电火花切割的原理

电火花线切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，简称WEDM），有时又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60％以上。

根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS），其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于02m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低，是国外生产和使用的主要机种。

根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同，电火花线切割机床又可分为三种：一种是模仿形控制，其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的模，加工时把工件毛坯和模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧地贴着模边缘作轨迹移动，从而切割出与模形状和精度相同的工件来；另一种是光电跟踪控制，其在进行线切割加工前，先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上，跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动，从而切割出与图样形状相同的工件来；再一种是数字程序控制，采用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工，不需要制作模样板也无需绘制放大图，比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围，目前国内外95％以上的电火花线切割机床都已采用数控化。

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线切割原理介绍

线切割原理介绍及工业安全

线切割加工机发展史

20世纪中期, 苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法, 线切割放电机也于1960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后左右手动进给工作台面加工，其实认为加工速度虽慢，却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异形孔加工。当时使用之加工液用矿物质性油(灯油)。绝缘性高，极间距离小，加工速度低于现在械械，实用性受限。

将之NC化，在脱离子水(接近蒸馏水)中加工的机种首先由瑞士放电加工机械制造厂在1969年巴黎工作母机展览会中展出，改进加工速度，确立无人运转状况的安全性。但NC纸带的制成却很费事，若不用大型计算机自动程序设计，对使用者是很大的负担。在廉价的自动程序设计装置(Automatic Programed Tools APT)出现前，普及甚缓。

日本制造厂开发用小型计算机自动程序设计的线切割放电加工机廉价，加速普及。线切割放电加工的加工形状为二次元轮廓。自动程序装置广用简易形APT(APT语言比正式机型容易)，简易形APT的出现为线切割放电机发展的重要因素。

线切割放电加工基本原理

线切割放电加工以铜线作为工具电极，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V的脉冲电压，并保持5~50um间隙，间隙中充满煤油、纯水等绝缘介质，使电极与被加工物之间发生火花放电，并彼此被消耗、腐蚀在工件表面上电蚀出无数的小坑，通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品

电火花加工的物理原理如下：

为了在2个电极之间产生电火花，这2个电极之间的电压必须高于间隙(电极-工件之间)击穿电压取决于：

1) 电极和工件之间的距离；

2) 电介液的绝缘能力(水质比电阻)；

3) 间隙的污染状况(腐蚀废物)。

放电首先在电场最强的点发生，这是个复杂的过程；自由正离子和电子在场

中积累，很快形成一个被电离的导电通道；在这个阶段，两板间形成电流。导

致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度

的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，

形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高；然后电流中断，温度突然

降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出d坑，然后被腐蚀的

材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走；对于电极及工件腐蚀

对不对称的问题，主要取决于电极热传导性，材料的熔点,持续时间以及放电密

度，发生在电极上称作损耗，发生在工件上称作去除材料

工 业 安 全

为了确保 *** 作者和机床在最佳安全条件下，及同一厂内人员的健康和具备舒适的工作环境，使机器设备长时间保持原有加工性能及精准度， 延长使用寿命，必须遵守线切割放电加工的安全规则。

一、环境：

环境的选择与线切割放电加工设备及其 *** 作人员有直接的关系，环境选择的好坏有以下影响：其一、损坏设备性能及精度，使其机床寿命缩短；其二、影响工件加工精度，造成品质不良；其三、对 *** 作者的安全及身体健康也有所危害。故而，在环境场所的选择请参考以下事项：

1满足线切割机床所要求的空间尺寸；

2选择能承受机床重量的场所；

3选择没有振动和冲击传入的场所。

线切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会

对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。

4选择没有粉尘的场所，避免流众多的通道旁边；

(1) 线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的

丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命；

(2) 线切割放电机器属于计算机控制，计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的

要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘；

(3) 线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。因此，机台防尘网要经常清洁。

5选择温度变化小的场所，避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的

地方

(1)高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，一般为室温20C；

(2)由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变化太大,则会对机器使用寿命造成严重影响。

6选择屏蔽屋：因线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境

7选择通风条件好，宽敞的厂房，以便 *** 作者和机床能在最好的环境下工作

二、搬运：

1搬运方式的选择：线切割放电加工机设备搬运用叉车式和滚轮式，特殊情况下时选用吊式移动；

2搬运前的锁定：在搬运之前，必须用专用随机固定件将床台和各轴锁定。

以防止在搬运中造成设备损坏，从而影响机台精度甚至使设备报废。

三、 *** 作安全：

为不使机床及人员受到损坏及危害，在 *** 作线切割加工设备时需注意以下事项。

1只有经过此类机器设备培训的人员才能获准使用该机器设备。

2为了避免加工液及电柜过热，冷却系统必须处于连续工作状态；

3为了避免直接接触到通电的电线，必须关闭机台防护门；

4不允许2人同时 *** 作同一机台，在运行画面 *** 作时，应尽量将荧屏亮度降低，并选择斜视观察画面，从而减少荧屏辐射给眼睛带来的伤害；

5加工者应熟练掌握 *** 作面板各按键的具体功能及使用中的状态，在机台的 *** 作过程中灵活运用，熟知画面的转换，特别是几个重要的画面(如准备画面，观察画面)所具有的功能，避免在加工中因不熟悉 *** 作面板而造成各种异常，另因各按键(特别是常用键)的高密集使用容易受损，所以在 *** 作面板时，表面应附一层塑料纸作保护，以延长 *** 作面板之使用寿命；

6同 *** 作面板一样，加工者也应熟知遥控器的具体使用方法，遥控器之按键外表应有一层塑料纸作保护，另外，遥控器之所以可以脱离 *** 作板远距离 *** 作，是利用一根电线作传导，所以遥控器的保护还应包括对电线的保护。在使用过程中不可大力拉动电线，以免遥控器失灵，电线列的部分应圈起放置，使用后，一定要放回原处挂好；

7在机床或机头移动时，绝不可将手可手指置于机头和工作物之间，经防因指令输错或方向键按错，造成安全事故；

8加工平台的保护：在加工工件时，应注意装夹方式是否会伤到加工平台，在机台使用时应吹干平台，长期不使用时应上防锈油加以保护机床；

9在工件的架设过程中，应注意切割中是否会撞到上下机头，对于有小孔的加工应采用特殊加工工艺，避免因废料无法取出而造成卡料，影响机床精度；

10工件的装夹以方便和稳固为原则，在架设工件时压紧力以工件不被水冲动为原则，以免造成螺钉滑丝而无法卸除；

11在日常的工作中，经常会遇到使用一般架模方法而无法加工之工件，在这时就必须使用特殊的装夹治具：

(1)小型工件--压板无法架设时可虑使用正角器或麦石进行加工；

(2)如遇大斜度类工件--无法倾斜加工时，应采用正弦台或斜度垫块辅助倾斜的加工方法进行加工；

(3)多件加工时--可考虑采用正角器或麦石进行重迭加工

(4)在治具的使用过程中，应保证治具不受到损伤

(如:为方便架模而在切割中伤到治具等动作都是不可行的)

12加工时应特别注意设备:电压表之电压是否在规定的标准范围内；

13加工中不能直接用手触摸工作物及铜线，落料时应注意料头卡机头的现象，料头较难取出时要小心设备和手指不受到伤害；

14在清洗加工物时，会用到草酸清洗液，在使用时应采用毛刷洗净加工物,而不应用双手直接接触草酸清洗工作物，从而减少草酸对手的腐蚀，切勿将草酸弄入眼睛，若有弄入应立即用清水清洗；

15线割机台 *** 作人员加工后应注意勤洗手，特别在用餐前应洗净双手，避免杂质较多的加工液摄入危害身体；

16在电源柜内部或机床的电器件上进行各种维修和检测时，总开关必须设置于OFF位置，并设立标示牌(维修中勿开电源)；

17维修和检测时，必须遵守安全指示，任何维修工作之前必须查阅手册中相应章节；

18只有当控制柜切断电源后，才能触摸电子组件；

19拿组件时只能抓住把手，不要接触到印刷电路板的镀金线；

20已损坏的组件必须放入保护装置中，才能放心的移置；

21应注意设备易损耗件的及时更换，以保持精度。

四、安全装置：

A、机器设备安全装备之介绍：

1 蜂鸣器的设置(可在发生停止或异常时自动报警)；

2 屏幕保护的设置(可在画面长时间不使用时，屏幕自动关闭减少辐射)；

3 紧急制动键的设置(可在发生突发异常时紧急制动)；

4 散热风扇的安装(主要负责主机箱的通风散热)；

B、安全装备 *** 作使用方法：

1 蜂呜器的使用，蜂呜器的使用只有两种状态：当功能选择为“ON”时，蜂呜器会对出现的异常自动报警；当功能选择为“OFF”时，蜂呜器不起作用。蜂呜器主要起提示用，当机台暂停时，提醒加工者将机台继续加工处理；

2 屏幕保护的使用：沙迪克机型屏幕保护的设置，可利用参数的修改进行，选择是否启用屏幕保护，并可设置启用时间，如无使用时将之关闭即可；

3 紧急制动按钮的使用：当机台出现突发异常，加工者无法立刻想出正确的解决方法时，可按此键将机台制动；

4 散热风扇在主电源打开的情况下便会启用；

五、急救逃生：

1 火灾发生：火灾发生时，应及出正确的消防处理，并立即上报主管，拨打火警“119”电话时 (必须有接到高级主管命令) ，要讲清着火单位名称详细地址，着火物质，火情大小及报警人的姓名与电话号码，并积极参与扑救初期火灾，防止火势蔓延，当火势难以控制时，就要镇定情绪，设法逃生。当被烟包围时，要用湿毛巾捂住口鼻，低姿势行走匍匐穿出现场，当逃生通道被烟火封住，可用湿棉被等披在身上弯腰冲过火场。当逃生通道被堵死时，可通过阳台排水管等处逃生，或在固定的物体上拴绳子，顺绳子逃离火场，如果上述措施行不通，则应退回室内，关闭通往火区的门窗，并向窗外浇水延缓火势蔓延，同时向窗外发出求救信号，总之，在任何情况下，都不要放弃救生的希望；

2 当发现有人触电后，应迅速展开急救工作，动作迅速。方法准确最为关键。无论在何时何地发现危重病人或意外事故，都可拨打“120”电话，请求急救中心进行急救。首先应迅速切断电源，若电源开关距离较远，可用绝缘物体拉开触电者身上的电线，或用带绝缘柄的工具切断电源，切勿用金属材料或潮湿物体作救护工具，更不可接触触电者身体，以防自己触电。当触电者脱离电源后，应根据其具体情况，迅速对症状救治。对伤势不重，神志清醒者，应使其安静休息一小时，再送往医院观察；对伤势较重，也失去知觉，但心脏跳动和呼吸还存在，应使其舒适，安静地平卧，并速请医生诊治或送往医院，对伤势严重，呼吸停止或心脏跳动停止，或二者都已停止，应立即施行人工呼吸及胸外挤压，并速送医院诊治。

说明： 1电源总开关ON。 2装上电极与夹头,校正垂直,平行基准,将工件放于磁器工作台上,校正平行基准 后吸磁固定。 3以电极寻工件之放电位置XY坐标,寻边时将AT詷至OA,PA20μS~45μS。 4极性选择,(铜为正极,工件为负极)。 5电流AT调整,放电时间PA之搭配,粗放(电极单边间隙012)ATS~45A,PA60s~120 μs,其具体条件要以放电电极面积大小而定,放电面积较小时,粗放可用15A90 μS(小于1mm2时)以勉电极过于损耗;细放(电极单边间隙004),AT15~SA PA20 μS~60μs,细放之放电面积较大时,先用AT15PA60μS将侧壁放至01左右时 改用AT3A PA30μS利剩下0030,然后改用AT15A PA30μS放至0005 ,最后 单边侧修0025(AT15A PA30μS)。 6休止时间PB,放电间隙电压调整,粗放时PB3~4,间隙电压调至3或4,细修时PB 调至5或6,间隙电压调至5或6。 7伺服强弱,脤动设定,粗放时,伺服调至6或7,机头上`下脤动时间分别设定为5\4 或4\4。细放时,伺服调至5,机头上下脤动时间分别设定为5\2或6\3。 8将液位控制开关打开(打开时指示灯为闪烁状),睡眠开关开启(打开时其指示灯 亮)。 9手动伺服进刀,到达Z轴基准面位置,设定放电深度,在进行深度设定时,待电极 与工件完全接触之瞬间输入数据,然后视其差值进行Z轴补正。(不得将F1开关 压下来设定深度)。 10加工液压马达ON,冲油位置调整。 11放电开关ON。 12观察V表,A表指数,伺服稳定指示灯是否稳定。 13确认放电位置是否正确。 14加工完毕之工件电极及相关之图档放置于相应的指示位置。

您说的情况不是很清楚，如果是在加工过程中不小心把程序停止了并退出了界面，想在回到原来的加工程序继续加工（这里说的是停在了一个位置还想在这个位置继续加工）。在没有重启电脑控制器的情况0下，按ctrl+w就可以回到原来加工程序了。hl版本 *** 作系统是这样的，

其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

线切割技术原理：

线切割加工是通过电火花的放电原理对零件进行加工。将工件接入脉冲电源正极，采用钼丝或铜丝作为切割金属丝，将金属丝接高频脉冲电源负极作为工具电极，利用火花放电对加工零件进行切割。

脉冲电源提供加工能量，加工过程中应用专用的线切割工作液清除加工中产生的碎屑。在电场的作用下，阴极和阳极表面分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙内形成瞬时高温热源使局部金属熔化和气化。

气化后的工作液和工件材料蒸汽瞬间迅速膨胀，在这种热膨胀以及工作液冲压的共同作用下，熔化和气化的工件材料被抛出放电通道，至此完成一次火花放电过程。

电火花下切割加工在实际生产加工中应用非常广泛，特别是在冲压模具加工中是最为理想的加工设备，在加工过程中加工参数的调整时影响工件质量的重要因素。我为大家整理的电火花加工技术论文，希望你们喜欢。

电火花加工技术论文篇一

浅谈电火花线切割加工工艺

摘要：文章针对电火花线切割加工的工艺及对工件材料的预处理、穿丝孔的加工进行了分析，明确了线切割加工前工件的预处理方法，对实际工件的线切割加工路线设计起到了指导作用。

关键词：退磁处理;预处理;穿丝孔;线切割;电火花加工

中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009-2374(2014)22-0131-02电火花加工是利用能量密度很高的电火花，使工件材料熔化、气化和蒸发而去除的一种特种加工方法。电火花线切割加工是电火花加工中的一种，利用金属丝做线状电极，对工件进行切割。下面对线切割加工中的工艺问题进行分析。

1工件材料的预处理

锻造和淬火的工件材料在加工前需要进行预处理。锻打的淬火后的材料会有不同的残余应力。在大面积去除切割和切断加工中，由于残余应力的相对平衡受到破坏，在加工过程中应力会释放，从而导致工件变形，达不到尺寸精度要求。淬火不当的材料还会在加工中出现裂纹。因此这样的材料在线切割加工前，一般应进行低温回火处理。

经过热处理的工件，需将工件上电极丝起割处的热处理残余物、氧化皮和锈斑清除。因为这些残余物不导电，电极丝极容易产生断丝、烧丝或者使工件表面出现深痕，严重时使电极丝离开加工轨迹，造成工件报废。若工件需要机械加工的方法(如车削、铣削等)加工外形及定位面，应注意棱边倒角，孔口倒角。以磨削加工定位面，需对工件材料进行消磁处理。

2穿丝孔的加工

穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点，同时也是程序执行的起点，一般选在工件上的基准点处。

21穿丝孔(又称工艺孔)的作用

(1)用于加工凹模。凹模类封闭工件在切割前必须具有穿丝孔，以保证工件的完整性。(2)减小凸模加工中的变形量，防止因材料变形而发生夹丝、断丝现象。(3)作为定位基准，保证被加工部位与其他部位的位置精度。对于前两个作用来说，穿丝孔的加工精度要求不需过高。但是对于第三个作用来说，就必须考虑其加工精度。

22穿丝孔的位置

穿丝孔的轮廓和加工零件轮廓的最小距离与工件的厚度有关。工件越厚，则最小距离越大，一般不小于3mm。对于凸模类、凹模类工件，穿丝孔轮廓到工件的加工轮廓的最短距离≥3mm。对于凸模类工件，为减小变形，工件的加工轮廓到坯料侧面的距离≥5mm，工件的加工轮廓到坯料尖角处的距离≥8mm。线切割加工用的坯料在热处理时，表面冷却快，内部冷却慢，形成热处理后坯料的金相组织不一致，产生内应力，并且越靠近边角处，应力变化越大。所以，线切割的图形轮廓应尽量避开坯料边角处，避免变形影响工件精度，一般让出8～10mm。对于凸模还应留出足够的夹持余量。

选取穿丝孔时，应遵循以下原则：

加工凹模(型孔类工件)：(1)小的型孔切割，穿丝孔设在型孔中心。在切割中、小孔形凹模类工件时，穿丝孔应选在凹型的中心位置最为方便。因为这样既能使穿丝孔的加工位置准确，又能便于控制坐标轨迹的计算。(2)大的型孔切割(或凸型工件)，穿丝孔设在靠近加工轨迹的边角处或者已知坐标尺寸的交点上，以便简化运算过程。在切割凸型工件或大孔形凹型工件，穿丝孔不宜选择凹型的中心，因为这样将使无用行程的切割路径较长。所以此类切割一般选择起割点附近为好。(3)多型孔切割，每个型孔都有各自独立的穿丝孔。

加工凸模(轮廓类工件)：(1)凸型工件(或大的型孔)切割，穿丝孔在靠近加工轨迹的边角处，即起割点附近。穿丝孔的位置可选在加工图形的拐角附近，以便简化编程运算，缩短切入时的切割行程。(2)封闭式切割，而非开放式切割，否则破坏残余内应力的平衡状态，引起变形。如图1(a)所示，许多模具制造者在切割凸模类外轮廓工件时，常常直接从材料的侧面切入，在切入处产生缺口，残余应力从缺口处向外释放，容易使凸模变形。为了避免变形，在淬火前先在模坯上打出穿丝孔，孔径为3～10mm，工件淬火后从模坯内部对凸模进行封闭式切割。(3)由外向内切割。如图1(b)所示，对于零件，特别是凸模类工件，切割方向可采用由外向内切割。切割方向应该有利于保证工件在切割过程中的刚度以及避开应力变形影响。采用由外向内切割方式，即先切割远离装夹部位的加工轨迹，再切割靠近装夹部位的加工轨迹。如果采用由内向外切割，坯料与工件的主要连接部位被太早地割离，剩余的材料被夹持部位少，工件刚性大大降低，极易产生变形，从而影响加工精度。

(a)封闭式切割(b)由外向内切割

在选择穿丝孔位置时，还应该注意以下问题：(1)孔可能打歪。如图2，如果穿丝孔的轮廓和工件的加工轮廓的最小距离过小，则有可能导致工件报废。反之如果穿丝孔与工件的加工轨迹的最小距离过大，则会增加切割行程。(2)清理毛刺。穿丝孔加工完成后，和工件一样需要预处理，需要清理毛刺，以避免加工中产生短路而导致加工不能正常进行。

(a)穿丝孔与加工轨迹太近(b)穿丝孔与加工轨迹太远

23穿丝孔的尺寸

为了加工容易，穿丝孔的直径不宜过小或过大，一般选择3～10mm。孔径最好选整数值，以便简化用其作为加工基准的运算。

如果因为零件加工轮廓等方面的原因导致穿丝孔的直径必须很小，那么在打穿丝孔时要很小心，尽量避免打歪或者尽可能减小穿丝孔的深度。如图3所示，图a直接用电火花打孔机打孔， *** 作较困难;图b是在不影响使用的情况下，设计先将底部铣削出一个较大的底孔来减小穿丝孔的深度，从而降低打孔的难度。这种方法在加工注塑模的推杆孔等零件时常常应用。

24穿丝孔的制造

穿丝孔可以用铣床、钻床进行铣削、钻削加工淬火前的工件，也可以用电火花穿孔机电火花加工孔径小、硬度大、淬火后的工件。

穿丝孔作为加工基准时，它的位置精度和尺寸精度要等于或高于工件要求的精度。因此加工穿丝孔要用钻、铣、镗、铰等较精密的机械加工方法，并在具有较精密坐标工作台的机床上加工，以保证其位置精度和尺寸精度。

当材料余量很小时，使穿丝孔的尺寸受到限制而无法用机械方法加工时，可用电火花高速打孔机加工。加工出的穿丝孔直径一般为￠05～￠3mm，深径比可达20以上。

3结语

通过对工件材料的预处理和穿丝孔的作用、位置、尺寸、制造方法分析，明确了线切割加工前工件的预处理方法，指导了实际工件的线切割加工路径要素设置。

参考文献

[1] 高速走丝线切割机床 *** 作与实例[M]北京：国防工业出版社，2010

[2] 王敏探析项目教学法在模具钳工教学中的应用[J]现代交际，2013，(3)

[3] 特种加工技术[M]西安：西安电子科技大学出版社，2011

作者简介：梁天宇(1978―)，女，吉林四平人，大连职业技术学院讲师，硕士，研究方向：冲压模具、压铸模具、电加工技术等。

电火花加工技术论文篇二

电火花线切割加工参数分析

[摘要]电火花下切割加工在实际生产加工中应用非常广泛，特别是在冲压模具加工中是最为理想的加工设备，在加工过程中加工参数的调整时影响工件质量的重要因素。本文是通过总结实践经验，重点分析了电参数与非电参数的调整与设置，从而达到更为合理的加工质量。

[关键词] 质量 电参数 非电参数

电加工又称电火花加工，也有称为电脉冲加工的，它是一种直接利用热能和电能进行加工的工艺。电火花加工与金属切削加工的原理完全不同，在加工过程中，工具和工件不接触，而是靠工具和工件之间的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉。由于放电过程可见到火花，所以称为电火花加工。在加工过程中影响工件加工质量的因素有很多，其中加工参数是影响加工质量的主要因素，下面我主要从电参数和非电参数两个主要方面为大家进行分析：

一、电参数

电参数主要包括：脉冲宽度、脉冲间隔、开路电压、短路峰值电流、放电波形、加工极性 、进给速度 。 1、脉冲宽度Ti的影响，增加脉冲宽度，切割速度提高，表面粗糙度变差。(增加脉冲宽度，则单脉冲放电能量增加，当Ti>40μs，加工速度增加不多，而电极丝损耗却增大)。[通常Ti为1～60μs，脉冲频率为10～100KHz]

2、脉冲间隔To的影响，减小脉冲间隔，切割速度提高，表面粗糙度稍有增大，但太小，放电产物来不及排除，间隙间不能充分消除电离，未回复绝缘状态，易造成烧伤工件或断丝。 [一般To=4～8Ti，工件增厚，to增加] 脉间为脉宽的5～9倍，短路电流随脉宽量大小的变化而变化，切割越厚，脉间倍频越大，300mm以上达9倍; 3、开路电压Ui的影响，开路电压峰值提高，加工电流增大，切割速度提高，表面粗糙度差(高电压使加工间隙变大，有利于放电产物排除，提高加工稳定性和脉冲利用率，但造成电极丝振动，降低加工精度，加大电极丝损耗)，电压：一般金属为1H，只有半导体材料或多次切割小电流时可为2H;

4、短路峰值电流Is的影响，增加短路峰值电流，切割速度提高，表面粗糙度会变差，(短路峰值电流大，相应的加工电流大，脉冲能量大，放电痕变大，且电极丝损耗大，从而使加工精度降低。

(一般情况下，Is<40A，平均加工电流I<5A);

5、放电波形的影响，电压波形前沿上升较缓，电极丝损耗较小，但不利于脉冲宽度变窄，波形不易形成，降低切割速度。

6、加工极性的影响，线切割加工因脉冲宽度较窄，所以用正极加工，即工件接正极，电极丝接负极，(选用正脉冲波)，反接会降低切割速度甚至不能进行切割，并且电极丝损耗大。

二、非电参数

非电参数主要包括：机械传动精度 、电极丝及其走丝速度 、工件厚度的影响 、工件材料的影响 、工作液的影响 、导轮参数及位置对锥度加工精度 ;

1、机械传动精度的影响，传动精度高，加工效果好;

坐标工作台传动精度的影响，坐标工作台传动精度很大程度上决定线切割的尺寸加工精度，其主要取决于四个因素：

(1)传动机构部件的精度(丝杆、螺母、齿轮、蜗杆、导轨等);

(2)配合间隙(丝杆副、齿轮副、蜗轮副及键等的配合间隙);

装配精度(主要是丝杆与螺母的三线对中，齿轮的均匀配合涡轮蜗杆的吻合相切，纵横向两拖板的丝杆与导轨的平行度两拖板导轨间的垂直度);

(3)机床工作环境(温度、湿度、防尘、震动等)。坐标工作台传动精度差，移动的浮动量就大，导致放电间隙经常发生短路或开路现象，使加工不稳定，常在加工表面留下放电痕迹，甚至出现锯齿状条痕，加工精度和表面粗糙度差。同时脉冲利用率低，降低加工速度，严重时造成断丝。

2、 走丝机构传动精度的影响，电极丝在放电加工区域移动的平稳程度，取决于走丝机构的传动精度，走丝不平稳、速度不均匀，影响加工效果和丝的使用寿命，走丝速度越快，对加工的影响越大。

电极丝运动位置由导轮决定，主要由三方面造成：

(1)导轮有径向跳动或轴向窜动，导致电极丝振动，振幅与导轮跳动或窜动正相关。实际上，上下导轮的跳动(窜动)可能同时存在的，运动相对复杂，但可以从工件的上下锥度来判断导轮是否有跳动，是哪一个导轮或什么方向上跳动大(在电极丝切割方向里侧的工件对应尺寸较小一端的导轮在跳动或跳动幅度更大，同理，在电极丝切割方向外侧对应尺寸(较小)一端的导轮在跳动或跳动幅度(更大)，导轮有轴向窜动时也有类似的后果。

(2)导轮的V形槽的圆角半径因磨损超过电极丝时，将不能保证电极丝精确位置，通常磨损是不对称的，磨损越深，抖动越大;两导轮轴线不平行，或V形槽的不在同一平面内，电极丝运动时不是靠在同一侧面上，使电极丝正反方向不是靠在同一侧面上，加工平面上产生反向条纹。V形槽磨损主要原因有：电极丝高速正反方向运动;导轮轴承安装不灵活，密封不好，运动阻力大;反向时，导轮不能立即跟随反向;放电产物硬度高;

(3)储丝筒振动，引起电极丝振动，要保证储丝筒同心度。

3、电极丝及其走丝速度的影响

(1)电极丝材料的影响，常用电极丝材料有钼丝、钨丝、钨钼丝，常用规格为Ф010～030mm

(2)电极丝直径的影响，电极丝直径小，则承受电流小，切缝窄，不利于排屑和稳定加工，切割速度低;电极丝直径过大，切缝大，熔蚀量大，切割阻力相应加大，不利于提高速度，因此，电极丝直径要适中。最常用为Ф012～018mm。

(3)电极丝上丝，紧丝的影响，电极丝上丝，紧丝的好坏直接影响电极丝的张力。电极丝过松，抖动大;过紧，张力大，振动小，放电效率相对高，可提高速度，但易断丝。

(4)走丝速度的影响，走丝速度高，则电极丝热应力小，减少断丝和短路的几率，可相应提高切割速度，但电极丝抖动大，对导轮的V形槽磨损大，影响切割精度，电极丝寿命减短。

4、工件厚度的影响，工件的切割厚度薄，有利于排屑和消电离，加工稳定性好，但工件太薄，放电脉冲利用率低，效率低，且电极丝易产生抖动，影响精度;工件厚，工作液，难于进入和充满放电间隙，排屑差，易发生短路，影响精度，加工稳定性差，降低切割速度;但电极丝抖动小，又有利于提高加工速度和精度。因此注意根据工件厚度选择脉冲间隔和脉冲宽度。

5、工件材料的影响，工件材料不同，其熔点， 汽化点，热导率不同，切割速度不同。

6、工作液的影响，增大工作液压力和流速，排除蚀除物容易;过高，会引起电极丝的振动;过低不利于排屑，易短路，不能及时带走熔蚀热，烧伤工件，发生断丝等。维持层流(直线流动)为限。

7、导轮参数及位置对锥度加工精度的影响

在锥度加工时，导轮参数及导轮相对工件的位置对加工精度会产生直接的影响(切入位置偏差)。包括：上下导轮的距离(Z轴高度)，用Hc-c表示;下导轮中心到工件底面的距离，Hb表示;工件厚度;导轮半径R。

作者简介：张东伟，男，汉族，吉林白城人，2009年毕业于太原科技大学材料成型专业，工学学士，助理讲师。

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