电火花线切割技术的研究现状和发展趋势
专业：机械制造及自动化
班级：09机电3班
学生：高小欢
学号：090122025
指导老师：杨汉嵩
内容摘要：
随着机械制造业水平的不断提高和产品加工精度的需要，先进的机械制造技术的应用也就顺利成章，
及其主要内容。
发展趋势
关键字：现代机械制造技术电火花切割
前言
目前，随着电子、信息等高新技术的不断发展及市场需求个性化与多元化，世界各国都把机械制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，
其他学科的高技术成果引入机械制造业中。因此机械制造业的内涵与水平已今非昔比，它是基于先进制造技术的现代制造产业。纵观现代机械制造技术的新发展，其重要特征主要体现在它的绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。
机械制造行业不断遇到高硬度，高韧性，高熔点等难切割加工材料以及特殊结构特别市复杂曲面零件的加工难题。
加工技术的发展，促进电火花线切割加工新方法，新工艺的不断表现，扩大了电
火花线切割加工的适用范围。电火花切割技术是先进制造技术之一，在机械生产
中应用范围广，从国内来看，我国的电火花线切割加工技术发展迅速，尤其是我
国特有的单向(高速)走丝电火花线切割机构简单，价格低廉，各方面指标都有了
较大的提高。
因此，进一步研究高速走丝电火线切割加工技术，扩大其加工范围，尤其是
利用计算机等高科技工具和先进的科学方法来提高我国电火花线切割技术
水平，缩短同发达国家的差距，不仅具有重要的意义，而且具有显著的经济
和社会效益。
1 高速走丝线切割加工技术的现状
有我国特色的数控高速走丝电火花线切割加工技术自60年代末研制成功以
来，经过30年的不
断完善和发展，现已成为制造业中不可缺少的加工手段。目前，高速走丝线切割
机的切割速度已由过去的20～40mm 2 /min 普遍提高到100mm 2 /min 以上，有的可达到260mm 2 /min，机床的加工精度为±0.01mm，工件的表面粗糙度为R a 1.25～2.5 μm,因而可满足一般模具加工和其他复杂零件制造的要求。
随着科学技术的发展，对各类产品的制造要求越来越高，对线切割加工技术
也提出了更高的要求。国外(欧美、日本等)研究发展的数控低速走丝电火花线切
割机为适应对制造加工技术的要求，采用闭环数字交(直)流伺服控制系统，确保
优良的动态性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以内。同时机床具有
数字自适应控制电源、自动穿丝、自动卸除废料、短路自动回退等自动化技术，
此外对电极丝张力和工作液压力也可进行控制。
软件技术的更新和发展，低速走丝线切割机的工艺指标已达到了相当高的水平。即使对形状复杂零件的加工，最高切割速度也可超过300mm 2 /min；尺寸精度可达到±2～5μm；表面粗糙度可达到R a 0.1～0.2μm(多次切割)。机床的自动化程度高，加工稳定性好，已向无人化加工发展。
2 高速走丝线切割加工技术的发展趋势
高速走丝线切割机由于受到电极丝损耗、机械部分的结构与精度、进给系统的开环控制、加工中工作液导电率的变化、加工环境的温度变化及本身加工的特点(如运丝速度快、
以目前机床的现状，
竞争，困难是相当大的，而且研究开发的代价也会很高，机床的制造成本将大幅度提高，从现实和市场的角度来考虑都是不太适宜的。因此，高速走丝线切割机的发展策略是扬长避短，以发展中低档机床为主，使机床向适当加工精度、良好的加工稳定性和容易操作的方向发展，来满足不断发展的生产需要。目前市场上高速走丝线切割机最大的优势在于拥有良好的性能价格比，
须以此为基本出发点，不能过分强调机床加工精度，而忽视机床性能价格比的因素。如违背这一原则，机床制造商和用户都难以接受。为在较短的时间内，使高速走丝线切割机的加工性能有较大的提高，
的研究。
2.1 基于PC 的数控系统的开发
数控系统是数控机床的核心部分，
和稳定性，而且也是扩大机床加工范围、实现复杂加工的重要手段。目前，各国都非常重视数控技术的研究，将其作为实现制造技术突破性发展的一个重点。
控系统技术当前发展的一个重要趋势是开放式数控系统。其含义是：数控系统的开发者在一个统一的体系结构下开发自己的产品，
透明的规范。这种结构对电加工机床数控系统的重要性已非常明确了。
高速走丝线切割机要进一步发展，必须摆脱单板机作为数控系统，采用新的数控系统。根据目前国际上数控系统发展趋势及PC 的发展情况，应开发和使用基于PC 的数控系统。众所周知，PC 本身是插卡式结构，是标准的开放式体系结构的系统。如高速走丝线切割机开发基于PC 的数控系统，那将是国产高速走丝线切割机数控系统向开放式数控系统发展的一个有效方法。当前，PC 的价格持
续下降，而性能和稳定性不断增强，使用PC 不仅为高速走丝线切割机数控系统提供了优越的硬件平台，而且能保持机床性能价格比的优势。
目前国内已有基于PC 的高速走丝线切割机数控系统，但其主要功能是加工轨迹编程，机床加工控制功能还很不完善，没有充分利用PC 的资源，充分利用PC 的资源来开发高性能的数控系统，将是高速走丝线切割机的一个重要发展方向。
2.2 人工智能(AI)技术的运用
智能化数控系统也是当前数控技术发展的另一个重要趋势。
控制系统中使用了智能控制技术，
续、稳定、优化地进行。人工智能技术也成功地运用到加工参数的设定、加工程序的生成、工件位置的测定及加工结果的测量等整个机床操作过程，大大地提高了机床的加工性能和自动化程度，降低了对操作者的要求，使非熟练操作者也能取得熟练操作者的加工效果。
统，因此研究开发的成本低，而且功能易于扩展、使用灵活、更新的速度快，
当前提高数控机床的自动化、可操作性和增强机床的功能中所起的作用越来越大。
高速走丝线切割加工由于运丝速度快、开环控制等加工特点，故放电加工过程具有复杂的随机性，
人工智能技术的兴起，
有效方法。低速走丝线切割机中，机械部分已是相当稳定，现在主要是软件的功能不断更新、增强，并逐步发展到运用人工智能技术。作为有中国特色的高速走丝线切割机，应抓住这次机会，充分重视人工智能技术的研究和运用。人工智能技术运用到电火花线切割加工，
在研究中要针对高速走丝线切割加工的关键性环节，
验，
目前国内已开始进行人工智能技术在电火花线切割加工中的研究，
度和广度还很不够。还有许多方面有待进一步研究。
将最新发展的人工智能技术引入到高速走丝线切割机中，
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。
2.3 机床设计的改善
为改善高速走丝线切割机的加工精度，必须进一步改进机床的结构，使其更为合理。目前机床的整体结构多为音叉式，此种结构的刚度差，固有频率低，发生振动，且放电加工将产生大量的热，使机床的本体发生较大的热变形，这都在一定程度上影响了高速走丝线切割机的加工精度。因此，在设计机床整体结构时，必须充分利用先进的技术手段进行分析以提高机床结构的合理性。这方面的
研究将涉及到运用先进的计算机有限元模拟软件对机床的结构进行力学和热稳
定性分析。同时，机床运动精度的改善对提高加工精度也是十分重要的，传统的方法是通过提高工作台传动链的零件精度与传动刚度来改善线切割机的运动精度，但这将使机床的成本大为增加。而建立在基于PC 数控系统的高速走丝线切割机，可方便地运用螺距误差与间隙补偿技术来提高机床的运动精度，这种方法可在进给系统开环控制状态下，较大幅度地提高机床的加工精度，且成本低，
常适合高速走丝线切割机。
高速走丝线切割机的一个重要特征是电极丝高速往复循环使用，
丝系统的稳定性较差。当丝高速运行时，引起的振动较大，且导轮磨损大，此外电极丝的恒张力控制及张力分档调节较难，
响了加工精度。因此，必须加强对走丝系统结构的深入研究并进行改进，保证放电加工时电极丝运动的稳定性。
耗是不能忽视的，它会对加工精度产生影响。此外在重视商品包装的今天，机床的外观设计和包装也十分重要，
进行设计是很重要的，
意义。总之，改善机床设计的研究涉及面较广，在考虑保持机床性能价格比优势的前提下，研究开发的难度是很大的，然而，一旦有所突破，将对高速走丝线切割加工技术产生重大的影响。
2.4 多次切割工艺的应用
多次切割加工是高速走丝线切割加工技术的一个重要发展方向。
金属切削机床还是低速走丝线切割机，一次加工都无法得到良好的加工效果，
达到较高的加工精度，都必须在粗加工后再作精加工才能获得。低速走丝线切割
机能达到很高的加工精度，也因采用了多次切割工艺。为改善高速走丝线切割机
的加工品质，必须进行多次切割加工的研究。以往的高速走丝线切割机由于功能
和结构所限，不具备进行多次切割的基础。近年来，高速走丝线切割机的脉冲电
源、进给策略和电极丝的张力控制等方面有了较大的提高，为多次切割工艺的应
用提供了可能性。目前有的高速走丝线切割机已能实施多次切割加工，并能一定
程度地提高加工精度。然而，研究应用的深度还不够。为更好地实现多次切割加
工，机床的功能和结构有待于进一步改进和提高；为保证多次切割加工的效率，
仍须大幅度提高一次加工的速度，第一次切割加工的速度应保持在100mm 2 /min
以上［4］
转化到机床的加工技术中，以实现加工精度的提高。
3 结论和展望
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。
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。
数控电火花线切割加工论文 曾 海 波
数控电火花线切割加工论文 摘要：对数控电为花线切割加工的特点以及线切割加工中引起模具加工零件变形的各 种因素作了深入分析，从实践经验中提出一些解决徐径和有效加工方法，相信对提高 模具加工质量有一定的借鉴作用． 关键词：模具加工；电火花线切割加工；加工工艺；工件变形 正文：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新的工艺形式，它是 利用移动的细金属丝作为工具电极，在金属丝与工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电 的电腐蚀作用对工件切割加工的．数控线切割加工零件的精度度，适应平面复杂形状 零件的加工，具有应用灵活，加工周期短，节约材料等特点。 目前在新产品的研制和开发中，大量采用数控线切割技术来直接切割零件，缩短 研发周期。然而，再先进的机床，如果没有重视加工的工艺技术与操作技巧，没有做 到工艺合理，是不能高效地加工出高质量的工件。因此在实际操作过程中必须重视有 关加工技术。 1、数控电火花线切割加工的特点 随着数控电火花线切割机床的普及，电火花线切割机床已逐渐从单一的冲裁模具 加工向各类模具及复杂精密模具和其他各类零件的加工方向转移。其应用越来越广泛。 数控线切割加工具有电火花加工的共性，金属材料的硬度和韧性并不影响其加工，电 火花切割主要用来加工淬火钢和硬质合金；当前绝大多数电火花线切割机，都采用数 字程序控制，其工艺特点如下： 1.1用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，如冲模、凹凸模及 外形复杂的精密零件等。 1.2不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的铜丝或 钼丝等作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。 1.3电极丝直径较细，切缝很窄，这样不仅有利于材料的利用，而且适合加工细小零件。 1.4电极丝在加工中是移动的，不断更新（慢走丝）或反复使用（快走丝），可以完全 或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。 1.5依靠计算机和控制电极丝轨迹和偏移轨迹，可方便地调整凸凹模具的配合间隙，并 且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。 2、线切割加工工艺
目录 1 绪论 (1) 1.1 电火花加工的产生和加工原理 (1) 1.1.1电火花加工的来源 (1) 1.1.2电火花加工的物理本质和工作原理 (1) 1.2 电火花加工的现状及发展 (4) 1.2.1电火花线切割加工的现状 (4) 1.2.2电火花线切割机的发展策略 (5) 1.2.3设计过程 (6) 2 工作台设计方案及其分析 (7) 2.1数控电火花线切割机床的机构组成及其作用 (7) 2.2坐标工作台的组成 (8) 2.3 主要参数 (9) 2.4 方案确定 (9) 2.4.1 床身结构 (9) 2.4.2 X-Y工作台 (9) 2.5坐标工作台的的传动精度对工艺指标的影响 (11) 3 结构设计 (12) 3.1 工作台外形尺寸及重量计算 (12) 3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (13) 3.3 导轨的确定 (15) 3.4 步进电机的选用 (17) 3.5 轴承的设计计算 (18) 3.6 X向齿轮副的选用 (19) 3.7 Y向齿轮副的选用 (25)
结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)
第一章.绪论 1.1电火花加工的产生和加工原理 电火花加工是一种新的加工技术，自五十年代以来，我国开始研究和试用。经过不断发展，已得到日益广泛的应用，成为加工各种模具和零件的有效方法。1.1.1电火花加工的产生 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。 研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。 电火花加工是与机械加工性质完全不同的一种新工艺、新技术。机械加工是通过机床部件的相对运动，用比工件材料硬的刀具去切除工件上多余的部分，来得到成品零件的。但随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高粘性、高韧性、高纯度等性能的新材料不断出现，具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，仍然采用机械加工法，有时是难于加工或无法加工的。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显出很多优异性能，因此得到了迅速发展和日益广泛的应用。 1.1. 2.电火花加工的物理本质和工作原理 电火花线切割加工是基于在液体介质中小间隙脉冲放电时材料的电腐蚀的切割加工，它是相当复杂的瞬变的微观物理过程，大致可分为介质击穿和通道形
线切割加工论文数控加工论文 数控电火花线切割加工(wire cut EDM)的特点与工艺 摘要:本文对数控电火花线切割加工的特点以及线切割加工中引起模具加工零件变形的各种因素作了深入分析,从实践经验中提出了一些解决途径和有效加工方法,相信对提高模具加工质量具有一定的借鉴作用。 关键词: 模具加工；WEDM；加工工艺；工件变形 0 前言 电火花线切割加工(wire cut EDM,简称WEDM)是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式,它是利用移动的细金属丝作为工具电极,在金属丝与工件间通以脉冲电流,利用脉冲放电的电腐蚀作用对工件进行切割加工的。 数控线切割加工零件的精度高,适应平面复杂形状零件的加工,具有应用灵活,加工周期短,节约材料等特点。 目前在新产品的研制和开发中,大量采用数控线切割技术来直接切割零件,缩短研发周期。然而,再先进的机床,如果没有重视加工的工艺技术与操作技巧,没有做到工艺合理,是不能高效地加工出高质量的工件。因此在实际操作过程中,必须重视有关加工技术。
1 数控电火花线切割加工的特点 随着数控电火花线切割机床的普及,电火花线切割机床已逐渐从单一的冲裁模具加工向各类模具及复杂精密模具和其他各类零件的 加工方向转移。其应用越来越广泛。 数控线切割加工具有电火花加工的共性,金属材料的硬度和韧性并不影响其加工,电火花线切割主要用来加工淬火钢和硬质合金;当 前绝大多数电火花线切割机,都采用数字程序控制,其工艺特点如下: 1.1 用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的 工件,如冲摸、凹凸模及外形复杂的精密零件等。 1.2 不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极,而是采用直径不等的铜丝或钼丝等作工具电极,因此切割用的刀具简单, 大大降低了生产准备工时。 1.3 电极丝直径较细(0.025～0.3mm),切缝很窄,这样不仅有利 于材料的利用,而且适合加工细小零件。 1.4 电极丝在加工中是移动的,不断更新(慢走丝)或反复使用(快走丝),可以完全或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。
课程名称：院系： 专业： 班级： 学号： 姓名:
电火花加工 1.概述 电火花加工是一种自激放电，故又称放电加工（EDM）,于20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产，是目前机械制造业中应用最广泛的特种加工方法之一，在难切削材料、复杂型面零件等的加工中得到了广泛应用。 2.原理 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深)，使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。 3.特点 1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。 2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。 3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。 4.可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。基于.上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项: 1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。 2)加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 3)在金属板材上切割出零件。4)加工窄缝。 5)磨削平面和圆面。
创新研修课 绝缘陶瓷电火花线切割加工实验研究报告 指导教师：郭永丰 班号：1108401 姓名：胡昉 学号：111084013 同组人员：张瑞丁海鑫
一、实验目的 1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3.熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验原理 线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。 工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。
三、实验仪器与设备 1、计算机 2、线切割机床 四、实验内容简述 1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能 2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作 3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作 (1) 电极丝的绕丝、紧丝操作 具体步骤如下： 将购回的丝盘上的电极丝绕在储丝筒上； 使储丝筒移动到其行程的一端，把电极丝通过导丝轮引向储丝筒端部的螺钉处并压紧； 打开张丝电机启停开关，旋动张丝电压调节旋钮，调整电压表读数至电极丝张紧且张力合适； 旋转储丝筒，使电极丝以一定的张力逐渐均匀地盘绕在储丝筒上； 待储丝筒以至其行程的另一端时，关掉张丝电机启停开关，从丝盘处剪断电极丝并固定好丝头。 (2) 电极丝垂直校正 在具有U、V轴的线切割机床上，电极丝运行一段时间、重新穿丝后或加工新工件之前，需要重新调整电极丝对坐标工作台表面的垂直度。校正时使用一个各平面相互平行或垂直的长方体，称为校正器具体步骤如下： 擦净工作台面和校正器各表面，选择校正器上的两个垂直于底面的相邻侧面作为基准面，选定位置将两侧面沿X、Y坐标轴方向平行放好；
电火花加工技术 一：电火花技术概述 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，放电时局部瞬时产生的高温把金属蚀除下来。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。1870年，英国科学家普利斯特里最早发现电火花对金属的腐蚀作用。当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。直到1934年，前苏联科学家拉扎连柯等把电火花对金属的腐蚀作用利用起来。 后来，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一，最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。随着人类进入信息化时代，电加工技术取得了突飞猛进的发展，可控性更高，数字化程度更好。 在中国电火花加工技术起步稍晚。根据中国的国情，实现电火花加工技术的原始创新是很困难的，只能采取引进消化吸收再创新的策
略，因为这套系统集成了很多学科领域的知识，如计算机的软硬件、微电子、数控、电力半导体、机械技术、电气技术等，是多方面、多学科集成的产品，是比较复杂的高科技产品。国内现在显然还没有一个能够独立进行原始创新的团队，因此注定要经历一个长时间痛苦的积淀过程，所以我认为中国的电火花技术创新之路别无选择。政府也越来越认识到高校已经不再是创新的主战场，必须依托企业才能实现。 制造业是一个传统行业。一个国家的发展终归要落脚于制造业，因此作为基础工业，制造业必定拥有永久的生命力，而电加工行业也不例外。随着各项技术的不断发展，电加工技术也在进步，至于一项技术能够发展多久，也要看这个行业中的人怎样去尽心敬业、钻研并推进它。 二: 加工原理及原理图 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电 蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。 电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油或去离子水）中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01～ 0.05mm）。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近
（1） 模块四 数控电火花线切割机床操作要领 （2） 本课题学习的容主要是使你了解数控电火花线切割机床操作的基本流 程，教会你装夹工件、安装并校正线电极，并掌握确定加工参数的方 法。 （3） （4） 电火花线切割加工操作流程包括工件材料的选择→工艺基准的确定→ 穿丝孔的加工→工件的装夹→线电极的选择及位置校正→确定加工参 数→线切割加工等步骤。 （5） 有些步骤的容我们在模块三已学习过，在本模块着重介绍工件的装夹、 线电极的选择及位置校正、加工参数的确定等操作要点。 （6） 工件的装夹 （7） 线切割加工工件的安装一般采用通用夹具及夹板固定。由于线切割加 工时作用力小，装夹时夹紧力要求不大，且加工时电极丝从上到下穿 过工件，被工件切割部分要悬空，因此对线切割工件的安装有一定有 要求。 1． 对工件装夹的一般要求 （1） 工件的装夹基准面要光洁无毛刺。对热处理后的工件表面的渣物及氧化 膜一定要清洁干净，以免造成夹丝或断丝。 学习目标： 知识目标：●了解数控电火花线切割机床加工流程。 能力目标：●掌握数控电火花线切割装夹工件、校正线电极位置和确定加工参数的 方法。
（2）夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。 （3）装夹位置要有利于工件的找正，且要保证在机床加工行程围。 （4）所用的夹具精度要高，以确保加工精度。 （5）细小、精密及薄壁工件应先固定在辅助夹具上再装夹到工作台。（6）批量加工零件时，最好设计专用夹具以提高生产率。 2．常用的工件装夹方式 （1）悬臂支撑，如图3-22（a）所示。此方式装夹方便，通用性强，适用于对加工要求不高或悬臂部分较少的工件的装夹。 （2）两端支撑，如图3-22（b）所示。此方式工件两端固定在夹具上，支撑稳定，定位精度高，适用于较大零件的装夹。 （3）桥式支撑，如图3-22（c）所示。此方式是把两支撑垫铁放到两端支撑夹具上，桥的侧面也可作定位面使用，使装夹更方便，通用性广，适用 于大、中、小工件的装夹。 （4）板式支撑，如图3-22（d）所示。支承板按照常规工件形状制造出具有矩形或圆形孔，易于保证装夹精度，适用于装夹常规工件及批量生产。（5）复式支撑，如图3-22（e）所示。此方式是把专用夹具固定在桥式夹具上，适用于批量生产，可节省装夹时间且保证加工工件的一致性。
电火花加工 机电一体化专业3班于新伟 37号摘要: 关键词: 一、引言 二、电火花加工的基本原理
（一）概念 电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的加工要求。 要将电腐蚀现象用于金属材料的尺寸加工，设备装置必需以下三个条件： 1）工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙（通常约为几微米至几百微米）。间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会产生火花放电。间隙过小，会形成短路，不能产生火花放电，而且会烧伤电极。 2）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间一般为10-7~10-3s。这样才能使放电所产生的热量来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电点分别局限在很小的范围内；否则，象持续电弧放电那样，使表面烧伤而无法用作尺寸加工。为此，电火花加工必须采用脉冲电源 3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，它们必须具有较高的绝缘强度(103~107Ω·cm)以有利于产生脉冲性的火花放电，同时，液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去，并且对电极和工件表面有较好的冷却作用 图1 电火花加工原理示意图 1-工件；2-脉冲电源；3-自动进给调节装置；4-工具； 5-工作液；6-过滤器；7-液泵
（三）电火花加工特点 电火花属于不接触加工 工具电极和工件之间并不直接接触，而是有一个火花放电间隙，这个间隙一般是在0.05~0.3mm之间，有时可能达到0.5mm甚至更大，间隙中充满工作液，加工时通过高压脉冲放电，对工件进行放电腐蚀。 加工过程中没有宏观切削力 火花放电时，局部、瞬时爆炸力的平均值很小，不足以引起工件的变形和位移。 可以“以柔克刚” 由于电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料，与工件材料的强度和硬度等关系不大，因此町以用软的工具电极加工硬的工件，实现“以柔克刚”。 可以加工任何难加工的金属材料和导电材料 由于加工中材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性，如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨，因此工具电极较容易加工。 可以加工形状复杂的表面 由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状工件的加工，如复杂型腔模具加工等。特别是数控技术的采用，使得用简单的电极加工复杂形状零件成为现实。 可以加工特殊要求的零件 可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。 三、电火花加工的一些规律 （一）影响材料放电腐蚀的主要因素 1．极性效应 能量在两极上的分配对两个电极电蚀量的影响是一个极为重要的因素，而电子和正离子对电极表面的撞击则是影响能量分布的主要因素，因此，电子撞击和离子撞击无疑是影响极性效应的重要因素。但是，近年来的生产实践和研究结果表明，正的电极表面能吸附工作液中分解游离出来的碳微粒，形成碳黑膜（覆盖层）减小电极损耗。
第五章数控电火花线切割加工工艺与编程 第一节数控电火花线切割加工概述 序号：37 主要内容： 一、数控线切割加工机床简介 电火花线切割机床组成：机床本体、控制系统、脉冲电源、运丝机构、工作液循环机构和辅助装置（自动编程系统）。 线切割机床可分为高速走丝机床和低速走丝机床。 二、数控线切割加工原理及特点 1．数控电火花线切割加工原理 它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐作用，对工件进行加工的一种工艺方法。 数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具线电极（负电极），被切割的工件为工件电极（作为正电极），在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下（工作台）相对电极丝按预定的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。 2．数控线切割加工的特点 （1）可以加工难切削导电材料的加工。例如淬火钢、硬质合金等； （2）可以加工微细异形孔、窄缝和复杂零件，可有效地节省贵重材料； （3）工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件及细小零件； （4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程中的自动化。 （5）依靠数控系统的间隙补偿的偏移功能，使电火花成形机的粗、精电极一次编程加工完成，冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。 三、数控线切割加工的应用 1．形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极； 2．注塑模、挤压模、拉伸模、冲模； 3．成形刀具、样板、轮廓量规的加工； 4．试制品、特殊形状、特殊材料、贵重材料的加工。 小结 电火花线切割机床组成、电极丝（负电极）、工件（正电极）。
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。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的不同点 两者在加工极性、工作液、放电状态、接触方式、电极形式、电极丝的加工特点、工具损耗等方面有不同处，具体表现为：
特种加工论文 电火花线切割优缺点及发展 姓名：韩子元学号：100104112 专业：机械设计制造及其自动化班级：10机电三班
电火花线切割优缺点及发展 摘要：本文主要介绍了特种加工中电火花线切割技术，首先介绍了它的原理，然后分析了它的优点及其缺点，接着说明了它在实际中的主要应用方向，最后对线切割技术的发展趋势做出了陈述。 关键字：特种加工技术，电火花线切割，优缺点，发展 Abstract：In this article mainly introduces the special processing, first introduces the principle of its, and then analyses its advantages and disadvantages, then illustrates its main applications in the actual direction, finally the development trend of wire-cutting technology has made the statement. Key words: special processing technology, wire cutting, advantages and disadvantages, development 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。电火花线切割加工技术作为一种特种加工技术,具有许多传统加工所不具有的优点以及良好的发展前景。其中主要的原因是电火花线切割加工方法几乎可加工具有任何硬度的导电金属材料,且加工过程中不受宏观力的作用,从而可保证较好的加工精度与表面质量。 一．电火花线切割加工原理 电火花线切割加工是利用移动的细金属导线（钼丝或铜丝）作为电极，对工件进行脉冲火花放电，靠放电时局部瞬间产生的高温来除去工件材料，以此进行切割加工的方法。电极丝作为工具电极，被切割的工件作为工件电极。当来一个
河海大学文天学院 《现代制造技术》专题论文 ——电火花加工技术 专 业____________ 班 级____________ 姓 名____________ 学 号____________ 10机械工程及其自动化 机械四班 方浩、张剑波 100330409、100330436
汪永明 指导老师____________ 摘要：电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性放电时的电腐现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工主要优点是适合于难切削材料，可以加工特殊及复杂形状的零件。电火花加工主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，因此其应用领域日益扩大。 关键字：电火花加工不接触加工电蚀加工
第一章电火花加工技术的产生与发展 一、电火花加工的概念 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的加工要求的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM【1】。 二、电火花加工技术的产生背景【2】 提到电火花加工，我们首先就会想到特种加工技术。特种加工技术有别于传统的机械加工，他的产生不是偶然的。第二次世界大战后，特别是进入20世纪50年代以来，随着现代科学技术的发展，各个行业，尤其是国防工业部门，要求尖端科技产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展，以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠的工作。为了适应这些要求，各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现，其结构和形状越来越复杂，材料的性能越来越强韧，对精度要求越来越高，对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格，使现代机械制造面临着一系列严峻的任务。如：各种难切削材料的加工问题；各种特殊复杂型面的加工问题；各种超精密、光整零件的加工问题；特殊零件的加工问题等。 要解决上述一系列的问题，仅仅依靠传统的切削加工方法很难实现，有些甚至无法实现。为此，人们相继探索、研究新的加工方法。特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。
目录 引言 (1) 一总体方案设计 (2) （一）总体方案的拟定 (2) （二）主要技术参数的确定 (2) 二储丝走丝部件结构设计 (3) （一）储丝走丝部件运动设计 (3) 1．对高速走丝机构的要求 (3) 2．高速走丝机构的结构及特点 (4) （二）储丝走丝部件主要零件强度计算 (10) 1．齿轮传动比的确定 (10) 2．齿轮齿数的确定 (10) 3．传动件的估算 (12) 4．齿轮模数估算 (13) 5. 齿轮模数的验算 (14) （三）储丝走丝部件主要零件强度验算 (16) 1．齿轮强度的验算 (16) 2．主轴的验算 (19) （四）主轴组件结构设计 (21) 1．轴承配置形式 (21) 2．主轴组件的调整和预紧 (22)
三进给传动设计 (22) （一）进给传动运动设计 (22) 1．脉冲当量和传动比的确定 (22) （二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核 (23) 1．滚珠丝杆螺母副的型号选择 (23) 2．滚珠丝杆的选型和校核 (25) （三）步进电机的选择 (28) 1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 (28) 2．启动矩频特性校核 (30) （四）进给机构支承设计 (31) 1．螺杆的支承形式 (31) 2．螺杆的支承方式 (31) 四数控系统设计 (32) （一）高频脉冲电源 (32) （二）数字控制系统设计...............................................................（33）(三)控系统硬件的电路设计 (34) 1．单片机设计 (34) 2．系统扩展 (38) 3． I/O 口的扩展 (42) 4．显示器的接口设计 (48) 5．步进电机控制电路设计 (50) 6．光电隔离电路设计 (57)
电火花线切割机常见故障诊断及排除方法 .CHINA-NTM.技术交流2008年3月11日 作者：淑惠，黄东强 燕大汽车附件厂 1 电火花线切割机故障诊断原则 1.1 先外部后部 随着电火花加工机床控制系统的不断改进，控制部分出现故障的几率越来越小，而绝大部分故障的发生都不是单板机或其他核心部分控制与触发电路造成的，而是由于外部电路或器件损坏而引起的。因此，维修人员应先从外部着手逐步向进行排查。不要随意地拆卸触发电路板、更改系统参数设置、任意调整运行模式等，这可能会导致新的故障产生。 1.2 先机械后电气 电火花加工机床最容易出现机械方面的故障，而这些故障往往也不容易被发现，易损件造成的故障就是一个典型例子。因此，维修人员要针对发生故障的局部围，首先从机械部分入手，仔细观察，认真排查故障，如是否有裂纹、松动、断裂、割裂等。而不是立即检查电路是否断路、短路，元器件是否损坏等电气故障。
1.3 先理论后实践 电火花加工机床的控制电路相对来说并不太复杂，这使得有些维修人员不看厂家提供的原理图、不分析故障产生的根本原因，盲目地进行带电维修操作，这会导致故障进一步的扩大。维修人员应在了解故障情况的基础上，认真分析故障产生的原因，从理论上弄清解决该故障的方法，然后才能付诸实践。 1.4 先简单后复杂 有些故障的产生是多种因素造成的。此时，应遵从先简单后复杂的程序，先解决难度小的故障，妥善处理好这些隐患后，再解决难度大的故障。在解决难度大的故障时，也应将其化整为零，先解决其简单部分，再处理复杂的部分。往往简单的问题解决后，难度大的问题也可能随之解决了。 2 电火花线切割机故障排除方法 2.1 例行检查法 例行检测法是指维修人员对设备启动前所进行的例行检查。具体包括以下几个方面： （1）电源 查看电火花线切割机的进线电源，其电压波动是否在±10%围、高次谐波是否严重、功率因素的大小、是否需安装稳压电源等。 （2）线切割加工液
电火花加工论文 电火花加工论文 姓名:易伟班级:2010级一班学号: 一加工原理及原理图 加工原理图: 加工原理: 电火花加工时,脉冲电源的一极接工具电极,另一极接工件电极,两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油或去离子水)中。工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙~。当脉冲电压加到两极之间,便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿,形成放电通道。由于通道的截面积很小,放电时间极短,致使能量高度集中(10~107W/mm),放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发,以致形成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束之后,经过很短的间隔时间,第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去,工具电极不断地向工件进给,它的形状最终就复制在工件上,形成所需要的加工表面。与此同时,总能量的一小部分也释放到工具电极上,从而造成工具损耗。 二电火花加工发展历程 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象,对材料进行加工的方法。 早在十九世纪,人们就发现了电器开光的触点开闭时,以为放电,使接触部位烧蚀,造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初,电腐蚀被认为是有害的,为减少和避免这种有害的电腐蚀,人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后,便创造条件,转害为益,把电腐蚀用于生产中。研究结果表明,当两极产生放电的过程中,放电通道瞬时产生大量的热,足以使电极材料表面局部熔化或汽化,并在一定条件下,熔化或汽化的部分能抛离电极表面,形成放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初,人们进一步认识到,在液体介质中进行重复性脉冲放电时,能够对导电材料进行尺寸加工,因此,创立了“电火花加工法”。 电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一,最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。随着人类进入信息化时代,电加工技术取得了突飞猛进的发展,可控性更高,数字化程度更好。
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
电火花线切割机床的未来发展前景剖析 中航长风发布时间：2013-03-26 14:58 日益加剧的市场竞争要求模具制造周期越来越短，工业产品零件大型化和精度的不断提高要求模具日趋大型化和精密化。电火花加工技术亦要跟上这些要求。因此，快速、大型、精密、大厚度切割等都是电火花加工机床今后的发展方向。当然，不断提高电火花加工机床的可靠性、继续降低电极损耗、进一步简化操作、提高自动化程度及降低机床成本，仍旧是电火花加工机床的发展方向。高速铣削技术的发展促使电加工机床能加工更复杂、更精密及微细的型面和关键零件。 电火花线切割是中国独创的机床。它自60年代以来经过30多年的不断发展和完善，现已成为模具加工不可缺少的装备，也是中国模具生产企业中装备数量最多的电火花加工机床。目前它的切割速度有的已超过250mm2/min，加工精度达到±0.01mm，工件表面粗糙度为Ra1.25微米，因而可以在较低的价位上满足一般模具加工的需要。但随着模具制造的要求越来越高和面对低速走丝线切割机床的高性能，它就面临相当严峻的形势。今后高速走丝切割机床的发展策略应该是扬长避短，以发展中低档机床为主，使机床向适当的加工精度、良好的加工稳定性和容易操作及优良的性能价格比的方向发展。为此，高速走丝线切割机床应在基於PC的开放式数控系统方面、数字自适应脉冲电源、加工参数的优化及自动选取、人工智能技术的运用、机床整体结构的改进、螺距误差与间隙补偿技术的运用、多次切割工艺的应用进行研究，以及计算机软件的不断改进来提高机床的整体加工性能。 目前低速走丝电火花线切割机床和电火花成形机床的进口量很大，特别是数控电火花加工机床，中国机床市场占有率较低。对比国内外产品，中国设备与国外先进设备之间确实存在较大差距。根据中国模具工业发展情况和国内外主要电加工机床生产企业状况，展望未来，首要将发展重点放在中低档普及型数控电加工机床上。这一方面是因为大量的个体经营及股份制模具生产企业正大量需要，另一方面，这是中国电加工机床生产企业力所能及并占有一定优势。为了保证机床的稳定可靠，一些关键部件和元器件可采用高质量的国外产品。为了提高数控电火花加工机床的工艺水平，今后在脉冲电源（例如节能型无电阻电源、毫微秒级高峰值电流电源、微细加工电源、新型等能量脉冲电源、超精加工电源、专用辅助电源等）及电源波形检测、处理、控制技术等方面，在包括稳定性技术、适应控制技术、能量控制技术、各类加工工艺技术、检测技术等综合技术的专家系统方面，在刚度、热平衡、主轴头等的设计、个性化、集成化及造型和外观设计方面，在工作液的改进及其环保处理方面，在走丝系统和穿丝技术的改进方面等，都应加强研究和开发，以求不断进步。
电火花线切割加工的步骤及要求 电火花线切割加工是实现工件尺寸加工的一种技术。在一定设备条件下,合理的制定加工工艺路线是保证工件加工质量的重要环节。 电火花线切割加工模具或零件的过程,一般可分以下几个步骤。 1. 对图样进行分析和审核 分析图样对保证工件加工质量和工件的综合技术指标是有决定意义的第一步。以冲 裁模为例,在消化图样时首先要挑出不能或不易用电火花线切割加工的工件图样,大致有如下几种: ⑴表面粗糙度和尺寸精度要求很高,切割后无法进行手工研磨的工件; ⑵窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件,或图形内拐角处不允许带有电极死板井架放电间隙所形成的圆角的工件; ⑶非导电材料; ⑷厚度超过丝架跨距的零件 ⑸加工长度超过x,y拖板的有效行程长度,且精度要求较高的工件。 在符合线切割加工工艺的条件下,应着重在表面粗糙度、尺寸精度、工件厚度、工件材料、尺寸大小、配合间隙和冲制件厚度等方面仔细考虑。 编程注意事项 1. 冲模间隙和过渡圆半径的确定
⑴合理确定冲模间隙。冲模间隙的合理选用,是关系到模具的寿命及冲制件毛刺大小 的关键因素之一。不同材料的冲模间隙一般选择在如下范围: 软的冲裁材料,如紫铜、软铝、半硬铝、胶木板、红纸板、云母片等,凸凹模间隙可选为冲材厚度的10%—15%。 硬质冲裁材料,如铁皮、钢片、硅钢片等,凸凹模间隙可选为冲裁厚度的15%—20%。 这是一些线切割加工冲裁模的实际经验数据,比国际上流行的大间隙冲模要小一些。因为线切割加工的工件表面有一层组织脆松的熔化层,加工电参数越大,工件表面粗糙度越差,熔化层越厚。随着模具冲次的增加,这层脆松的表面会渐渐磨去,是模具间隙逐渐增大。 合理确定过渡圆半径。为了提高一般冷冲模具的使用寿命,在线线、线圆、远远相交处,特别是小角度的拐角上都应加过渡圆。过渡圆的大小可根据冲裁材料厚度、模具形状和要求寿命及冲制件的技术条件考虑,随着冲制件的曾厚,过渡圆亦可相应增大。一般可在0.1—0.5㎜范围内选用。 对于冲件材料较薄、模具配合间隙较小、冲件又不允许加大的过渡圆,为了得到良好的凸凹模配合间隙,一般在图形拐角处也要加一个过渡圆。因为电极丝加工轨迹会在内拐角处自然加工出半径等于电极丝半径加单面放电间隙的过渡圆。 2. 计算和编写加工程序 编程时,要根据配料的情况,选择一个合理的装夹位置,同时确定一个合理的起割点和切割路线。 起割点应取在图形的拐角处,或在容易将凸尖修去的部位。 切割路线主要以防止或减少模具变形为原则,一般应考虑使靠近装夹着一边的图形最后切割为易。
高速走丝电火花线切割断丝故障分析 随着机械工业、电子工业特别是航空工业的迅猛发展，机械制造技术面临着诸如涡轮叶片、航空螺旋、发动机机匣等难加工材料、复杂型面、高精度表面及低刚度薄壁等弹性件等传统切削方法难以达到的难题。最近几十年的时间里，人们通过各种渠道借助电能、热能、光能等多种能量及组合来探询新的加工工业，实现材料切除的特种加工技术，电火花线切割作为特种加工的一种特殊形式随着我国制造技术水平的提高得到了越来越广泛的应用。 电火花线切割是通过线状工具电极与工件间按规定的相对运动对工件进行脉冲加工。其工作机理是多个单词放电腐蚀积累的结果，对它的认识还有待深化，目前一般认为单次脉冲放电腐蚀的物理过程由电离—击穿、放电—热蚀、抛出—消电离等三个连续阶段组成。高速走丝电火花线切割不仅消耗昂贵的电极丝、增加换丝辅助时间而影响加工效率提高产品成本，还直接影响产品加工质量，严重时导致产品报废，而且频繁的断丝会使操作者的心情烦躁，增加了影响产品质量的不确定因素。 影响断丝的因素有很多种，但大致可以归为机械因素、电特性、工作液、操作因素及其他因素等五大类，现分别介绍如下。 1.机械因素 （1）电极丝传动系统由于装配、机械磨损等原因引起的储丝筒径跳动和轴向蹿动、导轮振摆、导轮轴承磨损而引起电极丝剧烈抖动。一般要求导轮V形槽的斜面圆跳动不大于5μm,导轮轴向窜动不大于2μm；导轮端面与导轮衬套端面间隙应在0.3— 0.5mm范围内。装配时将导轮、轴承、衬套清洗干净，轴承处填充高速润滑脂，装配 后导轮在高速运转时无杂音。导轮、排丝轮一般机床厂都有组件提供，通常导轮、排丝轮及其轴承使用6—8个月后即应成套更换。 （2）工件材料 ①不同的工件材料由于熔点、气化点、导电系数等都不一样，因此，就必须根据具体的材料及工件结构合理地选择加工参数。 ②刚开始切入工件材料时由于工件表面有毛刺、氧化皮、热处理残渣、铸造表面清理不彻底等原因容易引进断丝。线切割非金属材料的研究已经展开，但目前的技术尚不能对非金属材料加工。如果工件材料不纯，焊接存在夹渣、铸件夹砂等存在非金属材料时就会引起断丝。因此，线切割毛坯在加工前应彻底清理表面，铸件、焊接件在加工时应采取措施，尽量避免夹杂物缺陷。 ③工件内部存在应力，当切除部分材料后，应力平衡被打破，工件材料变形可能出现夹丝现象。通常在线切割加工之前要对工件进行人工实效处理以消除内应力；如果条件受限制，应合理选择切割工艺路线，尽可能避免破坏材料应力平衡，或安排粗、精加工，粗加工时尽量去除多的材料，通过工件变形释放内应力，留较小切割加工量可减少工件变形引起夹丝现象发生。 （3）当加工快结束时，被分离部分工件材料突然移位、自行跌落容易造成断丝。 （4）限位开关失灵，滑板超出行程位置导致机床断丝。 2. 电特性 （1）功率放大晶体管在脉冲停歇时间里，有较大漏电流出现拉弧而断丝。 （2）脉冲电源有较大幅度的负半波时，将具有反极性加工特性，对电极丝的蚀除量很大，引起电极丝过分损耗而断丝。