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线切割知识

一：数控电火花线切割机床及编程简介

数控电火花线切割机床既是数控机床，又是特种加工机床，它区别于

传统机床部分是： 1.数控装置和伺服系统，

2.不是依靠机械能通过刀具切削工件，而是以电、热能量形式

来加工。

电火花加工在特种加工中是比较成熟的工艺。

在民用，国防生产部门和科学研究中已经获得了广泛应用，其机床设备比较定型，且类型较多，但按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途等来分，大致可以分为六大类，其中应用最广，数量较多的是电火花成型加工机床和电火花线切割机床。我们这里介绍电

火花线切割机床。

电火花线切割加工是在电火花加工基础上用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割，有时简称

线切割。

控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成部分，控制系统的稳定性、可靠性、控制精度及自动化程度都直接影响到加工工艺指

标和工人的劳动强度。

一．数控加工和特种加工机床的种类 数控加工机床分类有两种方法：

1.按控制系统分类有点位控制、直线控制、连续控制三种， 2.按伺服系统分类有开环、半闭环、闭环控制系统。 传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。随着工业生产和科学技术的发展，产生了多种利用其他能量形式进行加工的特种加工方法，主要是指直接利用电能、化学能、声能和光能等来进行加工的方法。在此，机械能以外的能量形式的应用是

特种加工区别于传统加工的一个显著标志。

新的能量形式直接作用于材料，使得加工产生了诸多特点，例如，加工用的工具硬度不必大于被加工材料的硬度，这就使得高硬度、高强度、高韧性材料的加工变得容易；又如，在加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力，从而使微细加工成为可能。正是这些特点，促使特种加工方法获得了很大的发展，目前已广泛应用于

航空航天、电子、动力、电器、仪表、机械等行业。

特种加工种类主要按其能量来源和工作原理的不同分类，主要

有：

电、热能：电火花加工，电子束加工，等离子束加工；

电、机械能：离子束加工； 电、化学能：电解加工、电解抛光；

电、化学、机械能：电解磨削、电解珩磨、阳极机械磨削；

光、热能：激光加工； 化学能：化学加工、化学抛光； 声、机械能：超声波加工；

机械能：磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工。 电子束和离子束加工以及同时用几种加工方式的复合加工。

二．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。

三．电火花线切割和成型机区别

1．电火花线切割的工具电极是沿着电极丝轴线移动着的线电极，成型机工具电极是成型电极，与要求加工出的零件有相适应的截

面或形状。

2．线切割加工时工具和工件在水平两个方向同时有相对伺服进

给运动，成型机工件和工具只有一个相对的伺服进给运动。

四．电火花线切割机床组成

1．机床主体：床身、丝架、走丝机构、X—Y数控工作台

2．工作液系统 图1—脉冲波形

3. 高频电源：产生高频矩形脉冲，脉冲信号的幅值、脉冲宽度

可以根据不同工作状况调节。 4. 数控和伺服系统 五．线切割加工的应用 1．广泛应用于加工各种冲模。

2．可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件

3．加工样板和成型刀具。

4．加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模 5．加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料。

6．加工凸轮，特殊的齿轮。

7．适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，

缩短生产周期。 六．编 程

在数控机床中编辑程序有两种方式，一种是手工编程，另一种是自动编程。人工编程采用各种数学方法，使用一般的计算工具，人工地对编程所需的数据进行处理和运算。为了简化编程工作，利用电子计算机进行自动编程是必然趋势。自动编程使用专用的数控语言及各种输入手段向计算机输入必要的形状和尺寸数据，利用专门的应用

软件即可求得各交切点坐标及编写加工程序所需的数据。

1．手工编程

线切割机床编程格式是用3B指令格式：编程格式如表1所示，表中B为分隔符，它的作用是把X、Y、J这些数码分开，便于计算机识别。当程序往控制器输入时，读入第一个B后它使控制器作好接受J值的准备，读入第二个B后作好接受Y轴坐标值的准备。读入第三个B后作好接受J值的准备。加工斜线时，程序中X、Y必须是该斜线段终点相对起点的坐标值。加工圆弧时，程序中X、Y必须是圆弧起点相对其圆心的坐标值。X、Y、J的数值均以um为单位。

(1)．记数方向G和记数长度J

为保证所要加工的圆弧或线段能按要求的长度加工出来，一般