工件表面流动。
由于电极线与工件表面之间的距离非常小，电流通过的路径较短，电阻较小，因此电流密度非常大。
这会导致局部区域的温度升高，形成电火花放电。
电火花放电时，会产生高温等离子体。
高温等离子体能够瞬间将金属材料局部加热到融点甚至高于融点的温度，使工件表面产生剧烈的蒸发和溶解。
同时，高温等离子体还会引起工件表面物质的氧化燃烧，形成气体。
这些蒸汽和气体会带走被剥离的金属颗粒，从而实现切割效果。
通过控制电火花线切割机的参数，如电压、电流、脉冲频率等，可以控制切割速度和切割质量。
而通过移动工作台和电极线，可以实现复杂形状的切割需求。
总之，电火花线切割利用高频电火花放电的原理，通过产生高温等离子体和气体，将金属工件剥离，从而实现对金属材料的切割。
电火花线切割加工
的金属丝（称为电极丝）作为电极，对工件进行脉冲 火花放电蚀除金属、切割成形。电火花线切割加工必 须具备三个条件：
（1）合适的电规准参数； （2）一定绝缘性能的工作液； （3）满足要求的运动：电极丝作走丝运动，工作台 作进给运动。
任务二 电火花线切割加工
B—— 分隔符号； X、Y——坐标值，单位用微米表示，程序中只记绝对值； J——计数长度，取线段或圆弧在计数方向坐标轴上投影长
度的总和；
G——计数方向，根据选取X和Y两个计数方向不同，计数方
向G取Gx和Gy；
Z——加工指令Z共有12种。
任务二 电火花线切割加工
1）分隔符B的意义
B称分隔符号，在程序上是把Ｘ＼Ｙ＼Ｊ这些数字分开， 便于计算机识别。
Y为圆弧起点相对圆心的坐标值，圆心为切割坐标的原点。 如：B X B Y B J
任务二 电火花线切割加工
3）计数方向G的选择
根据选取X和Y两个计数方向的不同，计数方向G分别 为Gx和Gy它们的选择依据加工对象的特点而定。
为保证所要加工的直线或圆弧按照要求的长度加工出 来，一般通过从起点到终点的某个拖板在进给方向上的总 长度来达到。尽管从坐标方法上来说，选择哪个拖板进行 移动控制，其效果都是一样的。但就采用逐点比较插补方 法而言，存在着差异，这种差异将影响加工精度。
任务二 电火花线切割加工
五、电火花线切割加工的应用 1）试制新产品 在新产品开发过程中需要单件的样品，使用线切割直 接切割出零件，无需模具，这样可以大大缩短新产品的开 发周期并降低试制成本。如在冲压生产时，未开出落料模 时，先用线切割加工的样板进行成型等后续加工，得到验 证后再制造落料模。
第三章电火花线切割加工
偏差判断 进给 偏差计算 终点判断
直线
y
B
0
x
曲线
y
o
x
2.加工控制功能
(1)进给速度控制 –根据加工轨迹自动调整伺服进给速度，保持某一平 均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精 度。 (2) 短路回退 –记忆路线，原路回退。 (3) 间隙补偿 –人工编程补偿。 –自动补偿 (4) 图形的缩放、旋转和平移 –图形的切割 –旋转功能：齿轮、电动机定转子等类零件的编程大 大简化，只要编一个齿形的程序，就可切割出整个 齿轮； –平移功能：跳步模具的编程。
一、机床本体
床身：一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和 固定基础。通常采用箱式结构，应有足够的强度和刚度。机床
内部安置电源和工作液箱。
坐标工作台：电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与电 极丝的相对运动来完成对零件加工的。 走丝机构：走丝系统使电极以一定的速度运动并保持一定的张 力。
Y Q D 由于计数方向是GX， P 所以J=|OC| A C O N 由于计数方向是GY， 所以J=|OQ|+|QP|
B X
4.整个工件的编程举例
• 直线AB: – BBB40000GxL1 • 斜线BC: – B1B9B90000GyL1 • 圆弧CD – B30000B40000B60000GxNR1 • 斜线DA – B1B9B90000GyL4
• 脉冲电源
– R-C脉冲电源 – 晶体管脉冲电源
三、工作液循环系统
• 工作液的作用是 – 加工介质 – 冷却作用 – 排除电蚀产物 • 工作液循环系统：连续充分供给清洁的工 作液，以保证脉冲放电过程稳定而顺利地 进行。 • 快走丝线切割机床的工作液循环系统 – 工作液：种类繁多的专用乳化液 – 工作液循环与过滤装置主要包括：工 作液箱、工作液泵、流量控制阀、进 液管、回液管、过滤网罩等。 • 慢走丝线切割机床的工作液循环系统 – 工作液：去离子水，精加工时用煤油 – 工作液循环系统：去离子水系统
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电火花线切割加工原理和必备条件
电火花线切割加工是利用工具电极（钼丝）和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工。
电火花腐蚀主要原因：两电极在绝缘液体中靠近时，由于两电极的微观表面是凹凸不平，其电场分布不均匀离得最近凸点处的电场度最高，极间介质被击穿，形成放电通道，电流迅速上升。
在电场作用下，通道内的负电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极形成火花放电，电子和离子在电场作用下高速运动时相互碰撞，阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙内形成瞬时高温热源，通道中心温度达到10000度以上。
以致局部金属材料熔化和气化。
电火花线切割加工能正常运行，必须具备下列条件：
1. 钼丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙，间隙的宽度由工作电压、加工量等加工条件而定。
2.电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化油、去离子水等，要求教高绝缘性是为了利于产生脉冲性的火花放电，液体介质还有排除间隙内电蚀产物和冷却电极作用。
钼丝和工件被加工表面之间保持一定间隙，如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，则不能产生电火花放电；如果间隙过小，则容易形成短路连接，也不能产生电火花放电。
3.必须采用脉冲电源，即火花放电必须是脉冲性、间歇性，图1中ti为脉冲宽度、to为脉冲间隔、tp为脉冲周期。
在脉冲间隔内，使间隙介质消除电离，使下一个脉冲能在两极间击穿放电。