电火花线切割[文字可编辑]
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。
电火花线切割安全操作及保养规程
电火花线切割安全操作及保养规程电火花线切割是一种常用的金属切割工艺，其具有切割速度快、精度高、适用范围广等优点。
然而，由于其操作涉及到高压电流和火花，一定要严格按照操作规程进行操作，以确保安全。
下面将介绍几项电火花线切割的安全操作及保养规程。
一、安全操作1.穿戴防护用具：在进行电火花线切割操作前，必须穿戴好安全帽、防护眼镜、耳塞、防护服等防护用具，以避免高温火花和金属碎屑对身体的伤害。
2.确保设备完好：在操作前，需要检查电火花线切割设备是否完好无损，电源线是否有破损，电极是否正常，切割线是否正确安装等。
如发现问题，应及时修理或更换设备。
3.定期检查设备：对电火花线切割设备进行定期检查，查看电源线及电极是否正常，切割线是否完整，机械部件是否正常运转，并进行必要的维护保养。
4.设备接地：电火花线切割设备必须接地，以防止触电危险。
接地线应与设备有效连接，并确保良好的接地。
5.避免烟尘积聚：电火花线切割过程中会产生大量的烟尘，因此要确保工作区域的通风良好，避免烟尘积聚。
经常清理工作区，清除废渣、切割灰尘等。
6.火花防护：电火花线切割过程中会产生明火和火花，要保持工作区远离易燃物以防止火灾。
可以在切割区域周围设置防护板或火花试剂，以避免火花扩散。
7.合理的操作姿势：切割操作时，应保持稳定的姿势，防止意外滑倒或者失去平衡。
用力要均匀，切勿过度用力，避免疲劳或受伤。
二、保养规程1.使用正规电极：选择适合设备要求的电极，电极直径应与设备要求相匹配，电极的安装应正确无误。
2.避免过度磨损：电火花线切割设备的电极磨损会影响切割质量，因此要定期检查电极的磨损情况，并及时更换。
3.切割线保养：切割线是电火花线切割的核心部分，要保持切割线的整洁和完整，避免切割线损坏或者短路。
4.液体冷却器保养：电火花线切割设备中的液体冷却器起到降低设备温度的作用，保证设备正常运行。
要定期检查液体冷却器的液位，确保液体充足。
5.保持设备清洁：要保持设备干净整洁，定期清洁设备表面和内部，清理设备中的杂质和灰尘。
电火花线切割加工分类
电火花线切割加工分类
电火花线切割加工是一种高精度的金属加工方法，能够在金属表面切割出复杂的形状和轮廓。
根据切割材料的不同，电火花线切割加工可以分为以下几类：
1. 钢铁类材料：电火花线切割加工适用于各种钢铁类材料的切割，包括碳钢、合金钢、不锈钢等。
这类材料的加工难度较低，常用的切割参数如下：放电电压30-60V，放电电流5-10A，放电时间5-10微秒。
2. 铝合金类材料：铝合金类材料具有良好的导电性和导热性，对电火花线切割加工的要求较高。
常用的切割参数如下：放电电压60-80V，放电电流10-15A，放电时间10-15微秒。
3. 铜类材料：铜类材料的导电性、导热性和软度都很好，但因为铜的熔点较低，容易使切割产生热变形。
常用的切割参数如下：放电电压80-100V，放电电流15-20A，放电时间15-20微秒。
4. 硬质合金类材料：硬质合金类材料的硬度和韧性都很高，对电火花线切割加工的要求也较高。
常用的切割参数如下：放电电压60-80V，放电电流10-15A，放电时间10-15微秒。
总之，电火花线切割加工是一种非常实用的金属加工方法，可以根据不同的材料要求进行分类和选择合适的切割参数。
- 1 -。
数控电火花线切割编程
而电极丝中心轨迹是不能与零件的实际轮廓线相重合。电极
丝中心轨迹与零件轮廓相距一个f 值，f 值称为偏移补偿值， 计算公式如下：
f=d/2+s
电极丝
d/2
式中 f—偏移补偿值，mm
s 工件
d—电极丝直径，mm s—单边放电间隙（0.01mm）
f
数控电火花线切割编程
三、编程补偿值计算
加工凸模零件 f值为正
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
3.计数方向 G （1）直线计数方向
用线段终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向数值大， 就取该方向作为计数方向。即：
|Y|> |X|时，取GY； |Y|< |X|时，取Gx； |Y|=|X|时，取Gx或GY
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
3.计数方向 G （2）圆弧计数方向
|X|> |Y|，取Gy
图6-6 圆弧计数方向选择
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
4.计数长度 J （1）直线计数长度
被加工的直线在计数方向上投影长度的总和
（2）圆弧计数长度 被加工的圆弧在计数方向上投影长度的总和
直线加工指令有：L1、L2、L3、L4
顺时针圆弧加工指令有：SR1、SR2、SR3、SR4
逆时针圆弧加工指令有：NR1、NR2、NR3、NR4
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
5.加工指令 Z （1）直线加工指令按直线走向和终点所在象限分别用
L1、L2、L3、L4表示；与坐标轴相重合的直线，根据进
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。
电火花线切割加工的方法
电火花线切割加工方法的研究江苏迅达电磁线有限公司目录第一章电火花线切割加工机理1.1脉冲电源1.2机械系统1.3断丝机理1.4加工控制第二章电火花线切割加工质量2.1电火花线切割加工精度2.2工艺参数对加工精度的影响第一章 电火花线切割加工机理1.1 脉冲电源电火花线切割的加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电源转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给电极放点间隙所需要的能量来蚀除金属。
脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大影响。
电火花线切割脉冲电源的形式品种很多，如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、节能型脉冲电源等。
1.1.1 对脉冲电源的要求对电火花线切割加工用脉冲总的要求是：（1）有较高的加工速度 不但在粗加工时要有较高的加工速度，而且在精加工时也应具有较高的加工速度。
（2）工具电极损耗低（3）加工过程稳定性好 在给定的各种脉冲参数下能保持稳定加工，抗干扰能力强、不易产生电弧放电、可靠性强、操作方便。
（4）工艺范围广 不仅能适应粗、中、精加工的要求，而且要适应不同工件材料的加工。
脉冲电源要都满足上述要求是困难的，一般来说，为了满足这些总的要求，对电火花线切割加工脉冲电源的具体要求是：1）所产生的脉冲应该是单向的，没有负半波或负半波很小，这样才能最大限度的利用极性效应，不过受工件表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄（2～60μs ）,单个脉冲能量、平均电流（1～5A ）一般较小，所以线切割加工总是采用正极性加工。
2）脉冲的主要参数，如峰值电流 e i、脉冲宽度t i 、脉冲间隔t 0等应能在很宽的范围内调节，以满足粗、中、精加工的要求。
3）脉冲电源不仅要考虑工作稳定可靠、成本低、寿命长、操作维修方便和体积小等问题，还要考虑节省电能。
1.1.2 晶体管矩形波脉冲电源晶体管矩形波脉冲电源是利用功率晶体管作为开关元件而获得单向脉冲的。
电火花线切割编程加工工艺及实例
切割路径规划
避免频繁换向
在切割过程中，应尽量减少电极丝换向的次数，以降低对电极丝的损耗和避免 影响切割精度。
考虑热影响
在规划切割路径时，应考虑到加工过程中产生的热量对工件的影响，合理安排 切割顺序和冷却时间。
切割速度与进给速度
切割速度选择
根据工件材料、厚度及切割质量要求选择合适的切割速度，切割速度过快可能导 致断丝或降低加工质量，过慢则影响加工效率。
电火花线切割编程加 工工艺及实例
目录
CONTENTS
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程技术 • 电火花线切割加工工艺 • 电火花线切割加工实例 • 电火花线切割加工质量与控制
01 电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
高精度加工
材料适应性强
加工复杂形状
环保节能
电火花线切割加工（ Wire Electrical Discharge Machining ，简称WEDM）是一种 利用连续移动的细金属 丝作为电极，对工件进 行脉冲放电切割的加工 方法。
加工特点
钛合金硬度大、熔点高，对切割工艺和设备要求较高。
加工工艺
选择合适的电极丝和脉冲电源，优化切割参数和冷却方式，确保钛合金零件的加工质量和 安全性。同时需注意合理选用电极丝材料和规格，以及调整工作液的成分和压力，以确保 加工过程的稳定性和切割质量的可靠性。
05 电火花线切割加工质量与 控制
加工精度与误差分析
加工精度
电火花线切割能够实现高精度的加工，其精度主要取决于机床的精度、电极丝的直径、切割速度和进给速度等因 素。
误差分析
误差来源主要包括机床误差、电极丝误差、工件装夹误差、编程误差等，通过对误差来源的分析，可以采取相应 的措施减小误差，提高加工精度。
第二讲 电火花线切割加工 原理与特点
曾小军
一、电火花线切割加工的定义： 电火花线切割加工的定义： 电火花线切割加工的定义
电火花线切割加工
Machining， (Wire Cut Electrical Discharge Machining，简 称WEDM)是在电火花加工基础上于50年代末期在 WEDM)是在电火花加工基础上于50年代末期在 是在电火花加工基础上于50 前苏联发展起来的一种新工艺， 前苏联发展起来的一种新工艺，由于其加工过程是 利用线状电极靠火花放电对工件进行切割， 利用线状电极靠火花放电对工件进行切割，故称电 火花线切割。目前， 火花线切割。目前，国内外的线切割机床已占电加 工机床的60%以上。 60%以上 工机床的60%以上。
①、工件必须是导电材料； 工件必须是导电材料； ②、材料的去除是靠放电时的电能作用来实现的； 材料的去除是靠放电时的电能作用来实现的； ③、加工的材料可以选用高硬度的材料； 加工的材料可以选用高硬度的材料； ④ 、 加工对象主要是平面形状 ， 当机床上加上能使 加工对象主要是平面形状， 电极丝作相应倾斜运动的功能后， 电极丝作相应倾斜运动的功能后 ， 也可以加工锥 但是不能加工盲孔； 面。但是不能加工盲孔； ⑤、自动化程度高、操作方便，易于实现自动化； 自动化程度高、操作方便，易于实现自动化； ⑥、不需要制造成形电极。 不需要制造成形电极。
图1-3 电火花线切割加工的原理图 (a)切割图形 (a)切割图形 (b)加工原理图 (b)加工原理图
图1-4 (a)快速走丝机构 (a)快速走丝机构 丝架;2 导电器; ;2： 1：丝架;2：导电器; 导轮;4 电极丝; ;4： 3：导轮;4：电极丝; 工件;6 工作台; ;6： 5：工件;6：工作台; 7：储丝筒
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思考：什么情况下可以产生火 花？？
? 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。
电火花线切割概述
电火花线切割加工 (Wire Cut Electrical Discharge Machining ，简称WCEDM)是在电 火花加工基础上于 50年代末在前苏联发展起 来的一种新工艺，由于其加工过程是利用线 状电极靠火花放电对工件进行切割，故称电 火花线切割。目前，国内外的线切割机床已 占电加工机床的 60%以上。
五、工件装夹及电极找正
低速走丝线切割机床与高速走丝线切割 机床在结构组成上基本一致，不同之处在于：
1.低速走丝线切割机床是单向运丝，而且 电极丝（一般为黄铜丝）只使用一次；
2.低速走丝线切割机床工艺指标（包括加 工精度、表面粗糙度、复杂度等）明显高于高 速走丝；
低速：加工精度为0.002-0.005mm，表
面
粗糙度一般为Ra 1.25um ，
在这个加工过程中 ,工件接高频脉冲电 源的正极,钼丝接高频脉冲电源的 负极,当 工件与钼丝接进到一定距离 (0.01-0.2mm) 时,它们之间就产生火花放电 ,腐蚀工件(熔 化,温度在 10000 度以上 )。
火花放电过程中如此高的温度钼
丝为何没有熔断 ？
1.高速上下移动使之迅速离开高温区； 2.工作液不间断的冲洗也达到了降温的作用；
二、线切割机床的分类
1）按走丝速度分 有高速走丝和低速 走丝两种。高速走丝电火花线切割机床的 电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为 6-11m/s，这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；低速走丝电火花线切割机床的电极丝 作低速单向运动，一般走丝速度低于 2.5m/s。
2）按加工特点分 有大、中、小型， 以及普通直壁切割型与锥度切割型等。
三、线切割加工的特点
①工件必须是导电材料； ②材料的去除是靠放电时的电能 作用来实现的；
③工具电极和工件之间不直接接 触，几乎没有切削力，所以加工的材 料可以选用高硬度的材料（一般加工 工件都可在淬火后进行）；
பைடு நூலகம்
④加工对象主要是平面形状，当机床 上加上能使电极丝作相应倾斜运动的功能 后，也可以加工锥面。但是不能加工盲孔；
线切割加工典型零件
３．线切割机床的主要应用
３．线切割机床的主要应用
３．线切割机床的主要应用
一、线切割的基本原理
原理：利用上下高速移动的金属导 线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行 脉冲火花放电、切割成形。
其加工原理示意图如下图所示：
3
1
4
2
6
-+
5
1、贮丝筒 2、电极丝 3、导电块 4、导轮 5、工件 6、脉冲电源
（4）加工贵重金属 线切割是通过线状电极的“切割”完成加
工过程的，而我们常用的线状电极的直径很小 （通常在0.13mm-0.18mm ），所以切割的缝
隙也很小，这便于节约材料，因此我们可以用 来加工一些贵重金属材料。
（5）加工试验品 在试制新产品时，用线切割在坯料
上直接割出零件，例如试制切割特殊微 电机硅钢片定转子铁心，由于不需另行 制造模具，可大大缩短制造周期、降低 成本。
低速目前最高切割速度： 300 mm2 min
高速最高切割速度可达： 260
mm2 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。
数控电火花线切割加工一般操作步骤
加工前先准备好工件毛坯、压板、夹具等装夹工具，若需切割内腔形 状工件，毛坯应预先打好穿丝孔，然后按以下步骤操作： ? 1. 起动机床电源进入系统，编制加工程序。 ? 2. 检查系统各部分是否正常，包括高额电压、水泵、丝筒等运行情况。 ? 3. 装夹工件，根据工件厚度调整z轴至适当位置并锁紧 ? 4. 进行储丝筒上丝、穿丝和电极丝找正操作。 ? 5. 移动X、Y轴坐标确定切割起始位置。 ? 6. 启动走丝系统 ? 7. 开启工作液泵，调节喷嘴流量。 ? 8. 运行加工程序开始加工，调整加工参数。 ? 9. 监控运行状态，如发现堵塞工作液循环系统应及时疏通，及时清理 电蚀产物，但在整个切割过程中，均不宜变动进给控制按钮。 ? 10. 每段程序切割完毕后，一般都应检查纵、横拖板的手轮刻度是否与 指令规定的坐标相符，以确保高精度零件加工的顺利进行，如出现差 错，应及时处理，避免加工零件报废。
（2）加工电火花成形加工用的电极
一般穿孔加工用的电极以及带锥度型腔加 工用的电极，以及铜钨、银钨合金之类的电极材 料，用线切割加工特别经济，同时也适用于加工 微细复杂形状的电极。
（3）加工高硬度材料 由于线切割主要是利用热能进行加工，在
切割过程中工件与工具没有相互接触，没有相 互作用力，所以可以加工一些高硬度材料，只 要被加工的金属材料熔点在 10000℃以下就可 以。
⑤自动化程度高、操作方便，易于实 现自动化；
⑥不需要制造成形电极，用简单的电 极丝即可对工件进行加工。
四、线切割加工的用途
（1）加工模具
适用于各种形状的冲模。调整不同的间隙 补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固 定板、凹模及卸料板等。模具配合间隙、加工精 度通常都达到要求。此外，还可加工挤压模、粉 末冶金模等通常带锥度模具。
最佳可达Ra 0.2um ；
高速：加工精度为0.01-0.02mm，表面
粗糙度一般为Ra 5.0-2.5um ，最佳可达
Ra 1.0um
3.低速走丝线切割机床加工零件的
厚度小于高速；
4.低速走丝线切割机床价格高。
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；
电火花线切割机床组成
一、典型设备
二、DK7740机床的组成部分 DK7740机床组成
机
脉
控
床
冲
制
主
电
部
体
源
分
工
床 身
运 丝 机 构
作 液 循 环 系
工 作 台
丝 架
高 频 电
源
微 机 控
制
统
1-储丝筒；2-走丝溜板；3-丝架；4-上工作台；5-下工坐台； 6-床身；7-脉冲电源及微机控制柜
三、低速与高速电火花线切割机床的 比较