電火花線切割技術論文
電火花線切割加工(Wire Cut EDM，簡稱WEDM)也叫數(shù)控線切割加工，它是在電火花成型加工基礎上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，學習啦小編為大家整理的電火花線切割技術論文，希望你們喜歡。
電火花線切割技術論文篇一
淺析電火花線切割一般工藝
摘 要：電火花線切割加工(Wire Cut EDM，簡稱WEDM)也叫數(shù)控線切割加工，它是在電火花成型加工基礎上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，電火花線切割加工自誕生以來，獲得了極其快速的發(fā)展，已逐步成為一種高精度高自動化的加工方法。它在模具制造、成型刀具加工、難加工材料及精密復雜零件的加工等方面獲得了廣泛的應用。通過對電火花線切割加工的工藝淺析，提出一般工藝處理與編排，從而指導初學者實際加工過程，可使學者提高生產(chǎn)效率和零件表面加工質(zhì)量。質(zhì)量得到較大幅度的提高。
關鍵詞：電花線切割加工;工藝分析;工藝編排
中圖分類號：TG484 文獻標識碼：A
引言
電加工全稱為電火花加工(Electrical Discharge Machining，EDM)屬于特種加工的方法之一，該項技術的研究始于20世紀中期，線切割放電機于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。電火花線切割加工(Wire Cut EDM，簡稱WEDM)也叫數(shù)控線切割加工，它是在電火花成型加工基礎上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，電火花線切割加工自誕生以來，獲得了極其快速的發(fā)展，已逐步成為一種高精度高自動化的加工方法。它在模具制造、成型刀具加工、難加工材料及精密復雜零件的加工等方面獲得了廣泛的應用。
1 電火花線切割加工原理簡介
數(shù)控電火花線切割加工的基本原理：利用移動的細金屬導線(銅絲或鉬絲)作為工具線電極(負電極)，被切割的工件為工件電極(作為正電極)，在加工中，線電極和工件之間加上脈沖電壓，并且工作液包住線電極，使兩者之間不斷產(chǎn)生火花放電，工件在數(shù)控系統(tǒng)控制下(工作臺)相對電極絲按預定的軌跡運動，從而使電極絲沿著所要求的切割路線進行電腐蝕，完成工件的加工。
2 電火花線切割加工的工藝的選擇
電火花線切割加工是實現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術。在一定的設備條件下，合理制定加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。數(shù)控電火花線切割加工，一般作為工件加工的最后一道工序，要使工件達到圖樣要求的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等應合理控制線切割加工的各種工藝參數(shù)，同時安排好零件的工藝路線及加工前的準備工作。
2.1 加工路線的選擇
對于電火花線切割加工，在選擇加工路線時應盡量保持工件或毛坯的結構剛性，以免因工件強度下降或材料內(nèi)部應力的釋放而引起變形，具體應注意以下幾點：
1)切割凸模類工件應盡量避免從工件端面由外向里進刀，最好從坯件預制的穿絲孔開始加工。
(a) 可以 (b) 較好 (c) 最好
2)加工路線應向遠離工件夾具的方向進行，即將工件與其裝夾部位分離的部分安排在切割路線的末端。若以O―A―D―C―B―A―O路線切割，則加工至D點處工件的剛度就降低了，容易產(chǎn)生變形而影響加工精度，若以O―A―B―C―D―A―O為加工路線，則整個加工過程中工件的剛度保持較好，工件變形小，加工精度高，則無論順逆切割，工件變形都較大，加工精度也低。
(a) (b)
3)在一塊毛坯上要切出兩個以上工件時，為減小變形應從不同的穿絲孔開始加工。
(a)從同一個穿絲孔加工 (b)從不同穿絲孔加工
4)加工軌跡與毛坯邊緣距離應大于5mm，以防因工件的結構強度差而發(fā)生變形。
5)避免沿工件端面切割，這樣放電時電極絲單向受電火花沖擊力，使電極絲運行不穩(wěn)定，難以保證尺寸和表面精度。
2.2 穿絲孔位置的確定
穿絲孔是電極絲相對工件運動的起點，同時也是程序執(zhí)行的起點，故也稱程序原點。
1)穿絲孔應選在容易找正，并在加工過程中便于檢查的位置。
2)切割凹模等零件的內(nèi)表面時，一般穿絲孔位置也是加工基準，其位置還必須考慮運算和編程的方便，通常設置在工件對稱中心較為方便，但切入行程較長，不適合大型工件采用。此時，為縮短切入行程，穿絲孔應設置在靠近加工軌跡的已知坐標點上，
3)在加工大型工件時，還應沿加工軌跡設置多個穿絲孔，以便發(fā)生斷絲時能就近重新穿絲，再切入斷絲點。
4)在切割凸模需要設置穿絲孔時，其位置可選在加工軌跡的拐角附近以簡化編程。
2.3 切入點位置的確定
由于線切割加工經(jīng)常是封閉輪廓切割，所以切入點一般也是切出點。受加工過程中存在各種工藝因素的影響，電極絲返回到起點時必然存在重復位置誤差，造成加工痕跡，使精度和外觀質(zhì)量下降。為了避免或減少加工痕跡，切入點應按下述原則選定：
(1) 被切割工件各表面的粗糙度要求不同時，應在粗糙度要求較低的面上選擇起點。
(2) 工件各面的粗糙度要求相同時，則盡量在截面圖形的相交點上選擇起點。當圖形上有若干個相交點時，盡量選擇相交角較小的交點作為起點。當各交角相同時，起點的優(yōu)先選擇順序是：直線與直線的交點、直線與圓弧的交點、圓弧與圓弧的交點。
(3) 對于工件各切割面既無技術要求的差異又沒有形面的交點的工件，切入點盡量選擇在便于鉗工修復的位置上。例如，外輪廓的平面、半徑大的弧面，要避免選擇在凹入部分的平面或圓弧上。
另外，工件切入處應干凈，尤其對熱處理工件，切入處要去除積鹽及氧化皮以保證導電。
2.4 脈沖參數(shù)的選擇
脈沖參數(shù)主要包括脈沖寬度、脈沖間隙、峰值電流等電參數(shù)。在電火花線切割加工中，提高脈沖頻率或增加單個脈沖的能量都能提高生產(chǎn)率，但工件加工表面的粗糙度和電極絲損耗也隨之增大。因此，應綜合考慮各參數(shù)對加工的影響，合理地選擇脈沖參數(shù)，在保證工件加工精度的前提下，提高生產(chǎn)率，降低加工成本。
1) 脈沖寬度
脈沖寬度是指脈沖電流的持續(xù)時間，與放電能量成正比，在其他加工條件相同的情況下，脈沖寬度越寬切割速度就越高，此時加工較穩(wěn)定，但放電間隙大，表面粗糙度大。相反脈沖寬度越小，加工出的工件表面質(zhì)量就越好，但切割效率就會下降。
2)脈沖間隔
脈沖間隔是指脈沖電流的停歇時間，與放電能量成反比，其他條件不變，脈沖間隔越大，相當于降低了脈沖頻率增加的單位時間內(nèi)的放電次數(shù)，使切割速度下降，但有利于排除電蝕物，提高加工的穩(wěn)定性。當脈沖間隔減小到一定程度之后，電蝕物不能及時排除，放電間隙的絕緣強度來不及恢復，破壞了加工的穩(wěn)定性，使切割效率下降。
3)峰值電流
峰值電流是指放電電流的最大值。峰值電流對切割速度的影響也就是單個脈沖能量對加工速度的影響，它和脈沖寬度對切割速度和表面粗糙度的影響相似，但程度更大些，放電電流過大，電極絲的損耗也隨之增大易造成斷絲。
以上只是這些參數(shù)的基本選擇方法，此外它與工件材料、工件厚度、進給速度、走絲速度及加工環(huán)境等都有著密切的關系，需在實際加工過程中多加探索才能達到比較滿意的效果。
2.5 補償量的確定
由于線切割加工是一種非接觸性加工，受電極絲與火花放電間隙的影響，實際切割后工件的尺寸與工件所要求的尺寸不一致。為此編程時就要對原工件尺寸進行偏置，利用數(shù)控系統(tǒng)的線徑補償功能，使電極絲實際運行的軌跡與原工件輪廓偏移一定距離，這個距離即稱為單邊補償量F(或偏置量)。偏移的方向視電極絲的運動方向而定，分左偏與右偏兩種，編程時分別用G代碼G41和G42表示。補償量的計算公式為：
F= d /2+δ
式中：d――電極絲直徑;
δ――單邊放電間隙，通常δ取0.01～0.02mm。
(a)無補償切割 (b) 帶補償切割
若當加工工件要求留有加工余量時，則補償量的計算公式為：
F = d/2 +δ+t
式中：t――工件的后續(xù)加工余量。
另外，在進行要求有配合間隙的沖裁模加工時，通過調(diào)整不同的補償量，可一次編程實現(xiàn)凸模、凹模、凸模固定板及卸料板等模具組件的加工，節(jié)省編程時間。
參考文獻
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電火花線切割技術論文篇二
數(shù)控電火花線切割機在機械生產(chǎn)中運用探究
摘要：數(shù)控電火花線切割機加工在機械中運用為中心話題，主要探討分析了電火花線切割機種類、加工原理、加工工藝，以及電火花線切割機在機械生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題及處理措施。將理論研究與實際運用有機的結合起來，希望能夠引起人們對電火花線切割加工的進一步關注，能夠?qū)C械生產(chǎn)的實際工作發(fā)揮指導作用。
關鍵詞：數(shù)控電火花線切割 加工原理 加工工藝
中圖分類號：TG484 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2013)10-0232-02
電火花線切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM)它是在加工過程中，使工具和工件之間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花放電，靠放電時產(chǎn)生的局部、瞬間的高溫將金屬腐蝕除下來。隨著機械制造的發(fā)展和進步，電火花線切割加工在機械生產(chǎn)中的應用越來越廣泛，并日益發(fā)揮它的重要作用，對機械生產(chǎn)產(chǎn)生重要的影響。
1 電火花線切割機的種類
1.1 按加工軌跡的控制方法分類
電火花線切割機的種類按加工軌跡的控制方法不同可以分為靠仿形電火花線切割機、光電跟蹤電火花線切割機及數(shù)控電火花線切割機三大類。
1.2 按電極絲移動方式分類
電火花線切割機的種類按電極絲移動方式不同可以分為高速走絲電火花線切割機、低速走絲電火花線切割機和自旋式電火花線切割機三種。
2 電火花線切割機加工原理
數(shù)控電火花線切割加工原理是基于電極之間脈沖放電時的電腐蝕現(xiàn)象。電極絲與脈沖電源的負極相接，工件與脈沖電源的正極相接;兩極在絕緣液體中介相互靠近時，由于兩極的微觀表面不平整，使得電場分布不均勻，離電極得最近處的電場強度最高，導致電極間介質(zhì)被擊穿;自由離子和電子在場中積累，很快形成被電離的放電通道;在電場的作用下，通道內(nèi)的電子高速奔向陽極，正離子奔向陰極，就形成火花放電;離子和電子在電場的作用下高速運動時相互碰撞，陰極和陽極表面分別受到電子流和離子流的轟擊，使電極間隙內(nèi)形成瞬時高溫，通道中心溫度達到10000℃以上，兩極金屬材料的表面局部瞬間被熔化;同時，由于熔化材料和介質(zhì)的汽化形成氣泡，并且它的壓力規(guī)則上升到非常高;然后電流中斷，溫度突然降低，從而引起氣泡內(nèi)爆炸，產(chǎn)生的動力把熔化的物質(zhì)拋出蝕坑，被腐蝕的材料在工作液介質(zhì)中重新凝結小球體，并被工作液介質(zhì)排走。
3 數(shù)控電火花線切割加工工藝
數(shù)控電火花切割機加工的工藝路線，可以大致分為如下四個步驟：
(1)對工件圖樣進行審核及分析，并估算加工工時。
(2)工藝準備，包括機床調(diào)整、工作液的選配，電極絲的選擇及校正，工件的準備等。
(3)加工參數(shù)選擇，包括脈沖參數(shù)走絲速度及進給速度設置與調(diào)整。
(4)程序編制及程序輸入。電火花線切割加工完成以后，需根據(jù)加工要求進行表面處理，并檢驗其加工質(zhì)量。
4 數(shù)控電火花線切割加工在機械生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題及處理措施
經(jīng)常使用數(shù)控電火花線切割加工的同志都知道數(shù)控電火花線切割加工在機械生產(chǎn)的過程中經(jīng)常出現(xiàn)不同的問題，筆者就電火花線切割加工經(jīng)常出現(xiàn)的斷絲問題簡單探究分析。
電火花切割機斷絲的原因及處理：線切割機斷絲是電火花線切割操作員必經(jīng)的事，斷絲以后大大增加了操作人員的工作量，嚴重的導致產(chǎn)品報廢。
斷絲現(xiàn)象原因排除方法：有規(guī)律的斷絲大多是在一邊或兩邊絲筒換向時未及時切斷高頻電源，因溫度過高而燒斷鉬絲.調(diào)整接近開關，如無果!則需檢修電路部分，要保證先關高頻后換向。
下面探究幾種常見的斷絲原因及處理方法：
4.1 切割機空轉(zhuǎn)時斷絲
問題：(1)電極絲卡在導電塊槽中;(2)絲筒轉(zhuǎn)動不靈活;(3)鉬絲排列時疊絲。
解決：(1)調(diào)整或更換導電塊位置。(2)檢查絲筒夾縫中是否進入異物;(3)檢查鉬絲是否在導輪槽中，調(diào)整排絲輪的位置，保證排絲均勻，檢查絲筒軸線是否與線架相垂直。
4.2 切割加工開始時斷絲
問題：(1)加工時設置加工電流太大，切割進給不穩(wěn)定;(2)鉬絲加工時抖動過厲害;(3)加工工件表面毛刺較多或有不導電氧化皮存在表面等。
解決：(1)調(diào)整加工電流參數(shù)，適當減小加工電流值;(2)檢查走絲系統(tǒng)部分，如導輪槽、軸承、絲筒是否有異常跳動;(3)去除工件毛刺、表面氧化層等。
4.3 切割加工過程中斷絲
問題：(1)選擇加工電流參數(shù)設置不合適，加工電流過大;(2)導電塊未能與鉬絲接觸或已被鉬絲拉出凹痕造成接觸不良;(3)工作液使用不當或錯誤使用其他機床的乳化液，使用乳化液太稀太臟或使用時間太久;(4)鉬絲產(chǎn)生氧化質(zhì)量差或上絲時用不恰當工具緊絲，使鉬絲產(chǎn)生損傷;(5)進給調(diào)節(jié)不當，忽快忽慢，開路短路頻繁;(6)切割厚件時，間歇過小或使用不適合切厚件工作液。
解決：(1)減少功率管個數(shù)，或?qū)㈤g歇檔調(diào)大;(2)更換新的導電塊或?qū)щ妷K移個位置;(3)使用線切割專用工作液;(4)更換鉬絲，使用上絲輪緊絲;(5)提高操作水平;(6)增大占空比并使用適合厚件切割的工作液。
4.4 工件加工接近切完時斷絲
問題：加工工件材料因受力變形夾斷鉬絲;工件完成落料時， 把鉬絲擠斷了。
解決：選擇設計合理的切割路線和材料及熱處理工藝，把工件變形量減少到最小，加工塊完成時，用磁鐵吸住工件或用工具托住工件不致下落。
5 結語
總而言之，數(shù)控電火花線切割加工與其他加工技術相比而言，電火花線切割加工具有顯著的特點和優(yōu)勢，在機械生產(chǎn)中的地位和作用越來越凸顯(尤其是模具加工行業(yè))。今后在機械生產(chǎn)中，我們需要進一步加強對電火花線切割加工的研究、開發(fā)和推廣，使其在機械加工中得到更好的利用，發(fā)揮更大的作用。
參考文獻
[1]李明輝，楊曉欣.《數(shù)控電火花線切割加工工藝及應用》[M].國防工業(yè)出版社，2010.8.
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