模具的电火花线切割加工.ppt

4.3模具的电火花线切割加工与编程
电火花成形加工是采用的成形电极，而线切割采用的是线
电极，线切割可以加工带有一定锥度的型孔或型芯等。
一、线切割的加工原理、特点和分类
4.3.1加工原理线切割加工时，是在电极丝和工件之间进行脉冲放电。电
极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极，每个电脉
冲产生一次放电，在放电通道的中心温度可高达10000℃，
熔化或汽化金属材料，后汽化了的工作液被热膨胀和局部微
爆炸的作用将熔化和汽化的金属抛出，实现对工件材料的电
蚀切割加工过程。
一般情况下，线切割的放电间隙为0.01-0.02mm，编程时，
线切割的放电间隙取0.01mm计算，放电间隙与脉冲电压密切
相关，一般来讲，脉冲电压高，放电间隙会变大。
在切割加工的过程中，为了减少电极丝的损耗和防止电极
丝被烧断，除了向放电间隙注入大量的工作液外充分冷却电
极丝外，同时，电极丝以7－10m/s的速度相对于工件做轴向运动，高速运动的电极丝有利于将工作液带入放电间隙，也
有利于把电蚀物从间隙中带出来，从而避免电弧放电的产生
电极丝局部损耗，提高切割的加工精度。
2、加工特点
与电火花成形加工相比，有如下特点：
①不需要制造成形电极，工件材料的预加工工作量少。
②能方便地加工复杂截面的型柱、型孔和窄缝等。
③脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，采用正极性加工，即正极接工件，负极接电极丝。不需要转换电规准，都是一次加工成形。
④采用运动的电极丝，电极的单位损耗少，加工精度就高。
⑤只对工件进行切割，余料可以继续使用，材料利用率高。
⑥工作液选用水基乳化液，不是煤油，安全，可靠，节约。⑦自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低，加工精度高，（尺寸精度±0.01mm,Ra=1.6-0.8μm），可以加工形状复杂的模具，如0.05-0.07mm的窄缝，0.03mm
的圆角半径。
⑧不能加工盲孔类或阶梯类成形表面的零件。
3、电火花线切割加工的分类
①按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数据程序控制及微机控制等；
②按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等；
③按加工特点可分为大、中、小型，普通直壁切割型与锥度切割型；
④按走丝速度可分为慢走丝方式和快走丝方式两种；4.3.2加工规准的选择
在线切割加工中，脉冲电源的电参数选择对电蚀过程是很
关键的，它直接影响了工件切割表面粗糙度，蚀除效率，切
缝的宽度大小和电极丝的损耗。对零件的加工质量影响较大
在实际生产中，选择脉冲宽度1－60μs，脉冲频率10－
100kHz。比较合适。
目前，广泛应用的脉冲电源波形一般都是矩形波：
1、短路峰值电流的选择
在其它工艺条件不变的情况下，短路峰值电流大，单个脉
冲的能量就大，切割痕迹大，粗糙度差，切割速度快，电极
丝损耗也大，加工精度低。
2、脉冲宽度的选择在一定的工艺条件下，脉冲宽度增加，单个放电能量也
增大，同样会产生上述结果。所以，精加工脉冲宽度尽量
在20μs以内选择；中加工在20－60μs内选择。
3、脉冲间隔的选择
在一定的工艺条件下，对切割速度的影响较大，对粗糙
度的影响较小，间隔小，放电次数增加，切割速度提高，
太小，电蚀物来不及排除或放电间隙来不及消电离，加工
就不稳定，易烧断电极丝。太大，会导致进给困难。一般
选择10－250μs，工件厚要选大一些。
4、开路电压的选择
在一定工艺条件下，开路电压高，加工电流大，切割速
度快、粗糙度差、加工精度下降，但加工间隙大，电蚀物
和消电流有利。4.3.4工件的装夹与预防变形
电火花线切割工件的装夹形式比较简单，一般使用压板螺
钉固定工件，有时也使用分度夹具和旋转夹具。
工件的找正一般采用：拉表法、固定基准面靠定法、专用
夹具法等。
电极丝初始位置的确定：
①对于要求较低的零件，采用目测法，通过基准和划线采用火花放电的方法来找正。
②对于加工要求较高的零件，采用电阻法，用电表的断路和短路测定电极丝的位置。
③自动找正功能，先进的线切割配备的功能。
（找正方法如图）P122找正电火花线切割产生变形或开裂的原因主要是：
装夹方式、材料内应力、切割路径不当材料自重等引起。
原因与采取的方法：
①切割凸模时，无穿丝孔，材料受力不均匀，产生变形。应在坯料上预先加工穿丝孔。
②注意切割路径，把装夹部位作为最后切割部分。
③对于凹模切去部分较多，会使应力增加，应预先镂空，留单边2－3mm余量为合适。
④凹模尖角处应力集中，易开裂，应尽量避免。
⑤热处理不当，容易开裂，对于易变形、开裂的零件，在切割后，可以进行低温回火处理，消除应力，稳定组织
4.3.5模具电火花线切割加工工艺过程（补充）
主要分为七个步骤：图样分析、毛坯准备、工艺准备、
程序编制、工件装夹、切割加工、检验。
◆图样分