电火花线切割的优缺点及应用

本科课程论文

题目电火花线切割的优缺点及应用

学院工程技术学院

专业机械设计制造及其自动化

年级_____2008级_____

学号_222008322222107

姓名__陈________玺__

指导教师 _邱______ 兵__

成绩 _______________

目录

摘要................................................................................................1前言 (3)

2正文 (3)

2.1电火花线切割的原理 (3)

2.1.1工作原理 (3)

2.1.2机床种类 (3)

2.2电火花线切割的特点 (4)

2.2.1优点 (4)

2.2.2使用中易出现的问题 (4)

2.3电火花线切割的应用及发展 (4)

2.3.1加工范围 (4)

2.3.2未来发展的展望 (5)

2.4总结 (6)

参考文献 (6)

电火花线切割的优缺点及应用

陈玺

邱兵

西南大学工程技术学院

2008级机械设计制造及其自动化2班

摘要：本文通过对电火花线切割的优缺点及应用的概述，阐述了电火花线切割在未来的发展方向，以及电火花线切割将应用更广。

关键词：电火花线切割线切割走丝

1. 前言

电火花加工作为一种现代的特种加工方式，具有许多传统加工所不具有的优点以及良好的发展前景。

2. 正文

2.1电火花线切割的原理

2.1.1工作原理

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。工作原理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。

2.1.2机床种类

电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切（Reciprocating

type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“快走丝”）、低速单向走丝电火花线切割机（Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“慢走丝”）和立式自旋转电火花线切割机（Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire）三类。

2.2电火花线切割的特点

2.2.1优点

电火花线切割加工除具有电火花加工的基本特点外，还有一些其他特点：不需要制造形状复杂的工具电极，就能加工出以直线为母线的任何二维曲面。能切割0.05毫米左右的窄缝。加工中并不把全部多余材料加工成为废屑，提高了能量和材料的利用率。在电极丝不循环使用的低速走丝电火花线切割加工中，由于电极丝不断更新，有利于提高加工精度和减少表面粗糙度。电火花线切割能达到的切割效率一般为20～60毫米2／分，最高可达300毫米2／分；加工精度一般为±0.01～±0.02毫米,最高可达±0.004毫米；表面粗糙度一般为Rα2.5～1.25微米,最高可达Rα0.63微米；切割厚度一般为40～60毫米，最厚可达600毫米。

2.2.2使用中易出现的问题

电火花线切割在使用中会出现一些问题：

(1)切割过程中突然断丝

(2)工件接近切割完时断丝

(3)系统的异响

(4)丝筒开不出

(5)丝筒不换向

(6)按水泵开关（或按高频开关）机床全停

(7)没有高频

(8)

(9)手动走自动不走

2.3电火花线切割的应用及发展

2.3.1加工范围

(1)模具加工。由硬质合金淬火钢材料加工的模具零件、样板、各种形状复

杂的细小零件和窄槽等，特别是冲模、挤压模，塑料模和电火花加工型

腔模所用电极的加工。例如：形状复杂、常有尖角窄缝的小型凹模的型

孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具的精度，卫可以简化设

计与制造。又如中小型冲模，过去采用分开模和曲线磨削的加工方法，

现在改用电火花线切割整体加工，使配合精度提高，制造周期缩短，成

本降低。

(2)新产品试制。新产品试制时，一些关键件往往需要模具制造，但加工模

具周期长且成本高，采用线切割加工可以直接切制零件，从而降低成本，

缩短新产品的试制周期。

(3)难加工零件。在精密型孔、样板及其成型刀具和精密狭槽等加工中，利

用机械切削加工的方法就很困难，而采用线切割加工则比较方便。此外，

不少电火花成型加工所用的T具电报(大多采用紫铜制作，机械加工性

能差)也采用电火花线切割加工。

(4)贵重金属下料。由于线切割加工用的电极丝尺寸远小于切削刀具尺寸(最

细的电极丝尺寸可达O 02mm)，用它切割贵重金属可减少很多切缝消

耗，因此降低了成本。

2.3.2未来发展的展望

高速走丝线切割机的伺服进给变频调节一直依靠操作人员，因此操作人员的工作强度大，机床性能的发挥受到限制。模糊控制技术是人工智能技术中的一个重要方面，它能模仿熟练工人对机床进行控制，已在电火花成形机上成功地应用，在电火花线切割加工中具有良好的应用前景。总结多年来高速走丝线切割加工工艺研究成果，建立相应的知识库和专家系统，降低机床的操作难度是十分必要的。瑞士阿奇公司的Agievision专家系统，其智能化功能只需规定一些有关加工工件的性能和加工要求即可。加工工序是自动生成，且自动连接各道工序，无须人工干预，大大降低了机床操作人员的工作强度。在加工参数自适应等方面能有所作为。日本沙迪克公司推出了NF(神经模糊)数控电源，它不必输入复杂的NC代码能自动选择加工参数，并可根据加工状态自动进行调节，使电加工机床成为一般操作人员也能使用好的机床，解决了电火花加工过程中工艺参数设置长期以来取决于操作人员水平的问题。

将最新发展的人工智能技术引入到高速走丝线切割机中，研制高速走丝线切割机的智能化控制部件和执行机构，这与当前国家优先发展高技术产业是一

致的，具有重要的实际意义。

2.4总结

高速走丝电火花线切割机是我国独创的电加工机床，在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用，在中低档市场中占有相当的分量。目前，高速走丝线切割机如何发展是电加工行业十分关心的课题。我们必须吸取国外的成功经验，扬长避短，直接应用当今计算机技术的最新成果，尽快研制功能强大的基于PC的数控系统，从硬件上为高速走丝线切割机的发展打下良好的基础；同时注意人工智能技术与高速走丝线切割机的结合，运用计算机软件技术来提高机床的性能。此外，加强机床本体的研究和开展多次切割工艺技术的应用，使机床的整体加工水平有一个较大的提高，不断增强高速走丝线切割机在市场上的竞争能力。在运用新技术、新工艺的同时，还必须重视对电火花线切割加工工艺规律进行深入细致的基础理论和实验研究，这也是一个非常重要的环节。

参考文献

[1]伍俊,李明辉;浅谈高速走丝电火花线切割加工技术的发展趋势[J];电加工与模具;2000年02期

[2]范文有;高速走丝线切割机断丝原因的分析及对策[J];电加工与模具;2002年04期

[3]孙利生,黄因慧,余承业;电火花加工中电极损耗的智能控制[J];模具工业;1998年11期

[4]刘晋春，白基成，郭永丰;特种加工[M];北京：机械工业出版社，2008.3