第一篇：數控線切割教案(葉)

特種加工實習教案

課題一 數控線切割加工

一．實習內容：

1．線切割加工原理及加工的特點。2．線切割機床的組成。

3．線切割加工工藝過程講解及演示。4.學生線切割加工工藝的實際操作 二．目的和要求：

1．了解線切割加工的原理及線切割機床的組成。

2．通過線切割零件的實際加工，使學生掌握線切割加工的工藝過程，掌握基本繪圖工具，能完成簡單圖形的繪制，并能生成加工代碼，能合理選擇加工電參數，加工出合格的零件。

3．通過實際加工，分析掌握線切割加工特點、裝夾特點、加工范圍及加工安全注意事項。三．教學方法：

課堂教學與現場教學相結合 四．教學手段：

多媒體（CAI課件）,現場演示講解 五．教學內容安排

1．講解線切割加工的原理（20分鐘）

線切割加工技術是線電極電火花加工技術，是電火花加工技術中的一種類型，簡稱線切割加工。

線切割機床采用鉬絲或硬性銅絲作為電極絲。被切割的工件為工件電極，電極絲為工具電極。脈沖電源發出連續的高頻脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上（電極絲）。在電極絲和工件之間加有足夠的、具有一定絕緣性能的工作液。當電極絲和工件之間的距離小到一定程度時，工作液介質被擊穿，電極絲和工件之間形成瞬間電火花放電，產生瞬間高溫，生成大量熱量，使工件表面的金屬局部熔化，甚至汽化；再加上工件液體介質的沖洗作用，使得金屬被腐蝕下來。這就是線切割機床的工作原理。

2．線切割加工的發展史、特點及應用（30分鐘）（1）電加工技術發展簡介

1943年，蘇聯科學家扎拉林柯夫婦發明了電火花加工的方法。19世紀50年代末，蘇聯發明了線切割機床。1969年，世界上第一臺數控線切割機床問世。

線切割機床分兩大類：一類是快走絲（WEDM-HS）；一類是慢走絲（WEDM-LS）。

（2）線切割加工的特點

a、線切割加工可以用于一般切削方法難以加工或者無法加工的形狀復雜的工件加工，如沖模、凸輪、樣板、外形復雜的精密零件及窄縫等，尺寸精度可達0.01∽0.02mm，表面粗糙度Ra可達1.25μm。

b、線切割加工可以用于一般切削方法難以加工或者無法加工的金屬材料或者半導體材料的零件進行加工，如淬火鋼、硬質合金鋼、高硬度金屬等，但無法實現對非金屬導電材料的加工。

c、線切割加工直接利用線電極電火花進行加工，可以方便地調整加工參數，如調節脈沖寬度、脈沖間隔、加工電流等，提高線切割加工精度，也可通過調節實現加工過程的自動化控制。

d、線切割加工效率較低，成本較高，不適合加工形狀簡單的批量零件。

3．介紹線切割加工安全操作規范（10分鐘）

4．重點舉例講解線切割加工工藝過程及示范（40分鐘）（1）自己設計圖形，并繪出草圖。

（2）使用AUTOCUT編控系統軟件繪制圖形，生成加工軌跡，生成TSK程序代碼。

（3）在AUTOCUT編控軟件的主界面上點“加工”鍵，再通過“讀盤”鍵調出所需加工零件的圖形及程序代碼。

（4）檢查，模擬加工運行軌跡，設置停頓點。（5）加工電參數的編輯、儲存、調用。（6）裝夾工件。

（7）對刀，運行程序代碼，加工零件。（8）清洗，檢驗。5．現場操作演示（30分鐘）

6.學生電腦房繪圖、編寫程序（80分鐘）[數控線切割加工方案] 圖紙（見附件）

設備： 數控線切割機床（DK7732—W3A）夾具： 壓板螺栓 工具： 0.18MM鉬絲 材料： Cr12 操作步驟：

1．使用AutoCAD 編控軟件繪制圖形，生成加工軌跡。2．執行和后置處理。

3．使用AutoCUT讀入加工圖形或軌跡 4．檢查，模擬加工運行軌跡，設置停頓點。

5．加工電參數的編輯、儲存、調用。6．裝夾工件。

7．對刀，運行程序代碼，加工零件。

8．清洗，檢驗。六 總結

通過實習，是學生了解線切割加工的原理、歷史、特點、并重點掌握線切割加工的工藝過程、并且能自己繪圖、自己編程、自己把零件加工出來。六 操作實訓 3.5小時

第二篇：數控線切割試驗指導書

數控線切割試驗指導書

一、實驗目的

1.了解數控線切割加工的原理、特點和應用。2.了解數控線切割機床的結構和保養常識。3.了解數控線切割機床的操作。

二、實驗內容

1.講解數控線切割機床的結構、原理、特點和應用。2.操作機床，加工簡單的工件 3.學生上機演示。

三、實驗設備

蘇州金馬線切割機床（DK7732F）一臺。

四、線切割加工介紹

1、電火花線切割的起源

1943年前蘇聯拉扎連柯夫婦和古雪夫幾乎同時分別發明了電蝕加工和陽極機械加工，1955年，前蘇聯提出電火花線切割加工(Wire Cut EDM，簡稱WEDM)方案并于次年生產出第一臺電火花線切割機床。我國于1958年開始著手設計制造簡易電火花線切割機床，并于1960年首次展出電火花線切割機樣品。

2、電火花線切割加工原理

線切割加工是電火花加工的一種，其基本原理如圖所示。

被切割的工件作為工件電極，鉬絲作為工具電極，脈沖電源發出一連串的脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上。鉬絲與工件之間施加足夠的具有一定絕緣性能的工作液（圖中未畫出）。當鉬絲與工件之間的距離小到一定程度時，在脈沖電壓的作用下，工作液被擊穿，在鉬絲與工件之間形成瞬間放電通道，產生瞬時高溫，使金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來。電極絲與工件之間脈沖性地火花放電，電極絲沿其軸向(垂直或Z 方向)作走絲運動，工件相對于電極絲在X , Y平面內作數控運動，工作臺在水平面兩個坐標方向各自按預定的控制程序,根據火花間隙狀態作伺服進給移動,從而合成各種曲線軌跡,把工件切割成形.電火花線切割加工設備一般由脈沖電源、自動控制系統、機床床身和工作液循環過濾系統組成。脈沖電源為電火花加工提供放電能量;自動控制系統使電極與工件間維持適當的間隙距離(通常為數微米到數百微米)，防止發生短路和拉弧燒傷等異常情況發生;機床給加工過程提供支撐，并使電極與工件的相對運動保持一定的精度，工作液有助于脈沖放電，并起冷卻及間隙消電離(使通道中的帶電粒子恢復為中性粒子)作用，循環過濾系統保證蝕出產物的有效排出，以防止工作液中的導電微粒過多而減小絕緣強度。

3、電火花線切割加工主要用途和適用范圍

電火花加工方法是一種與機械加工性質完全不同的新工藝、新技術，它不同于普通車削等機加工，不是靠比工件材料更硬的刀具來切除工件上多余的部分，而是靠兩電極間脈沖放電時產生的電腐蝕(包括熱融化、氣化，液動力、電子轟擊等造成的工件及電極的腐蝕)對材料進行去除加工，可以用較軟的材料來加工任何硬、脆、韌、軟、高熔點的導電材料，如果采用特殊方法還可用來加工半導體、甚至非導電體。主要用在模具加工行業，全世界約有70%的WEDM機床是用來加工模具的。

電火花線切割加工,是電火花加工的一個分支,是一種直接利用電能和熱能進行加工的新工藝，對于新型材料、傳統冷加工困難的材料和復雜型腔等情況，線切割加工成為好的解決方法，為新產品試制、精密零件加工及模具制造開辟了一條新的工藝途徑。

1）加工模具。適用于各種形狀的模具。切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等，模具配合間隙、加工精度通常都能達到要求。還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模具。

2）加工電火花成形加工用的電極。一般穿孔加工用的電極和帶錐度型腔加工用的電 極，以及銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，同時也適用于加工微細復雜形狀的電極。

3）加工零件。在試制新產品時，用電火花線切割在坯料上直接割出零件，加工薄件時還可多片疊在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品種多，數量少的零件，特殊的、難加工材料的零件，材料試驗樣件，各種型孔、特殊凸輪、樣板、成型刀具。同時還可進行微細加工，異形槽、窄槽和標準缺陷的加工等。

蘇州金馬公司生產的線切割機床適合加工高精度、高硬度、高韌性的導電金屬模具，樣板及形狀復雜的零件。廣泛應用于電子儀器，家用電器，精密機械，輕工，軍工等部門。能加工各種高硬度、高強度、高韌性和高脆性的導電材料，如淬火鋼、硬質合金等。加工時，鉬絲與工件始終不接觸，有0.01mm的左右的間隙，幾乎不存在切削力；能加工各種沖模、凸輪、樣板等外形復雜的精密零件及窄縫等；尺寸精度可達0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可達1.6μm。

五、DK7732-F型機床的介紹： 一）、DK7732-F型數控線切割機床主要結構

數控線切割機床的外形如圖所示，包括機床主機、脈沖電源、數控裝置、工作液循環過濾四大部分。

1、機床主機部分：由床身、運絲機構、錐度裝置、工作臺、夾具與附件等組成。

1）床身：床身是一基座。因該機床切削力小，床身和地基采用墊鐵接觸。床身上安裝中拖板，上拖板，通過螺母絲桿運動，實現工作臺運動。床身后部連接立柱，錐度裝置及卷絲筒組合件。

2）運絲部件與絲架：運絲部件上的卷絲筒旋轉帶動電極絲往復運動，絲架上的排絲輪，導軌保持電極絲的運動軌跡，導電塊用來給電極絲加高頻電。

3）錐度裝置：線架的錐度通過兩個步進電機控制十字拖板U、V向運動，實現錐度切割。4）工作臺：工作臺及上拖板，工作臺上有T型槽，是用來安裝夾緊裝置。5）夾具與附件：本機床有一套夾具。

附件有上絲機構，緊絲輪組合，斷絲保護裝置，頂尖夾具等。

2、脈沖電源：又稱高頻電源，是線切割加工中提供加工電源的部件。調節功能如下： 1）、功率管個數選擇開關：共8個開關，全部開通時加工峰值電流最大，全部關閉時峰值電流最小。根據加工工件的厚度選擇功率管個數。一般厚度為2—5mm時開二至三只，5—10mm時開三至四只，最多開六個，留兩個備用。2）、脈沖寬度開關：分10擋，可調節脈沖電流脈寬。脈寬大時，放電能量大，可加工較厚材料。加大脈寬還可加快加工速度，但對表面質量有影響。脈沖寬度選擇4—5檔。3）、脈沖間隔開關：調節脈沖脈間。脈間比例的調整，可提高加工的穩定性。脈沖間隔開關調節范圍大于4小于12。

3、數控裝置：以PC機為核心，配備HF編程軟件。加工程序可用鍵盤輸入或磁盤輸入。其控制精度為±0.001mm，加工精度為±0.001mm。

4、工作液循環過濾：采用專門的乳化液，水泵強制循環。二）、機床的傳動路線

機床機械部分主要由床身，工作臺，運絲部件，線架，冷卻系統，夾具，防水罩等部件組成。傳動路線如下。

1、工作臺的傳動路線： X向：控制系統發出進給脈沖----步進電機Q----齒輪23/齒輪24----絲桿13----螺母14 Y向：控制系統發出進給脈沖----步進電機P----齒輪11/齒輪12----絲桿16----螺母15 控制系統 每發出一個進給脈沖，工作臺就移動0.001mm，另外通過X、Y向兩個搖手柄也可以讓工作臺實現X、Y向移動。

2、運絲部件的傳動路線

電動機M----聯軸節----卷絲筒高速旋轉----齒輪17/齒輪18----齒輪19/齒輪20----絲桿22----螺母21帶動拖板----行程開關。運絲部件帶動電極絲按一定線速度運動，并將電極絲整齊的排繞在卷絲筒上，行程式開關控制卷絲筒的正反轉。

3、線架

卷絲筒帶動電極絲往復運動，排絲輪，導輪保持電極絲軌跡，導電塊進電，兩步進電機E、B控制錐度十字拖板U、V向運動，實現錐度切割。

U向：控制系統發出進給脈沖----步進電機E----齒輪10/齒輪9----絲桿5----螺母4 V向：控制系統發出進給脈沖----步進電機B----齒輪6/齒輪8----絲桿7----螺母3 搖手柄搖動蝸輪桿副，帶動上懸臂升降，實現變跨距。

4、走絲方式：

卷絲筒——排絲輪——寶石擋絲塊——導電塊——上導輪——下導輪——導電塊——寶石擋絲塊——寶石棒——斷絲保護——卷絲筒。用戶可根據需要變更掛絲途徑。三）、機床的潤滑和維護保養

開機前，要將各潤滑部位充分潤滑以保證機床的壽命和性能。

六、數控線切割機床操作方法（現場講述）

1、機床按鈕面板：

兩表：A 加工電流，V 工件與鉬絲間隙電壓

七開關：急停旋鈕，運絲開關，水泵開關，高頻開關

功放管開關，脈寬選擇開關，脈間調節開關，1）急停按鈕——按下急停按鈕，運絲機構及水泵同時停止。指示燈同時亮起。2）運絲開關按鈕——按下運絲ON按鈕，運絲機構開始工作，運絲指示燈滅。3）水泵開關按鈕——按下水泵ON按鈕，水泵開始工作，水泵指示燈滅。4）脈沖電源開關按鈕——按下脈沖電源ON按鈕，脈沖電源接通。

2、操作步驟 1）、啟動電源開關 2）、把加工程序輸入控制主機，修改、檢查、后置、存儲、調用加工程序。3）、根據工件的厚度調節絲架跨距（允許在電極絲安裝后調整，但必須在啟動運絲電機前，切割工件時不得調節跨距）。4）、繞電極絲（電極絲纏繞結束后，應手動緊絲一到兩遍，緊絲時應用力均勻），5）、工件安裝在夾具上。6）、絲速選擇：根據工件厚度決定絲速，工件越厚絲速越高。（允許運絲電機開機選擇，但不得在切割時選擇）7）、開運絲電機（不得接觸運絲筒、電極絲和工件）。注意：確定手搖把不在絲筒上。8）、開水泵電機，調節噴水量。

開水泵時，請先把調節閥調至關狀態，然后逐漸開啟，調節至上下水柱包容電極絲，水柱射向切割區即可，水量不必太大。注意不要造成冷卻液飛濺 9）、開高頻，選擇電參數：用戶可根據對切割效率或表面粗糙度的要求進行選擇。電極絲切入時，把脈沖間隔相對拉開，待切入后，穩定時再調節脈沖間隔，使加工電流滿足要求。

10）啟動程序運行，進入切割時，調節電位器旋鈕，觀察機床電流表，使指針穩定。（允許電流表指針略有晃動）

11）加工結束：應先關脈沖電源，然后關水泵電機，再關運絲電機，檢查X、Y坐標是否到終點，到終點時拆下工件并檢查質量；

（注：控制柜控制面板上有紅色急停按鈕，工作中如有意外情況或誤操作發生，按下此開關即可斷電停機。）

七、數控線切割機床編程方法（見HF使用說明書）

八、實驗報告

實驗報告要求：

1、用規范的實驗報告紙

2、寫清實驗的目的、原理、內容、方法、設備等。

3、本實驗為演示性實驗，寫出心得體會。

思考題

一、線切割加工的原理特點及應用。

二、如何上絲，調整，潤滑？（保養“十字”作業方針？）清潔、緊固、調整、潤滑、防腐。

三、如何提高加工的質量？

(1)合理安排切割路線。指導思想是盡量避免破壞工件材料原有的內部應力平衡，防止工件材料在切割過程中因在夾具等作用下，由于切割路線安排不合理而產生顯著變形，致使切割表面質量下降。

(2)正確選擇切割參數。加工過程中應將各項參數調到最佳適配狀態。對于不同的粗、精加工，其絲速、絲的張力和噴流壓力應以參數表為基礎作適當調整，為了保證加工工件具有更高的精度和表面質量，應在不斷絲的前提下適當調高絲速和張力。(3)注意加工工件的固定。當加工工件行將切割完畢時，其與母體材料的連接強度勢必下降，此時要防止因加工液的沖擊使得加工工件發生偏斜，(4)實施少量多次加工。對于這個量，一般由機床的加工參數決定，

四、如何作異面合成？ 隨著生產技術的發展,要求數控線切割能切割加工具有落料角的沖模,亦即電極絲不僅能始終處于垂直運動狀態,也能根據需要傾斜某一角度。其基本原理是：除了工件(工作臺)能在X , Y 軸方向作數控運動外,電極絲的上支承(上導輪)在水平面內也可作小距離的運動,稱作U ,V 軸運動。受編程軟件等的限制，最初的四軸聯動數控線切割機床只能切削上下截面相似的模具或工件.后來開發采用了可以對X , Y 軸和U ,V 軸分別編程的軟件,于是可以切割出上下異形錐面的模具和工件,即所謂“天圓地方”形，可以切割出一邊截面是紅桃,另一邊截面是草花的工件,只要在兩端各自編程時定出電極絲切割的對應點.但是這類X , Y ,U ,V 四軸聯動的切割方法仍加工不出螺旋表面、正弦曲線表面等多維復雜曲面來。

第三篇：數控線切割教學課題

課題九 多件加工

【學習目標】

熟練掌握跳步模加工技巧和加工操作方法?！菊n

時】

知識學習、技能訓練4課時 【知識學習】

在模具加工中，常常會有很多相同或類似的工件需要加工，或者需要在同一塊坯料上同時加工出幾個單獨的形狀，這就需要考慮到多件加工的工藝。多件加工工藝處理得好，往往會起到事半功倍的效果，不論是對操作者的操作時間還是加工效率，以及工件材料的節省，都有重要意義。

1.一般的加工方法

多件加工的一般方法是單件依次加工。2.特殊的加工方法

特殊的加工方法常用的有三種：

1)開形狀排列切割法，如圖9-1所示。2)凸模排列切割法，如圖9-2所示。3)凹模排列切割法，如圖9-3所示。

在快走絲線切割機床中，多件加工采用的跳步模加工方法加工即凸、凹模的排列切割法。

第一次切割大部分形狀第二次切割一條線，工件全部切斷 圖9-1 開形狀排列切割法

兩件工件穿絲孔穿絲孔

一次切割

圖9-2 凸模排列切割法

圖9-3 凹模排列切割法

3.優點與難點

1)開形狀排列切割法：此種加工方法的好處在于不用加工穿絲孔，可節省工時，且由于沒有穿絲孔，也能節省不少材料。但由于有些工件形狀特殊，不適用此種方法或用此種方法宜變形或難于取出廢料。此種方法的難點在于工件排位時兩件之間距離的計算，圖形者必須有較強的電加工知識和2D圖形處理能力。

2)凸模排列切割法：此種加工方法的好處在于加工切割種類可多選。此種排位時，可根據需要靈活決定工件的切落順序?？梢运械墓ぜ淮稳块_粗然后修刀切落，也可以先加工各件上面所有的頂尖孔然后再單件一一切落。此方法的難點在于合理控制工件的邊距以及穿絲孔的位置。因為穿絲孔的位置決定著工件的切落順序或變形情況。

3)凹模排列切割法：此種方法的優點在于減少工件的裝夾次數，一次大面積裝夾還利于工件的校正及找邊。由于一次切割出，兩片的拼合精度也得到保證。難點在于圖形的處理，工件內底邊與工件外底邊的距離千萬不可排錯。【技能訓練】

第四篇：數控線切割教學課題

課題十二 綜合零件加工

【學習目標】

掌握電火花快走絲線切割加工的一些工藝技巧 【課

時】

知識學習、技能訓練8課時 【知識學習】

一、斷絲

斷絲是線切割加工中最為常見的一種情況。其產生的原因很多，大致可分為加工前斷絲、加工中斷絲和加工結束時斷絲，特別是快走絲線切割機床斷絲是一件讓人頭痛的事，因其手工裝絲實在很煩很臟。其實，只要掌握好加工方法與技巧，斷絲是可以避免或大大減少的。

如果快走絲機床斷絲，常用兩種處理方法。一種是原地穿絲，用人工的方法使其不短路，按下啟動開關，繼續切割，但是此種方法常常不易成功。最有效的方法是回到加工起始點，重新穿絲再進行切割，有時也可以再編程序或沿原程序路徑反向切割完成加工。

1.加工前斷絲

加工前斷絲是指在沒有加工的時候斷絲或加工即將開始時斷絲。在沒有加工時斷絲一般是走絲機構故障，干擾了絲的正常運轉。需要調整走絲機構各個部位的位置，檢查是否有故障。對于進電塊，絲的滑動部位等要清除污垢，保持清潔。如果在加工即將開始時斷絲，要考慮參數的選擇是否合理。在選擇參數時要兼顧切割速度、表面粗糙度及加工的穩定性。在切割開始時，突然產生放電，電極絲易燒斷或拉斷，這時需要把電參數改小，除到一個較小的范圍，待加工穩定后再把電參數加上去。另外，一定要在絲筒旋轉的情況下才能發送高頻脈沖信號，否則絲會被燒斷。

2.加工結束時斷絲

加工結束時斷絲常常是由于工件的變形或落下引起的。在工件裝夾前要對工件進行預處理，減少材料的內應力，以防變形。在廢料脫落前，用磁鐵或其他方法進行固定。在切落之前，也可以更改電參數或非電參數，減小切割能量，降低切割速度。

3.加工中斷絲

加工中斷絲主要是由于電流過大，熔斷了電極絲。線切割加工一般都采用晶體管高頻脈沖電源，用單個脈沖能量小、脈寬窄、頻率高的脈沖參數進行正極性加工。加工時，可改變的脈沖參數主要有電流峰值、脈沖寬度、脈沖間隔、空載電壓、放電電流等。要求獲得較好的表面粗糙度時，所選用的電參數要小；若要求獲得較高的切割速度，脈沖參數再選大一些，但加工電流的增大受排屑條件及電極絲截面積的限制，過大的電流易引起斷絲。

加工中如果進電塊有切割出的小槽，也會引起電極絲的斷開?？梢詫⑦M電塊換一個方向使用，避開電極絲在小槽中的摩擦。當然，也可以更換新進電塊。

電極絲的好壞也是引起斷絲的一個重要原因。在購買電極絲的時候，要考慮它的切割性能，不能以便宜取貨。其中電極絲的抗拉強度與熔點是重要的指標。

工件中若有不導電的物體也會引起斷絲。如模具中若有502膠水，電極絲切割到此處，將會發生短路，最終引起斷絲?？梢杂幂^弱的加工條件通過困難加工區域，也可以去除不利因素之后再重新切割或換方向切割。

二、短路 短路指的是電極絲與工件相接，卻不能產生放電的通道。在正常放電過程中，電極絲與工件并沒有真正接觸，有一定的距離。而這個距離就是放電通道。當放電通道被堵塞，將不能正常進行放電加工。

1.加工前短路

加工前短路往往是工件起割的地方不導電，切割前切記要保持加工面的干凈，如圖（）所示，若有鐵銹也應清除。如果導輪和進電塊有污物堆積，也會引起短路。用毛刷或碎布沾上酒精或煤油清洗干凈。

數控線切割加工實用技術P241頁 圖 工件起割面不干凈引起短路

2.加工結束時短路

加工結束時短路往往是工件落下前變形引起的，如圖（）所示。用磁鐵吸住要掉下的材料，讓鉬絲與工件之間保持正常間隙。改小加工條件，繼續加工。如果還是短路，可用不導電的物體推動鉬絲在切割的縫隙間跳動，讓切割的縫隙變寬，使放電的通道始終存在。

數控線切割加工實用技術P242頁

圖 工件變形引起短路

3.加工中短路

加工中短路最常見的就是廢料掉下，卡在工件與上下機頭之間，如圖（）所示。此種短路也最為危險。如果不能及時取出，會損傷上下機頭或工件。另外，工作液如果過臟，也會引起短路。因為一些不導電物體夾在切割的縫隙之間，形成短路。此時，就需要更換工作液。更換工作液前應先停機，加水時，不要把水灑入電動機內。

還有一種情況就是進給速度過快引起的短路。如果伺服進給的速度大于切割速度很多，電極絲就會發生傾斜，緊貼在工件的表面，形成短路。可以通過示波器來觀察加工中的狀態。如果示波器變成一個不動的直線，就會發生短路，這時就要減慢加工的伺服速度。

數控線切割加工實用技術P242頁 圖 廢料卡在上下機頭之間引起的短路

三、尺寸精度不良

1.機床的原因

(1)合理安排切割路線 該措施的指導思想是盡量避免破壞工件材料原有的內部應力平衡，防止工件材料在切割過程中因在夾具等的作用下，由于切割路線安排不合理而產生顯著變形，致使切割表面質量下降。例如：工件與其夾持部分的分離應安排在最后，使加工中剛性較好。如圖（）所示，其中圖a為錯誤的切割路線，圖b為正確的切割路線。

數控線切割加工實用技術P245頁

圖 合理安排切割路線

a)不合理 b)合理

(2)正確選擇切割參數 對于不同的粗、精加工，其絲速和絲張力應以參數表為基礎做適當調整。為了保證加工工件具有更高的精度和表面質量，可以適當調高線切割機的絲張力，雖然制造線切割機床的廠家提供了適應不同切割條件的相關參數，但由于工件的材料、所需要的加工精度，以及其它因素的影響，使得人們不能完全照搬書本上介紹的切割條件，而應以這些條件為基礎，根據實際需要做相應的調整。例如若要加工厚度為27mm的工件，則在加工條件表中找不到相當的情況，這就必須根據厚度在20～30mm間的切割條件做出調整，主要辦法是：加工工件的厚度接近哪一個標準厚度，就選擇其為應設定的加工厚度。

(3)采用近距離加工 為了使工件達到高精度和高表面質量，根據工件厚度及時調整絲架高度，使上導輪與工件的距離盡量靠近，這樣就可以避免因上導輪離工件較遠而使電極絲振幅過大，影響加工工件的表面質量。

(4)注意加工工件的固定 當加工工件即將切割完畢時，其與母體材料的連接強度勢必下降，此時要防止因工作液的沖擊使得加工工件發生偏斜。因為一旦發生偏斜，就會改變切割間隙，輕者影響工件表面質量，重者使工件切壞報廢，所以要有合理的方法固定好被加工工件。

2.材質的原因

1)由于工件材料不同，熔點、汽化點、導熱系數等都不一樣，因而即使按同樣方式加工，所獲得的工件表面質量也不相同，因此必須根據實際需要的表面質量對工件做相應的選擇。例如要達到高精度，就必須選擇硬質合金類材料，而不應該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等，否則很難達到所需要求。

2)由于工件材料內部殘余應力對加工的影響較大，在對熱處理后的材料進行加工時，由于大面積去除金屬和切斷加工會使材料內部殘余應力的相對平衡受到破壞，從而可能影響零件的加工精度和表面質量。為了避免這些情況，應選擇鍛造性好、淬透性好、熱處理變形小的材料。

3)加工過程中應將各項參數調到最佳狀態，以減少斷絲現象。如果發生斷絲勢必會回到起始點，重新上絲再次進行加工，使加工工件表面質量和加工精度下降。在加工過程中還應注意傾聽機床發出的聲音，正常加工的聲音應為很光滑的“哧-哧”聲。同時，正常加工時，機床的電流表、電壓表的指針應是振幅很小，處于穩定狀態，此時進給速度均勻而平穩。

3.電極絲的原因 1)在加工前，必須檢查電極絲，電極絲的張力對加工工件的表面質量也有很大的影響，加工表面質量要求高的工件，應在不斷絲的前提下盡可能提高電極絲的張力。

2)線切割機床一般采用由乳化油或水配制而成的工作液?；鸹ǚ烹姳仨毷窃诰哂幸欢ń^緣性能的液體介質中進行，工作液的絕緣性能可使擊穿后的放電通道壓縮，從而局限在較小的通道半徑內火花放電，形成瞬時和局部高溫來熔化并汽化金屬，放電結束后又迅速恢復放電間隙成為絕緣狀態。絕緣性能太低，則工作液成了導電體，而不能形成火花放電；絕緣性能太高，則放電間隙小，排屑困難，切割速度降低。加工前要根據不同的工藝條件選擇不同型號的工作液，再者必須檢查與工作液有關的條件，檢查工作液的液量及臟污程度，保證工作液的絕緣性能、洗滌性能、冷卻性能達到要求。

3)必須檢查進電塊的磨損情況?？熳呓z線切割機一般在加工了50～80h后就須考慮改變導電塊的切割位置或者更換導電塊。有臟污時需用洗滌液清洗。

4)檢查導輪的轉動情況。若轉動不好則應更換，還必須仔細檢查上、下噴嘴的損傷和臟污程度，用清洗液清除臟物，有損傷時需及時更換。還應經常檢查儲絲筒內絲的情況，絲損耗過大就會影響加工精度及表面質量，需及時更換。此外，進電塊、導輪和上下噴嘴的不良狀況也會引起電極絲的振動，這時即使加工表面能進行良好的放電，但因電極絲振動，加工表面也很容易產生波峰或條紋，最終引起工件表面粗糙度變差。

5)保持穩定的電源電壓。電源電壓不穩定會造成電極與工件兩端不穩定，從而引起擊穿放電過程不穩定而影響工件的表面質量。

四、表面精度不良 電火花線切割是利用瞬間放電能量的熱效應，使工件材料熔化、汽化達到尺寸要求的加工方法。切割時的熱效應和電解作用，通常使加工表面產生一定厚度的變質層，如表層硬度降低，出現顯微裂紋等，致使線切割加工的模具易發生早期磨損，直接影響模具沖裁間隙的保持，以及模具刃口容易崩刃，縮短了模具的使用壽命。

對于碳鋼來說，工件表面的熔化層（變質層由熔化凝固層與熱影響層組成）在金相照片上呈現白色，稱為白層。它與基體金屬完全不同，是一種樹枝狀的淬火鑄造組織，與內層的結合也不甚牢固。它主要由馬氏體、大量晶粒極細的殘余奧氏體和某些碳化物組成。

表面精度不良表面為加工速度產生波動，引起表面粗糙度不良，加工面出現縱向加工痕跡。表面精度不良會大大減少工件的美觀與實用，嚴重時還會產生報廢。

1.材質的原因

(1)工件材料的的金相組織及元素成分 由于電火花的放電作用，使工件材料表面層的金相組織發生了明顯的變化，形成不連續的、厚度不均勻的變質層。它與工件材料、電極絲材料、脈沖電源和工兒作液等參數有關。經金相組織分析，變質層中殘留了大量奧氏體。在使用鉬絲電極絲和含碳工作液時，經光譜分析和電子探針檢測，在變質層內鉬和碳元素的含量大幅度增加；而使用銅絲電極絲和去離子水的工作液時，發現變質層內銅元素含量增加，而無滲碳現象。

(2)變質層的厚度 通常變質層的厚度隨脈沖能量的增大而變厚。因電火花放電過程的隨機性，在相同的加工條件下，變質層的厚度往往是不均勻的。從有關試件所測得的變質層厚度的數據表面，線切割電規準對變質層的厚度有明顯的影響。

(3)顯微硬度明顯下降，并出現顯微裂紋 由于變質層金相組織和元素含量的變化，使工件表面和顯微硬度明顯下降。例如在去離子水中進行電火花線切割加工后，工件表面硬度值由線切割前的970HV下降到線切割加工后的670HV，通常在距表面十幾微米的深度內出現了線切割的軟化層。同時，表面變質層一般存在拉應力，會出現顯微裂紋。尤其是切割硬質合金時，在常規的電規準參數條件下，更容易出現裂紋，并存在空洞，危害極大。

為防止模具表面產生顯微裂紋，應對鋼材熱加工（鑄、鍛）、熱處理，直到制成模具的各個環節都要充分關注和重視，并采取相應的措施。

1)在線切割前的熱處理，應避免材料過熱、滲碳、脫碳現象。

2)線切割前應優化電規準：采用高峰值窄脈沖電參數，使工件材料以氣相拋出，汽化熱大大高于熔化熱，以帶走大部分熱量，避免工件表面過熱；有效地進行逐個脈沖檢測，控制好集中放電脈沖串的長度，也可解決局部過熱問題，消除顯微裂紋的產生；脈沖能量對顯微裂紋的影響極其明顯，能量越大，顯微裂紋越寬越深；脈沖能量很小時，例如采用精加工電規準，表面粗糙度Ra＜1.25μm，一般不易出現顯微裂紋。

3)工作液的電蝕產物常會導致集中放電，形成顯微裂紋。

此外，在線切割加工中，為了預防裂紋和變形，加工條件也應慎重選擇，尤其對于那些大型、厚壁、形狀復雜、厚度不均勻的模具零件，宜采用多次切割法，這是減少和去除表面缺陷的一種非常有效的方法。應選擇平坦、易精加工或工件性能影響不大的部位設置為線切割的起始點，這也很重要。對于有些要求高的模具，可采用多種有效措施，在線切割加工后把表面變質層拋除、研磨掉，提高零件的表面質量。

優化線切割加工的工藝方案，選擇合理的工藝參數，以防止模具表面發生過熱現象，減少和避免變質層的形成，消除表面顯微裂紋，對于提高模具制造質量和延長模具使用壽命是十分有效的。

2.電極絲的原因

電極絲也會影響到表面精度不良。好的電極絲，線切割速度快，不易斷絲，產生的熱量能瞬時消除，如包鋅電極絲。電極絲的抖動也會在工件表面產生條紋。在切割工件的時候，電極絲的張力一定要適宜。張力過緊會繃斷電極絲，張力過小會引起電極絲的抖動，造成工件表面不良。取值可以參考機床廠商的說明書，但實際經驗還得自己不斷積累。

五、加工速度不良

快走絲線切割加工機床合理調整進給速度的方法有如下幾點： 1)在快走絲線切割機床中，整個進給控制電路有多個調整環節，其中大部分安裝在機床控制器內部，出廠時已調整好，一般不應該再修改。不要以為進給電路能自動跟蹤工件的余量速度并始終維持某一放電間隔（即不會開路不走或者短路悶死），便錯誤地認為加工時可不必或可隨便調節進給量。實際上某一具體加工條件下只存在一個相應的最佳進給量，此時電極絲的進給速度恰好等于工件實際可能的最大蝕除速度。如果人們設置的進給速度小于工件實際可能的蝕除速度（稱欠跟蹤或欠進給），則加工狀態偏開路，無形中降低了生產效率：如果設置好的進給速度大于工件實際可能的蝕除速度（稱過跟蹤或過進給），則加工狀態偏短路，實際進給和切割速度也會下降，而且增加了短路、斷絲和短路悶死狀態的危險。因此合理調節變頻進給，使其達到較好的加工狀態很重要。

用電流表觀察的方法調整進給速度：利用電壓表和電流表以及用示波器等來觀察加工狀態。使之處于一種較好的狀態，實質上也是一種調節合理的進給速度的方法。根據工人長期操作和實踐并經理論推導證明，用矩形波脈沖電源進行線切割加工時，無論工件材料厚度大小，只要調節各加工參數，把加工電流（即電流表上指示的平均電流）調節到大概等于短路電流（即脈沖電源短路時表上指示的電流）的70%～80%就可以保證最佳工作狀態，即此時進給速度最合理，加工最穩定，切割速度最高。

第五篇：數控線切割教學課題

課題八 單個形狀加工

【學習目標】

熟練掌握ISO代碼編程方法并利用所編程序完成加工 【課

時】

知識學習4課時，技能訓練2課時 【知識學習】

單個形狀的加工包括開形狀的加工及單個形狀的凸、凹模的加工。

一、凸模的加工方法

凸模加工的定義

凸模（見圖8-1）在模具中起著很重要的作用（凸模加工又叫鑲件加工或沖頭加工），它的設計形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質量、使用壽命及沖壓件的精度。對于線切割工件余留部位切割的多次加工，首先必須解決被加工工件的導電問題，因為在高精度線切割加工中，電極絲的行走路線可能需要沿加工軌跡往復行走多次，才能保證被加工工件具有較低的表面粗糙度和較高的表面精度，這時線切割加工是靠工件余留部位起到導電作用，以保障電加工正常進行。但在進行工件余留部位的切割加工時，若第一次切割即切下工件余留部位，將會導致被切割部分與母體分離，以致導電回路中斷，無法進行繼續加工，所以從線切割加工的條件性和延續性考慮，必須使工件余留部位即使在多次切割的情況下也能保持與母體之間正常導電的要求。

圖8-1 凸模加工的定義

凸模加工的技巧

在實際生產加工中，由于工件毛坯內部的殘留應力變形及放電產生的熱力變形，故應首先加工好穿絲孔進行封閉式切割（見圖8-2），盡可能避免開放式切割而發生變形。如果受限于工件毛坯而不能進行封閉式切割，對于方形毛坯件，在編程時應注意選擇好切割路線或切割方向。切割路線應有利于保證工件在加工過程中始終與夾具（裝夾支撐架）保持在同一坐標系，避開應力變形的影響。一般情況下，合理的切割路線應將工件與夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序的末端，即將暫停點留在靠近毛坯端的部位。

當凸模外形規則時，線切割加工常將預留連接部分（暫停點，即為使工件在第1次的粗割后不與毛坯完全分離而預留下的一小段切割軌跡線）留在平面位置上，大部分精割完畢后，對預留連接部分只做一次切割，以后再由鉗工修磨平整。

硬質合金凸模由于材料硬度高及形狀狹長等特點，導致加工速度慢且容易變形，特別在其形狀不規則的情況下，預留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的難度。因此在線切割加工時可對其工藝進行適當的調整，使外形尺寸精度達到要求，免除鉗工修磨工序。由于硬質合金硬度高，切割厚度大，導致加工速度慢，扭轉變形嚴重，大部分外形加工及預留連接部分的加工均采取4次切割方式，且兩部分的切割參數和偏移量（offset）均一致。第一次切割時，電極絲偏移量加大致0.5～0.8mm，以使工件充分釋放內應力及完全扭轉變形，使后面3次有足夠的余量進行精割加工，這樣可保證工件最后的尺寸精度。

二、凹模的加工方法

凹模加工的定義

凹模加工（見圖8-3）指的是切割軌跡為封閉形狀，電極絲的運動均在工件的內部切割。工件需要的是外部形狀，如工件中間的孔加工即為凹模加工。

構成凹模加工軌跡的幾個要素為加工形狀、進刀線長度、退刀線長度、過切長度，暫停位置。加工形狀即為加工的形狀，如正方形。進刀線長度是指穿絲孔到起割點的距離。退刀線長度指的是電極絲上一次切割后返回的第二次切割開始點的長度，一般情況下與進刀線長度相同。過切長度指的是在切割完整圈形狀后，為了對進刀線處進行工藝處理而多切出的一段距離，一般情況下不用。暫停位置指的是為了在工件切斷之前作出警告而設置的暫停點。

凹模加工的技巧

凹模加工的技巧主要以如下幾點： 電極絲的位置

切記電極絲的運動軌跡在切割形狀的內部，如果電極絲的運動軌跡在切割形狀的外部為凸模切割，則發生錯誤。

穿絲孔的位置

如果切割的形狀不太大，穿絲孔可以位于工件的正中心，進退刀長度也可相同。如果工件過大，穿絲孔位置可以選擇靠近工件邊的地方（見圖8-4），以縮短進刀線的長度，減少切割時間。

暫停點的設置

合理設置暫停點是一項有效的工藝。對于形狀不大的工件，暫停長度可以為0.3mm或0.5mm。對于中型工件，暫停長度可以設為5～10mm，以便及時加入磁塊吸住殘料。對于大型工件，可以設置兩個以上的暫停點，第一個暫停點為放入磁場或加入支撐，第二個暫停點才為切斷前的報警信息。

三、開形狀的加工方法

（四種加工方法：簡易加工、3B編程加工、拖板加工和繪制封閉圖形用暫停指令控制加工等，結合不同機床，給出實例）

（例如切斷程序）

開形狀的加工定義 開形狀加工（見圖8-5）指的是切割軌跡為不封閉的形狀，起割點與切出點不在同一位置。開形狀加工軌跡至少有三要素：切入線、切出線、工件切割線。開形狀的加工技巧

開形狀的加工技巧主要有： 電極絲的位置

開形狀加工電極絲的位置極為重要。電極絲的軌跡偏移要根據工件的位置及切割方向來決定。如使用從左至右加工，工件（見圖8-6）在左側（剖面線部分），廢料在右側（空缺部分），那么電極絲的偏移則為向右偏移。也就是說電極絲的位置一定是在廢料那一側，才能保證工件的正確尺寸。

一定要引入線

在開形狀加工時，切入線與切出線是補正值（如偏移、錐度等）加入與取消的路徑，加工中不可缺少。