数控线切割加工工艺.doc

第7章数控线切割加工工艺

【案例引入】线切割加工图7-1所示冲模中的低压骨架下型腔零件，表面质量均为

Ra1.6μm，尖角的过渡圆弧为R≤0.1mm，与凸模配合的单边间隙为0.01mm，材料为Cr12

的合金钢，硬度为52～58HRC，数量为5件。试合理制定其线切割加工工艺。

任务

制订该零件的数

控线切割加工工

艺

本章知识（或技能）要点

1.数控线切割加工特点；

2.数控线切割加工工艺指标及其影响因素；

3.数控线切割加工工艺的主要内容；

4.制订数控线切割加工工艺。

图7-1低压骨架下型腔零件

7.1.1数控线切割机床的基本工作原理

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，是用线状

电极（铜丝、钼丝或钨钼合金丝等）靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割。

电火花线切割加工机床的运动由数控装置控制时，称为数控线切割加工。

数控线切割机床的基本工作原理如图7-2所示，是利用移动的细金属线（钼丝）作为

工具电极（接脉冲电源负电极），被切割的工件为工件电极（接脉冲电源正电极）。在加

工中，工具电极和工件电极之间加上脉冲电压，并且由工作液循环装置供给具有一定绝缘

性能的工作液（图中未画出），当工具电极与工件电极的距离小到一定程度时，在脉冲电

压的作用下，工作液被击穿，工具电极与工件电极之间形成瞬时放电通道，产生瞬时高温，

使金属局部熔化甚至气化而被蚀除下来，若工件在数控装置控制下（工作台）相对电极丝

按预定的轨迹进行运动，就能切割出所需要的形状。由于贮丝筒带动钼丝作正、反交替的

高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长时间。

7.1.2数控线切割机床的种类与型号标注

根据电极丝的运行速度，数控线切割机床通常分为两大类：一类是快走丝数控

线切割机床，这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～12m/s，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；另一类是慢走

丝数控线切割机床，这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度为2m/min，

是国外生产和使用的主要机种。它们在机床方面和加工工艺水平方面的比较如表7-1

所示。

7.1.3数控线切割加工特点

数控线切割加工相对一般加工方法具有以下特点：

（1）用计算机辅助自动编程软件，可方便地加工一般切削方法难以加工或无法加工的

复杂零件，如冲模、凸轮、样板及外形复杂的精密零件等。

（2）于采用直径不等的移动的细金属丝（铜丝或钼丝等）作工具电极，因而具备：

①线切割刀具简单，大大简化生产准备工作；

②缝很窄，利于材料的利用，可加工有细小结构的零件；

③可不必考虑电极丝损耗对加工精度的影响（快走丝线切割，采用底损耗脉冲电源；慢

走丝线切割，采用单向连续供丝，在加工区总是保持新线电极加工），因而加工精度高；

④靠锥度切割功能，有可能实现凸凹模一次加工成形；

⑤电极丝材料不必比工件材料硬，因此无论被加工零件的硬度如何，只要是导体或半导

体的材料都能进行加工；

⑥零件无法从周边切入时，工件上需钻穿丝孔；

⑦切削力很小，可以忽略。

（3）依靠数控系统的线径偏移补偿功能，使冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。

（5）采用四轴联动，可加工上、下面异型体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形体等零件。

（6）粗、中、精加工，只需调整电参数即可，操作方便，自动化程度高。

（7）对象主要是平面形状，台阶盲孔型零件还无法进行加工。

（8）采用乳化液或去离子水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续工作。

（9）切割加工的效率低，加工成本高，不适合形状简单的大批零件的加工。

7.1.4数控线切割加工的应用

数控线切割的加工方式独特，主要应用于以下三个方面。

（1）加工模具适用于各种形状的带锥度的模具，如冲模、挤压模、粉末冶金模、弯

曲模及塑压模等。

（2）加工电火花成形用的电极若电极采为铜钨、银钨合金之类的材料，用线切割加

工特别经济。另外对微细、复杂形状的电极也适合。

（3）加工零件适合加工具有薄壁、窄缝、异形孔等复杂结构的零件；不仅有直线和

圆弧组成的图形，还有阿基米德螺旋线、抛物线、双曲线等特殊曲线所构成的零件；图形

大小和材料厚度常有很大的差别，技术要求高，特别是加工精度和表面粗糙度方面有着不

同的要求的零件。

7.2数控线切割加工的主要工艺指标及影响因素

7.2.1数控线切割加工的主要工艺指标

1.割速度vwi

2.表面粗糙度

3.极丝损耗量

4.工精度

7.2.2影响数控线切割加工工艺指标的主要因素

1.电参数对线切割加工指标的影响

（1）脉冲宽度ti

（2）脉冲间隔to

（3）开路电压ui

（4）