四川工程职业技术学院 课时授课教案 /学年第期 课程名称:_数控加工工艺 授课班级: 授课时间 第”周星期 课题:申火花线切割加工 教学目的:掌握电火花线切割加工工艺制定的方法,了解电极材 料的选用,电规准及工件的装夹 重点、难点:电火花线切割加工工艺制定的方法 使用教具:课件 课后作业 课后记录: 年月日
1 四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 课 时 授 课 教 案 / 学年第 期 课程名称： 数控加工工艺 授课班级： 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 电火花线切割加工 教学目的：掌握电火花线切割加工工艺制定的方法，了解电极材 料的选用，电规准及工件的装夹 重点、难点：电火花线切割加工工艺制定的方法 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录： 年 月 日
电火花线切割加工 1.电火花线切割加工机床电火花线切割加工是在电火花成形加工基础上 发展起来的,它是用线状电极(钼丝或铜丝)通过火花放电对工件进行切割 电火花线切割加工机床根据电极。丝运行速度不同分为快走丝和慢走丝两 种机床,其组成主要包括: 1)主机:包括床身、坐标工作台、走丝机构等 2)脉冲电源:把交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流;3)控制系 统控制机床运动; 4)工作液循环系统:提供清洁的、有一定压力的工作液。 2、电火花线切割的原理 数控线切割加工的基本原理与电火花成形加工相同,但加工方式不同,它 是用细金属丝作电极。线切割加工时,线电极一方面相对工件不断地往上(下) 移动(慢速走丝是单向移动,快速走丝是往返移动),另一方面,装夹工件的 十字工作台,由数控伺服电动机驱动,在x、y轴方向实现切割进给,使线电 极沿加工图形的轨迹,对工件进行切割加工 3.电火花线切割加工特点和应用 1)电火花线切割加工的特点 ①适合于机械加工方法难于加工的材料的加工,如淬火钢、硬质合金、 耐热合金等 ②线为工具电极,节约了电极设计和制造费用和时间,能方便地加工形 状复杂的外形和通孔,能进行套料加工。冲模加工的凸凹模间隙可以任意调 节。 2)缺点 ①被加工材料必须导电; ②不能加工盲孔
2 三、电火花线切割加工 1．电火花线切割加工机床电火花线切割加工是在电火花成形加工基础上 发展起来的，它是用线状电极（钼丝或铜丝）通过火花放电对工件进行切割 电火花线切割加工机床根据电极。丝运行速度不同分为快走丝和慢走丝两 种机床，其组成主要包括： 1）主机：包括床身、坐标工作台、走丝机构等； 2）脉冲电源：把交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流；3）控制系 统控制机床运动； 4）工作液循环系统：提供清洁的、有一定压力的工作液。 2、电火花线切割的原理 数控线切割加工的基本原理与电火花成形加工相同，但加工方式不同，它 是用细金属丝作电极。线切割加工时，线电极一方面相对工件不断地往上(下) 移动(慢速走丝是单向移动，快速走丝是往返移动)，另一方面，装夹工件的 十字工作台，由数控伺服电动机驱动，在 x、y 轴方向实现切割进给，使线电 极沿加工图形的轨迹，对工件进行切割加工。 3．电火花线切割加工特点和应用 1）电火花线切割加工的特点 ①适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、 耐热合金等； ②线为工具电极，节约了电极设计和制造费用和时间，能方便地加工形 状复杂的外形和通孔，能进行套料加工。冲模加工的凸凹模间隙可以任意调 节。 2）缺点 ①被加工材料必须导电； ②不能加工盲孔
2)电火花线切割加工的应用线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具 零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角窄 缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工,既能保证模具精度,也 可简化模具设计和制造。此外,电火花线切割还可加工除盲孔以外的其它难 加工的金属零件。 线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件、样板、各种形状复杂 的细小零件、 4.电火花线切割加工工艺 1)电火花线切割加工工艺指标 (1)切割速度即单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和,快 走丝线为40~80mm2/min,慢走丝可达350mn2/min。 (2)切割精度快走丝线切割精度可达0.01m,一般为±0.0150.02mm 慢走丝线切割精度可达±0.001mm左右。 (3)表面粗糙度快走丝R值一般为1.252.5,最低可0.631.25脚m 慢走丝线切割的R值可达0.3μm 2)影响工艺指标的主要因素 (1)脉主要参数的影响 ①峰值电流I增大,加工速度提高,但表面粗糙度变差。电极丝损耗比 加大甚至断丝。 ②脉冲宽度t加大t可提高加工速度但表面粗糙度变差。 ③脉冲间隔toto减小时平均电流增大,切割速度加快,但to过小,会 引起电弧和断丝 (2)电极及其走丝速度的影响 ①电极丝直径的影响电极直径,一般为0.030.35m,电极丝直径越 粗,切割速度越快,而且还有利于厚工件的加工
3 2）电火花线切割加工的应用线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具 零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角窄 缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，也 可简化模具设计和制造。此外，电火花线切割还可加工除盲孔以外的其它难 加工的金属零件。 线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件、样板、各种形状复杂 的细小零件、 4．电火花线切割加工工艺 1）电火花线切割加工工艺指标 （1）切割速度即单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和，快 走丝线为 40~80mm2／min，慢走丝可达 350mm2／min。 （2）切割精度 快走丝线切割精度可达 0.0lmm，一般为±0.015~0.02mm； 慢走丝线切割精度可达±0.001mm 左右。 （3）表面粗糙度 快走丝 Ra值一般为 1.25~2.5µm，最低可 0.63~1.25µm； 慢走丝线切割的 Ra值可达 0.3µm。 2）影响工艺指标的主要因素 （1）脉主要参数的影响 ①峰值电流 Ie增大，加工速度提高，但表面粗糙度变差。电极丝损耗比 加大甚至断丝。 ②脉冲宽度 ti 加大 ti可提高加工速度但表面粗糙度变差。 ③脉冲间隔 t0 t0减小时平均电流增大，切割速度加快，但 t0过小，会 引起电弧和断丝。 （2）电极及其走丝速度的影响 ①电极丝直径的影响 电极直径，一般为 0.03~0.35mm，电极丝直径越 粗，切割速度越快，而且还有利于厚工件的加工
②电极丝走丝速度的影响在一定范围内,随着走丝速度的提高,线切 割速度也可以提高。但过髙,将使电极丝的振动加大、降低精度、切割速度 并使表面粗糙度变差,且易造成断丝,一般高速走丝以小于10m/s为宜。 ③工件厚度及材料的影响 工件材料薄,工作液容易进入并充满放电间隙,对排屑和消电离有利, 加工稳定性好。但工件太薄,金属丝易产生抖动,对加工精度和表面粗糙度 不利。工件厚,工作液难于进入和充满放电间隙,加工稳定性差,但电极丝 不易抖动,因此精度和表面粗糙度较好。 3)线切割加工工艺过程 线切割加工工艺制定的内容主要有以下几个方面:零件图的工艺分析 工艺准备、加工参数的选择。 (1)零件图的工艺分析 主要分析零件的凹角和尖角是否符合线切割加工的工艺条件零件的加工 精度、表面粗糙度是否在线切割加工所能达到的经济精度范围内 尖角和凹角尺寸分析 ①线电极轨迹与加工面距离1=d/2+8线电极轨迹: ②零件凹角半径:R1≥1=d/2+8,零件尖角半径:R2=R1-Z/2 精度和表面粗糙度的分析:加工精度和表面粗糙度应符合要求。 (2)线电极的选择 般情况下,快速走丝机床常用钼丝作线电极,钨丝或其它昂贵金属丝 因成本高而很少用,其它线材因抗拉强度低,在快速走丝机床上不能使用 慢速走丝机床上则可用各种铜丝、铁丝,专用合金丝以及镀层(如镀锌等)的 电极丝。 (3)穿丝孔的确定 ①穿丝孔的尺寸直径一般￠3~10m
4 ②电极丝走丝速度的影响 在一定范围内，随着走丝速度的提高，线切 割速度也可以提高。但过高，将使电极丝的振动加大、降低精度、切割速度 并使表面粗糙度变差，且易造成断丝，一般高速走丝以小于 l0m／s 为宜。 ③工件厚度及材料的影响 工件材料薄，工作液容易进入并充满放电间隙，对排屑和消电离有利， 加工稳定性好。但工件太薄，金属丝易产生抖动，对加工精度和表面粗糙度 不利。工件厚，工作液难于进入和充满放电间隙，加工稳定性差，但电极丝 不易抖动，因此精度和表面粗糙度较好。 3）线切割加工工艺过程 线切割加工工艺制定的内容主要有以下几个方面：零件图的工艺分析、 工艺准备、加工参数的选择。 （1）零件图的工艺分析 主要分析零件的凹角和尖角是否符合线切割加工的工艺条件零件的加工 精度、表面粗糙度是否在线切割加工所能达到的经济精度范围内。 尖角和凹角尺寸分析： ①线电极轨迹与加工面距离 l=d／2+δ 线电极轨迹： ②零件凹角半径：R1≥l=d／2+δ,零件尖角半径：R2= R1—Z/2 精度和表面粗糙度的分析：加工精度和表面粗糙度应符合要求。 （2）线电极的选择 一般情况下，快速走丝机床常用钼丝作线电极，钨丝或其它昂贵金属丝 因成本高而很少用，其它线材因抗拉强度低，在快速走丝机床上不能使用。 慢速走丝机床上则可用各种铜丝、铁丝，专用合金丝以及镀层(如镀锌等)的 电极丝。 （3）穿丝孔的确定 ①穿丝孔的尺寸 直径一般￠3～10mm
②穿丝孔的位置 a.凹模、孔类零件为使切割轨迹短和更于编程,穿丝孔应设在边角处 在已知坐标尺寸的交点处或型孔中心。 凸模类零件为避免将坯件外形切断引起变形,应按图c在坯料内打穿 丝孔 4)工件校正和装夹 (1)工件校正; (2)工件装夹方式 5)线电极位置的校正 (1)目视法直接利用日视或借助于放大镜来确定线电极的坐标位置 (2)火花法利用线电极与工件在一定间隙时发生火花放电来确定线电 极的坐标位置; (3)自动法利用机床自动找正功能找孔中心。 6)课堂讨论 线切割加工如图凹模刃口尺寸,已知材料为Cr12,已知凸凹模双面间隙 为0.01~0.02mm。讨论以下问题: (1)分析零件图 (2)选择线电极的材料和尺寸; (3)确定穿丝孔的位置 (4)加工过程中应注意的问题
5 ②穿丝孔的位置 a.凹模、孔类零件 为使切割轨迹短和更于编程，穿丝孔应设在边角处 、 在已知坐标尺寸的交点处或型孔中心。 凸模类零件 为避免将坯件外形切断引起变形，应按图 c 在坯料内打穿 丝孔 4)工件校正和装夹 （1）工件校正； （2）工件装夹方式。 5)线电极位置的校正 （1）目视法 直接利用目视或借助于放大镜来确定线电极的坐标位置； （2）火花法 利用线电极与工件在一定间隙时发生火花放电来确定线电 极的坐标位置； （3）自动法 利用机床自动找正功能找孔中心。 6) 课堂讨论 线切割加工如图凹模刃口尺寸，已知材料为 Cr12，已知凸凹模双面间隙 为 0.01～0.02 mm。讨论以下问题： （1）分析零件图； （2）选择线电极的材料和尺寸； （3）确定穿丝孔的位置； （4）加工过程中应注意的问题