4第四章 电火花线切割加工2

第四章电火花线切割加工•一、电火花线切割的加工原理和特点•1、基本原理•与电火花加工的原理完全一样•其区别仅在于用线电极代替了原来的复杂形状的电极。•2、电火花线切割加工的特点•1）不需要制造复杂的成形电极。•2）工件材料蚀除量少，加工效率高。•3）不必考虑电极的损耗。•4）能够加工各种精密细小、形状复杂的零件。•5）采用精规准一次加工成形，不需要转换加工规准。•3、电火花线切割加工机床的类型•一般根据其采用的电极丝和电极丝运动速度可分为两大类：•一类为快走丝：7～10m/s钼丝•一类为慢走丝：4m/min铜丝二、电火花线切割机床简介•1、组成•三大部分：机床本体、脉冲电源、数控系统•（1）机床•a.床身：支承和固定坐标工作台。•b.坐标工作台：十字拖板。很高的定位精度和运动精度。滚动道轨、无间隙丝杠螺母传动。•c.运丝机构（走丝机构）•慢走丝：卷丝电动机与张力电动机相互作用，使电极丝单方向移动。•快走丝：电极丝绕在储丝筒上，由储丝筒的周期性正反转使电极丝高速运动。•丝架：对电极丝起支承作用，使电极丝始终垂直工作台表面。利用丝架的上下导轮的相对运动可实现锥度的切割。•d.工作液及循环系统•对工作液的要求：绝缘性，较好的消电离能力，生产效率高、稳定性好、对电极丝寿命影响小，好的洗涤性能、防腐性能、润滑性能等等。•目前采用的工作液：乳化油水溶液，皂化油的浓度为：7～15％。慢走丝的大多采用去离子水。•（2）高频脉冲电源•主要是晶体管脉冲电源，其工作原理与电火花加工机床所用脉冲电源相同。不同的是线切割所用的电源的功率较小，频率较高。•电压：100V左右•电流：5A•脉冲宽度：60毫秒•脉冲电源参数可调。•慢走丝：所用电源功率较大，最大加工电流可在20～30A之间。•（3）数字程序控制系统•作用：按编制的一定形式的程序，进行指定的运算，并发出信号控制步进电动机驱动工作台按要求的轨迹运动，以实现整个加工过程的自动化。•三、线切割机床的数字程序控制原理•1、逐点比较法•可以看出：采用逐点比较法控制进给，每加工一步要完成下面三个工作节拍：•（1）判别。加工点对预定轨迹的偏离位置，以此决定滑板的走向。•（2）进给。根据判别的结果，控制滑板X或Y方向进给一步。•（3）计算。计算新的加工点与预定轨迹之间的偏差，作为下一步判别的依据。•2、偏差计算•1）加工直线的偏差计算•直线的方程为：•x/y=xe/ye即：yxe=xye用F=yxe－xye来表示偏差的大小，则：当F0时：说明加工点在斜线的上方。沿X进给一步。当F0时：加工点在斜线的下方。沿Y进给一步。•实际工作中，计算机是根据递推法计算的：•F1=XeY1-X1Ye≥0,沿X方向进给一步到M2•X2=X1+1,Y2=Y1•F2=XeY2-X2Ye•=XeY1-(X1+1)Ye•=XeY1-X1Ye-Ye•=F1-Ye•如果F20,沿Y进给到M3•X3=X2,Y3=Y2+1•F3=F2+Xe•可以看出，只用到终点坐标值，不必计算加工点的坐标值。M1(x1,y1)M2(x2,y2)M3(x3,y3)OA(xe,ye)•2）加工圆弧时的偏差计算•以圆心为坐标原点的圆方程为：•x2+y2=R2•即：x2+y2－R2＝0•偏差F=x2+y2－R2•F=0说明点在圆外•或圆上•F0说明点在圆内。•（偏差的计算同直•线一样）•3、加工长度的控制•解决如何判别加工中了的问题。•在原来逐点比较法的工作节拍中加入一个判别环节，如已加工到终点，则停止加工，没到终点继续下一个节拍：判别加工点的位置。•为进行终点判别需要在计算机中设置一个计数器，加工前将X或Y方向的长度也就是需要进给的步数送入计数器，在该方向上每进给一步计数器减一，当计数器减到零时，加工停止。•对于直线，计数的长度和方向由其终点坐标xeye决定:•当xeye时，计数方向取Gx,计数长度J=xe•当xeye时，计数方向取Gy,计数长度J=ye•对于圆弧：（与直线相反）也是以圆弧终点的坐标值为准：•如xeye，计数方向取Gy，计数长度应取圆弧各段在该方向上的投影总和。J=Jy1+Jy2+Jy3•四、程序格式和程序编制•1、程序的格式（分隔符式）•BXBYBJGZ•x坐标值y坐标值计数长度计数方向加工指令•B:分隔符•X,Y：加工直线时为终点坐标值（坐标原点为起点）•加工圆弧时为其点坐标值（坐标原点为圆心）•J计数长度，X,Y,J均以微米为单位。X，Y为零时•可以不写，但J必须写满六位，不足六位前面用•0补齐。如：001980•G：为计数方向（同前讲）Gx或Gy•Z：加工指令。加工直线还是加工圆弧？是顺时针加工还是逆时针加工？12种。•加工直线4种：L1,L2,L3,L4•加工圆弧根据圆弧起点所在象限和加工方向不同，有8种：•2、程序的编制•(1)根据要加工零件的内（外）轮廓，确定钼丝的移动轨迹。求出单边补偿（放大或缩小）量。•f=½d+δ•d:电极丝直径•δ:单边放电间隙•（2）将钼丝的轨迹进行分段，分成若干直线和圆弧。•（3）求出各段直线与直线，直线与圆弧，圆弧与圆弧的交点坐标值。•（4）如工件有公差要求，编程时应取其公差带的中心为编程计算尺寸。•R+0.03,编程时取R=[10+1/2(0.01+0.03)]=10.02mm•（5）合理选择切割起始点。起始点应选择在线段交点处，同时应接近被加工工件的重心。•切外轮廓时：选择切入点•切内孔时：选择预钻孔位置+0.01•五、电火花线切割模具的特点•1、要选用淬透性能良好的材料。•特别是比较厚的模块。选用Cr12、CrWMn•Cr12MoV等，尽量少使用一般的碳素工具钢，象T8A,T10A等•淬透性不好，淬硬层薄，使用寿命短。•淬透性不好，放电温度高，工作液冷却，相当于又进行一次淬火，产生柱面变形，直接影响加工精度。•2、对于精密细小、形状复杂的模具，不必采用镶拼结构。•采用整体结构，强度好，加工工时短。•3、线切割模具的特点•（1）凸模与固定板的配合•因为线切割的凸模是直通式的，为保证模具工作时凸模不被拔出，凸模与固定板的配合应紧密，一般应有0.01~0.03mm的双边过盈。当凸模的型面较大时，应将凸模用螺钉固定在固定板上。•（2）凹模的刃口厚度•因为线切割的凹模孔一般不带斜度，所以其刃口厚度应在保证强度的前提下尽量减薄。•一般采用在凹模背部挖台阶的方法，但如果强度不允许的话，切完后用一比型孔稍大的紫铜电极从背部加工一下。