电火花线切割加工原理
电火花切割原理
四、实习过程本次实习着重在于电火花线切割加工，因此，我们可以看看电火花线切割加工的一些原理、特点、分类应用、以及有关的一些机床。
电火花线切割加工概述电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。
线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家1、电火花线切割加工原理在电火花线切割加工中，利于移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作一个电极，工件作另一个电极，并按照预定的轨迹运动，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的各种二维、三维表面。
及也就是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。
在这个阶段，两板间形成电流。
导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。
然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。
然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。
图1电火花线切割加工示意图1-贮丝筒2-电极丝3-丝架4-导轮5-脉冲电源6-工作台7-工作液箱图2 电火花线切割加工原理图2、电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的过程的工艺和机理与电火花穿孔成型加工既有共同性，又有特殊性。
★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的共同点两者在加工原理、工作机理、工艺、适应材料等方面相同，具体表现为：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。
线切割加工原理
线切割加工原理线切割加工是一种常见的金属加工方式，它利用高速运动的金属丝切割工件，具有加工速度快、精度高、适用范围广等优点。
线切割加工原理主要包括以下几个方面：1. 基本原理。
线切割加工是利用电火花腐蚀原理进行加工的。
在加工过程中，工件与电极之间形成一定的电场，通过电脉冲的作用，在工件表面产生微小的放电火花，使工件表面材料发生电化学腐蚀，从而实现对工件的切割。
2. 工作过程。
线切割加工的工作过程主要包括放电、清除放电产物和切割三个阶段。
在放电阶段，通过电脉冲在工件表面产生微小的放电火花；在清除放电产物阶段，通过冲击气流将放电产物清除；在切割阶段，通过不断的放电和清除放电产物，最终实现对工件的切割。
3. 材料选择。
线切割加工适用于各种导电材料的加工，包括金属材料和合金材料等。
在选择材料时，需要考虑材料的导电性、熔点、硬度等因素，以确保加工效果和加工质量。
4. 加工精度。
线切割加工具有高加工精度的优点，其加工精度主要受到电极形状、放电参数、工件材料等因素的影响。
通过合理选择电极形状、优化放电参数，可以实现对工件的高精度加工。
5. 加工适用性。
线切割加工适用于各种形状的工件加工，包括平面、曲面、内孔等复杂形状的加工。
同时，线切割加工还适用于各种材料的加工，包括钢铁、铝合金、铜等金属材料的加工。
6. 加工效率。
线切割加工具有较高的加工效率，其加工速度快、加工成本低。
在实际应用中，可以通过优化加工工艺，提高加工效率，降低加工成本。
7. 应用领域。
线切割加工广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
在模具制造中，线切割加工可以实现对模具的高精度加工，提高模具的加工质量；在航空航天领域，线切割加工可以实现对复杂零部件的加工，满足航空航天产品对精度和质量的要求。
综上所述，线切割加工原理是利用电火花腐蚀原理进行加工，具有高加工精度、适用范围广等优点，广泛应用于各种领域。
在实际应用中，需要充分理解线切割加工原理，合理选择加工工艺参数，以实现对工件的高精度加工。
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。
线切割的工作原理
线切割的工作原理
线切割是一种利用高压电火花在导电材料上进行切割的加工方法，也被称为电火花加工。
线切割主要用于切割金属材料，特别是很难用传统机械切割方法进行加工的材料，如硬质合金、高硬度钢等。
线切割的工作原理如下：首先，在切割工件上加工一层绝缘层，通常使用铜线作为切割线。
随后，将切割线（电极丝）穿过工件并与电源连接。
切割线与工件之间的距离被称为放电间隙。
然后，通过高频信号传送至切割线，形成高压电火花。
当高压电火花通过放电间隙时，会产生非常高的能量密度，造成放电区域的局部加热和熔化。
同时，放电区域的电火花会引起热膨胀和爆炸效应，将熔化的材料喷出。
这个过程被称为电火花放电冲刷。
电火花放电冲刷不断重复进行，由于切割线不断向下移动，最终形成一个完整的切割路径。
相邻的放电区域重叠一部分，形成了切割线的轮廓。
工作台通过控制系统的精确控制，可实现复杂形状的切割。
切割时，可通过调整放电间隙、放电脉冲、工作速度等参数来控制切割质量。
线切割不会对工件产生机械应力和变形，可以获得高精度的切割表面。
由于电火花的高温和高能量密度，线切割还可用于进行腐蚀和净化处理，提高工件表面质量。
总结来说，线切割利用高压电火花在导电材料上进行切割。
通
过调控放电间隙和放电参数，可实现高精度的切割，并可用于表面处理。
第三章电火花线切割
三、工作液循环系统：
作用：与电火花穿孔机床相同 工作液的类型： 高速走丝：专用乳化液 （有多种，各有其特点，新型） 低速走丝：去离子水 煤油（在特殊情况下） （自来水导电，不仅影响恢复电极间的绝缘性， 而且还产生电解作用，所以要把水中的离子去除 后才可使用）
工作液循环装置的组成：工作液泵、液箱、 过滤器、管道、流量控制阀等。
3、预置进给速度对工艺指标的影响 预置进给速度（进给速度的调节或变频调 节）对加工速度、加工精度、表面质量都 有很大影响。（原因）
四、合理调节变频进给的方法： 1、用示波器观察和分析加工状态的方法 2、用示电压电流表观察分析加工状态的 方法 3、按加工电流和短路电流的比值调节 4、计算出不同空载电压时不同的β值。
3、桥式支撑方式
采用两块支撑垫铁 架在双端夹具体上，其特 点是通用性强，装夹方便。 对大、中、小工件装夹都 比较方便。
4、板式支撑方式
板式支撑夹具可以根 据经常加工工件的尺寸而 定，可呈矩形或圆形孔， 并可增加X和Y两方向的 定位基准。它的装夹精度 高，适于常规生产和批量 生产。
5、复式支撑方式 复式支撑夹具是 在桥式夹具上，再装 上专用夹具组合而成。 它装夹方便，特别适 用于成批零件加工， 还可节省工件找正和 调整电极丝相对位置 等辅助工时，又可保 证工件加工的一致性。
2、表面粗糙度 和电火花加工表面粗糙度变化规律一 样一样。 （高速走丝机床和低速走丝机床的比较） 用高速走丝的方法切割工件时,在切割出 表面的进出口两端附近,往往有黑白相间 交错的条纹，其中黑的微凹，白的微凸， 电极丝每正反换向一次，便有一条黑白 条纹。
电火花线切割加工原理和必备条件
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。
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。
电火花切割原理
电火花线切割加工概述电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。
线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家1、电火花线切割加工原理在电火花线切割加工中，利于移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作一个电极，工件作另一个电极，并按照预定的轨迹运动，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的各种二维、三维表面。
及也就是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。
在这个阶段，两板间形成电流。
导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。
然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。
然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。
图1电火花线切割加工示意图1-贮丝筒2-电极丝3-丝架4-导轮5-脉冲电源6-工作台7-工作液箱2、电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的过程的工艺和机理与电火花穿孔成型加工既有共同性，又有特殊性。
★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的共同点两者在加工原理、工作机理、工艺、适应材料等方面相同，具体表现为：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。
单个脉冲也有多种形式的放电形态，如开路、短路、正常火花放电等。
（2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。
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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
5. 电火花线切割在加工过程中的工作液一般为 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。
线切割加工的应用范围
1. 试制新产品
在新产品开发过程中需要单件的样品， 利用线切割直接加工出零件，无需设 计和制造模具，这样可大大缩短新产 品开发周期并降低试制成本。
2. 加工特殊材料 切割某些高硬度、高熔点及贵重 金属时，使用机加工的方法有时 是不可能的，而利用线切割加工 既经济又能保证精度。
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，且模具配