電火花線切割技術(shù)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(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的工藝形式，學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電火花線切割技術(shù)論文，希望你們喜歡。
電火花線切割技術(shù)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(chǔ)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(dòng)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(fù)雜零件的加工等方面獲得了廣泛的應(yīng)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(dǎo)初學(xué)者實(shí)際加工過程，可使學(xué)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(guān)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(xiàn)標(biāo)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(xiàng)技術(shù)的研究始于20世紀(jì)中期，線切割放電機(jī)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(chǔ)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(dòng)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(fù)雜零件的加工等方面獲得了廣泛的應(yīng)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(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)作為工具線電極(負(fù)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(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而使電極絲沿著所要求的切割路線進(jìn)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(shí)現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定的設(shè)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(dá)到圖樣要求的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度等應(yīng)合理控制線切割加工的各種工藝參數(shù)，同時(shí)安排好零件的工藝路線及加工前的準(zhǔn)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(shí)應(yīng)盡量保持工件或毛坯的結(jié)構(gòu)剛性，以免因工件強(qiáng)度下降或材料內(nèi)部應(yīng)力的釋放而引起變形，具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1)切割凸模類工件應(yīng)盡量避免從工件端面由外向里進(jìn)刀，最好從坯件預(yù)制的穿絲孔開始加工。
(a) 可以 (b) 較好 (c) 最好
2)加工路線應(yīng)向遠(yuǎn)離工件夾具的方向進(jìn)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(shè)―A―D―C―B―A―O路線切割，則加工至D點(diǎn)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(shè)―A―B―C―D―A―O為加工路線，則整個(gè)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(gè)以上工件時(shí)，為減小變形應(yīng)從不同的穿絲孔開始加工。
(a)從同一個(gè)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(yīng)大于5mm，以防因工件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差而發(fā)生變形。
5)避免沿工件端面切割，這樣放電時(shí)電極絲單向受電火花沖擊力，使電極絲運(yùn)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(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，同時(shí)也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，故也稱程序原點(diǎn)。
1)穿絲孔應(yīng)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(shí)，一般穿絲孔位置也是加工基準(zhǔn)，其位置還必須考慮運(yùn)算和編程的方便，通常設(shè)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(shí)，為縮短切入行程，穿絲孔應(yīng)設(shè)置在靠近加工軌跡的已知坐標(biāo)點(diǎn)上，
3)在加工大型工件時(shí)，還應(yīng)沿加工軌跡設(shè)置多個(gè)穿絲孔，以便發(fā)生斷絲時(shí)能就近重新穿絲，再切入斷絲點(diǎn)。
4)在切割凸模需要設(shè)置穿絲孔時(shí)，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(diǎn)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(diǎn)一般也是切出點(diǎn)。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(diǎn)時(shí)必然存在重復(fù)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(diǎn)應(yīng)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(shí)，應(yīng)在粗糙度要求較低的面上選擇起點(diǎn)。
(2) 工件各面的粗糙度要求相同時(shí)，則盡量在截面圖形的相交點(diǎn)上選擇起點(diǎn)。當(dāng)圖形上有若干個(gè)相交點(diǎn)時(shí)，盡量選擇相交角較小的交點(diǎn)作為起點(diǎn)。當(dāng)各交角相同時(shí)，起點(diǎn)的優(yōu)先選擇順序是：直線與直線的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)、圓弧與圓弧的交點(diǎn)。
(3) 對于工件各切割面既無技術(shù)要求的差異又沒有形面的交點(diǎn)的工件，切入點(diǎn)盡量選擇在便于鉗工修復(fù)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(yīng)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(dǎo)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(gè)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(yīng)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(shí)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(shí)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(shí)間，與放電能量成反比，其他條件不變，脈沖間隔越大，相當(dāng)于降低了脈沖頻率增加的單位時(shí)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(dāng)脈沖間隔減小到一定程度之后，電蝕物不能及時(shí)排除，放電間隙的絕緣強(qiáng)度來不及恢復(fù)，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(gè)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(jìn)給速度、走絲速度及加工環(huán)境等都有著密切的關(guān)系，需在實(shí)際加工過程中多加探索才能達(dá)到比較滿意的效果。
2.5 補(bǔ)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(shí)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(shí)就要對原工件尺寸進(jìn)行偏置，利用數(shù)控系統(tǒng)的線徑補(bǔ)償功能，使電極絲實(shí)際運(yùn)行的軌跡與原工件輪廓偏移一定距離，這個(gè)距離即稱為單邊補(bǔ)償量F(或偏置量)。偏移的方向視電極絲的運(yùn)動(dòng)方向而定，分左偏與右偏兩種，編程時(shí)分別用G代碼G41和G42表示。補(bǔ)償量的計(jì)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(bǔ)償切割 (b) 帶補(bǔ)償切割
若當(dāng)加工工件要求留有加工余量時(shí)，則補(bǔ)償量的計(jì)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(jìn)行要求有配合間隙的沖裁模加工時(shí)，通過調(diào)整不同的補(bǔ)償量，可一次編程實(shí)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(shí)間。
參考文獻(xiàn)
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電火花線切割技術(shù)論文篇二
數(shù)控電火花線切割機(jī)在機(jī)械生產(chǎn)中運(yùn)用探究
摘要：數(shù)控電火花線切割機(jī)加工在機(jī)械中運(yùn)用為中心話題，主要探討分析了電火花線切割機(jī)種類、加工原理、加工工藝，以及電火花線切割機(jī)在機(jī)械生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題及處理措施。將理論研究與實(shí)際運(yùn)用有機(jī)的結(jié)合起來，希望能夠引起人們對電火花線切割加工的進(jìn)一步關(guān)注，能夠?qū)C(jī)械生產(chǎn)的實(shí)際工作發(fā)揮指導(dǎo)作用。
關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(shí)產(chǎn)生的局部、瞬間的高溫將金屬腐蝕除下來。隨著機(jī)械制造的發(fā)展和進(jìn)步，電火花線切割加工在機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，并日益發(fā)揮它的重要作用，對機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)生重要的影響。
1 電火花線切割機(jī)的種類
1.1 按加工軌跡的控制方法分類
電火花線切割機(jī)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(jī)、光電跟蹤電火花線切割機(jī)及數(shù)控電火花線切割機(jī)三大類。
1.2 按電極絲移動(dòng)方式分類
電火花線切割機(jī)的種類按電極絲移動(dòng)方式不同可以分為高速走絲電火花線切割機(jī)、低速走絲電火花線切割機(jī)和自旋式電火花線切割機(jī)三種。
2 電火花線切割機(jī)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(shí)的電腐蝕現(xiàn)象。電極絲與脈沖電源的負(fù)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(shí)，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(qiáng)度最高，導(dǎo)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)高溫，通道中心溫度達(dá)到10000℃以上，兩極金屬材料的表面局部瞬間被熔化;同時(shí)，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(dòng)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(jié)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(jī)加工的工藝路線，可以大致分為如下四個(gè)步驟：
(1)對工件圖樣進(jìn)行審核及分析，并估算加工工時(shí)。
(2)工藝準(zhǔn)備，包括機(jī)床調(diào)整、工作液的選配，電極絲的選擇及校正，工件的準(zhǔn)備等。
(3)加工參數(shù)選擇，包括脈沖參數(shù)走絲速度及進(jìn)給速度設(shè)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(jìn)行表面處理，并檢驗(yàn)其加工質(zhì)量。
4 數(shù)控電火花線切割加工在機(jī)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(jī)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(jī)斷絲的原因及處理：線切割機(jī)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(yán)重的導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)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(shí)未及時(shí)切斷高頻電源，因溫度過高而燒斷鉬絲.調(diào)整接近開關(guān)，如無果!則需檢修電路部分，要保證先關(guān)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(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)斷絲
問題：(1)電極絲卡在導(dǎo)電塊槽中;(2)絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活;(3)鉬絲排列時(shí)疊絲。
解決：(1)調(diào)整或更換導(dǎo)電塊位置。(2)檢查絲筒夾縫中是否進(jìn)入異物;(3)檢查鉬絲是否在導(dǎo)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(shí)斷絲
問題：(1)加工時(shí)設(shè)置加工電流太大，切割進(jìn)給不穩(wěn)定;(2)鉬絲加工時(shí)抖動(dòng)過厲害;(3)加工工件表面毛刺較多或有不導(dǎo)電氧化皮存在表面等。
解決：(1)調(diào)整加工電流參數(shù)，適當(dāng)減小加工電流值;(2)檢查走絲系統(tǒng)部分，如導(dǎo)輪槽、軸承、絲筒是否有異常跳動(dòng);(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(shè)置不合適，加工電流過大;(2)導(dǎo)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(dāng)或錯(cuò)誤使用其他機(jī)床的乳化液，使用乳化液太稀太臟或使用時(shí)間太久;(4)鉬絲產(chǎn)生氧化質(zhì)量差或上絲時(shí)用不恰當(dāng)工具緊絲，使鉬絲產(chǎn)生損傷;(5)進(jìn)給調(diào)節(jié)不當(dāng)，忽快忽慢，開路短路頻繁;(6)切割厚件時(shí)，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(gè)數(shù)，或?qū)㈤g歇檔調(diào)大;(2)更換新的導(dǎo)電塊或?qū)?dǎo)電塊移個(gè)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(shí)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(shí)， 把鉬絲擠斷了。
解決：選擇設(shè)計(jì)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(shí)，用磁鐵吸住工件或用工具托住工件不致下落。
5 結(jié)語
總而言之，數(shù)控電火花線切割加工與其他加工技術(shù)相比而言，電火花線切割加工具有顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢，在機(jī)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(jī)械生產(chǎn)中，我們需要進(jìn)一步加強(qiáng)對電火花線切割加工的研究、開發(fā)和推廣，使其在機(jī)械加工中得到更好的利用，發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
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