数控线切割教学课题

第一篇：数控线切割教学课题

课题九 多件加工

【学习目标】

熟练掌握跳步模加工技巧和加工操作方法。【课

时】

知识学习、技能训练4课时 【知识学习】

在模具加工中，常常会有很多相同或类似的工件需要加工，或者需要在同一块坯料上同时加工出几个单独的形状，这就需要考虑到多件加工的工艺。多件加工工艺处理得好，往往会起到事半功倍的效果，不论是对操作者的操作时间还是加工效率，以及工件材料的节省，都有重要意义。

1.一般的加工方法

多件加工的一般方法是单件依次加工。2.特殊的加工方法

特殊的加工方法常用的有三种：

1)开形状排列切割法，如图9-1所示。2)凸模排列切割法，如图9-2所示。3)凹模排列切割法，如图9-3所示。

在快走丝线切割机床中，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状第二次切割一条线，工件全部切断 图9-1 开形状排列切割法

两件工件穿丝孔穿丝孔

一次切割

图9-2 凸模排列切割法

图9-3 凹模排列切割法

3.优点与难点

1)开形状排列切割法：此种加工方法的好处在于不用加工穿丝孔，可节省工时，且由于没有穿丝孔，也能节省不少材料。但由于有些工件形状特殊，不适用此种方法或用此种方法宜变形或难于取出废料。此种方法的难点在于工件排位时两件之间距离的计算，图形者必须有较强的电加工知识和2D图形处理能力。

2)凸模排列切割法：此种加工方法的好处在于加工切割种类可多选。此种排位时，可根据需要灵活决定工件的切落顺序。可以所有的工件一次全部开粗然后修刀切落，也可以先加工各件上面所有的顶尖孔然后再单件一一切落。此方法的难点在于合理控制工件的边距以及穿丝孔的位置。因为穿丝孔的位置决定着工件的切落顺序或变形情况。

3)凹模排列切割法：此种方法的优点在于减少工件的装夹次数，一次大面积装夹还利于工件的校正及找边。由于一次切割出，两片的拼合精度也得到保证。难点在于图形的处理，工件内底边与工件外底边的距离千万不可排错。【技能训练】

第二篇：数控线切割教学课题

课题十二 综合零件加工

【学习目标】

掌握电火花快走丝线切割加工的一些工艺技巧 【课

时】

知识学习、技能训练8课时 【知识学习】

一、断丝

断丝是线切割加工中最为常见的一种情况。其产生的原因很多，大致可分为加工前断丝、加工中断丝和加工结束时断丝，特别是快走丝线切割机床断丝是一件让人头痛的事，因其手工装丝实在很烦很脏。其实，只要掌握好加工方法与技巧，断丝是可以避免或大大减少的。

如果快走丝机床断丝，常用两种处理方法。一种是原地穿丝，用人工的方法使其不短路，按下启动开关，继续切割，但是此种方法常常不易成功。最有效的方法是回到加工起始点，重新穿丝再进行切割，有时也可以再编程序或沿原程序路径反向切割完成加工。

1.加工前断丝

加工前断丝是指在没有加工的时候断丝或加工即将开始时断丝。在没有加工时断丝一般是走丝机构故障，干扰了丝的正常运转。需要调整走丝机构各个部位的位置，检查是否有故障。对于进电块，丝的滑动部位等要清除污垢，保持清洁。如果在加工即将开始时断丝，要考虑参数的选择是否合理。在选择参数时要兼顾切割速度、表面粗糙度及加工的稳定性。在切割开始时，突然产生放电，电极丝易烧断或拉断，这时需要把电参数改小，除到一个较小的范围，待加工稳定后再把电参数加上去。另外，一定要在丝筒旋转的情况下才能发送高频脉冲信号，否则丝会被烧断。

2.加工结束时断丝

加工结束时断丝常常是由于工件的变形或落下引起的。在工件装夹前要对工件进行预处理，减少材料的内应力，以防变形。在废料脱落前，用磁铁或其他方法进行固定。在切落之前，也可以更改电参数或非电参数，减小切割能量，降低切割速度。

3.加工中断丝

加工中断丝主要是由于电流过大，熔断了电极丝。线切割加工一般都采用晶体管高频脉冲电源，用单个脉冲能量小、脉宽窄、频率高的脉冲参数进行正极性加工。加工时，可改变的脉冲参数主要有电流峰值、脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压、放电电流等。要求获得较好的表面粗糙度时，所选用的电参数要小；若要求获得较高的切割速度，脉冲参数再选大一些，但加工电流的增大受排屑条件及电极丝截面积的限制，过大的电流易引起断丝。

加工中如果进电块有切割出的小槽，也会引起电极丝的断开。可以将进电块换一个方向使用，避开电极丝在小槽中的摩擦。当然，也可以更换新进电块。

电极丝的好坏也是引起断丝的一个重要原因。在购买电极丝的时候，要考虑它的切割性能，不能以便宜取货。其中电极丝的抗拉强度与熔点是重要的指标。

工件中若有不导电的物体也会引起断丝。如模具中若有502胶水，电极丝切割到此处，将会发生短路，最终引起断丝。可以用较弱的加工条件通过困难加工区域，也可以去除不利因素之后再重新切割或换方向切割。

二、短路 短路指的是电极丝与工件相接，却不能产生放电的通道。在正常放电过程中，电极丝与工件并没有真正接触，有一定的距离。而这个距离就是放电通道。当放电通道被堵塞，将不能正常进行放电加工。

1.加工前短路

加工前短路往往是工件起割的地方不导电，切割前切记要保持加工面的干净，如图（）所示，若有铁锈也应清除。如果导轮和进电块有污物堆积，也会引起短路。用毛刷或碎布沾上酒精或煤油清洗干净。

数控线切割加工实用技术P241页 图 工件起割面不干净引起短路

2.加工结束时短路

加工结束时短路往往是工件落下前变形引起的，如图（）所示。用磁铁吸住要掉下的材料，让钼丝与工件之间保持正常间隙。改小加工条件，继续加工。如果还是短路，可用不导电的物体推动钼丝在切割的缝隙间跳动，让切割的缝隙变宽，使放电的通道始终存在。

数控线切割加工实用技术P242页

图 工件变形引起短路

3.加工中短路

加工中短路最常见的就是废料掉下，卡在工件与上下机头之间，如图（）所示。此种短路也最为危险。如果不能及时取出，会损伤上下机头或工件。另外，工作液如果过脏，也会引起短路。因为一些不导电物体夹在切割的缝隙之间，形成短路。此时，就需要更换工作液。更换工作液前应先停机，加水时，不要把水洒入电动机内。

还有一种情况就是进给速度过快引起的短路。如果伺服进给的速度大于切割速度很多，电极丝就会发生倾斜，紧贴在工件的表面，形成短路。可以通过示波器来观察加工中的状态。如果示波器变成一个不动的直线，就会发生短路，这时就要减慢加工的伺服速度。

数控线切割加工实用技术P242页 图 废料卡在上下机头之间引起的短路

三、尺寸精度不良

1.机床的原因

(1)合理安排切割路线 该措施的指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的内部应力平衡，防止工件材料在切割过程中因在夹具等的作用下，由于切割路线安排不合理而产生显著变形，致使切割表面质量下降。例如：工件与其夹持部分的分离应安排在最后，使加工中刚性较好。如图（）所示，其中图a为错误的切割路线，图b为正确的切割路线。

数控线切割加工实用技术P245页

图 合理安排切割路线

a)不合理 b)合理

(2)正确选择切割参数 对于不同的粗、精加工，其丝速和丝张力应以参数表为基础做适当调整。为了保证加工工件具有更高的精度和表面质量，可以适当调高线切割机的丝张力，虽然制造线切割机床的厂家提供了适应不同切割条件的相关参数，但由于工件的材料、所需要的加工精度，以及其它因素的影响，使得人们不能完全照搬书本上介绍的切割条件，而应以这些条件为基础，根据实际需要做相应的调整。例如若要加工厚度为27mm的工件，则在加工条件表中找不到相当的情况，这就必须根据厚度在20～30mm间的切割条件做出调整，主要办法是：加工工件的厚度接近哪一个标准厚度，就选择其为应设定的加工厚度。

(3)采用近距离加工 为了使工件达到高精度和高表面质量，根据工件厚度及时调整丝架高度，使上导轮与工件的距离尽量靠近，这样就可以避免因上导轮离工件较远而使电极丝振幅过大，影响加工工件的表面质量。

(4)注意加工工件的固定 当加工工件即将切割完毕时，其与母体材料的连接强度势必下降，此时要防止因工作液的冲击使得加工工件发生偏斜。因为一旦发生偏斜，就会改变切割间隙，轻者影响工件表面质量，重者使工件切坏报废，所以要有合理的方法固定好被加工工件。

2.材质的原因

1)由于工件材料不同，熔点、汽化点、导热系数等都不一样，因而即使按同样方式加工，所获得的工件表面质量也不相同，因此必须根据实际需要的表面质量对工件做相应的选择。例如要达到高精度，就必须选择硬质合金类材料，而不应该选不锈钢或未淬火的高碳钢等，否则很难达到所需要求。

2)由于工件材料内部残余应力对加工的影响较大，在对热处理后的材料进行加工时，由于大面积去除金属和切断加工会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏，从而可能影响零件的加工精度和表面质量。为了避免这些情况，应选择锻造性好、淬透性好、热处理变形小的材料。

3)加工过程中应将各项参数调到最佳状态，以减少断丝现象。如果发生断丝势必会回到起始点，重新上丝再次进行加工，使加工工件表面质量和加工精度下降。在加工过程中还应注意倾听机床发出的声音，正常加工的声音应为很光滑的“哧-哧”声。同时，正常加工时，机床的电流表、电压表的指针应是振幅很小，处于稳定状态，此时进给速度均匀而平稳。

3.电极丝的原因 1)在加工前，必须检查电极丝，电极丝的张力对加工工件的表面质量也有很大的影响，加工表面质量要求高的工件，应在不断丝的前提下尽可能提高电极丝的张力。

2)线切割机床一般采用由乳化油或水配制而成的工作液。火花放电必须是在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩，从而局限在较小的通道半径内火花放电，形成瞬时和局部高温来熔化并汽化金属，放电结束后又迅速恢复放电间隙成为绝缘状态。绝缘性能太低，则工作液成了导电体，而不能形成火花放电；绝缘性能太高，则放电间隙小，排屑困难，切割速度降低。加工前要根据不同的工艺条件选择不同型号的工作液，再者必须检查与工作液有关的条件，检查工作液的液量及脏污程度，保证工作液的绝缘性能、洗涤性能、冷却性能达到要求。

3)必须检查进电块的磨损情况。快走丝线切割机一般在加工了50～80h后就须考虑改变导电块的切割位置或者更换导电块。有脏污时需用洗涤液清洗。

4)检查导轮的转动情况。若转动不好则应更换，还必须仔细检查上、下喷嘴的损伤和脏污程度，用清洗液清除脏物，有损伤时需及时更换。还应经常检查储丝筒内丝的情况，丝损耗过大就会影响加工精度及表面质量，需及时更换。此外，进电块、导轮和上下喷嘴的不良状况也会引起电极丝的振动，这时即使加工表面能进行良好的放电，但因电极丝振动，加工表面也很容易产生波峰或条纹，最终引起工件表面粗糙度变差。

5)保持稳定的电源电压。电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定，从而引起击穿放电过程不稳定而影响工件的表面质量。

四、表面精度不良 电火花线切割是利用瞬间放电能量的热效应，使工件材料熔化、汽化达到尺寸要求的加工方法。切割时的热效应和电解作用，通常使加工表面产生一定厚度的变质层，如表层硬度降低，出现显微裂纹等，致使线切割加工的模具易发生早期磨损，直接影响模具冲裁间隙的保持，以及模具刃口容易崩刃，缩短了模具的使用寿命。

对于碳钢来说，工件表面的熔化层（变质层由熔化凝固层与热影响层组成）在金相照片上呈现白色，称为白层。它与基体金属完全不同，是一种树枝状的淬火铸造组织，与内层的结合也不甚牢固。它主要由马氏体、大量晶粒极细的残余奥氏体和某些碳化物组成。

表面精度不良表面为加工速度产生波动，引起表面粗糙度不良，加工面出现纵向加工痕迹。表面精度不良会大大减少工件的美观与实用，严重时还会产生报废。

1.材质的原因

(1)工件材料的的金相组织及元素成分 由于电火花的放电作用，使工件材料表面层的金相组织发生了明显的变化，形成不连续的、厚度不均匀的变质层。它与工件材料、电极丝材料、脉冲电源和工儿作液等参数有关。经金相组织分析，变质层中残留了大量奥氏体。在使用钼丝电极丝和含碳工作液时，经光谱分析和电子探针检测，在变质层内钼和碳元素的含量大幅度增加；而使用铜丝电极丝和去离子水的工作液时，发现变质层内铜元素含量增加，而无渗碳现象。

(2)变质层的厚度 通常变质层的厚度随脉冲能量的增大而变厚。因电火花放电过程的随机性，在相同的加工条件下，变质层的厚度往往是不均匀的。从有关试件所测得的变质层厚度的数据表面，线切割电规准对变质层的厚度有明显的影响。

(3)显微硬度明显下降，并出现显微裂纹 由于变质层金相组织和元素含量的变化，使工件表面和显微硬度明显下降。例如在去离子水中进行电火花线切割加工后，工件表面硬度值由线切割前的970HV下降到线切割加工后的670HV，通常在距表面十几微米的深度内出现了线切割的软化层。同时，表面变质层一般存在拉应力，会出现显微裂纹。尤其是切割硬质合金时，在常规的电规准参数条件下，更容易出现裂纹，并存在空洞，危害极大。

为防止模具表面产生显微裂纹，应对钢材热加工（铸、锻）、热处理，直到制成模具的各个环节都要充分关注和重视，并采取相应的措施。

1)在线切割前的热处理，应避免材料过热、渗碳、脱碳现象。

2)线切割前应优化电规准：采用高峰值窄脉冲电参数，使工件材料以气相抛出，汽化热大大高于熔化热，以带走大部分热量，避免工件表面过热；有效地进行逐个脉冲检测，控制好集中放电脉冲串的长度，也可解决局部过热问题，消除显微裂纹的产生；脉冲能量对显微裂纹的影响极其明显，能量越大，显微裂纹越宽越深；脉冲能量很小时，例如采用精加工电规准，表面粗糙度Ra＜1.25μm，一般不易出现显微裂纹。

3)工作液的电蚀产物常会导致集中放电，形成显微裂纹。

此外，在线切割加工中，为了预防裂纹和变形，加工条件也应慎重选择，尤其对于那些大型、厚壁、形状复杂、厚度不均匀的模具零件，宜采用多次切割法，这是减少和去除表面缺陷的一种非常有效的方法。应选择平坦、易精加工或工件性能影响不大的部位设置为线切割的起始点，这也很重要。对于有些要求高的模具，可采用多种有效措施，在线切割加工后把表面变质层抛除、研磨掉，提高零件的表面质量。

优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数，以防止模具表面发生过热现象，减少和避免变质层的形成，消除表面显微裂纹，对于提高模具制造质量和延长模具使用寿命是十分有效的。

2.电极丝的原因

电极丝也会影响到表面精度不良。好的电极丝，线切割速度快，不易断丝，产生的热量能瞬时消除，如包锌电极丝。电极丝的抖动也会在工件表面产生条纹。在切割工件的时候，电极丝的张力一定要适宜。张力过紧会绷断电极丝，张力过小会引起电极丝的抖动，造成工件表面不良。取值可以参考机床厂商的说明书，但实际经验还得自己不断积累。

五、加工速度不良

快走丝线切割加工机床合理调整进给速度的方法有如下几点： 1)在快走丝线切割机床中，整个进给控制电路有多个调整环节，其中大部分安装在机床控制器内部，出厂时已调整好，一般不应该再修改。不要以为进给电路能自动跟踪工件的余量速度并始终维持某一放电间隔（即不会开路不走或者短路闷死），便错误地认为加工时可不必或可随便调节进给量。实际上某一具体加工条件下只存在一个相应的最佳进给量，此时电极丝的进给速度恰好等于工件实际可能的最大蚀除速度。如果人们设置的进给速度小于工件实际可能的蚀除速度（称欠跟踪或欠进给），则加工状态偏开路，无形中降低了生产效率：如果设置好的进给速度大于工件实际可能的蚀除速度（称过跟踪或过进给），则加工状态偏短路，实际进给和切割速度也会下降，而且增加了短路、断丝和短路闷死状态的危险。因此合理调节变频进给，使其达到较好的加工状态很重要。

用电流表观察的方法调整进给速度：利用电压表和电流表以及用示波器等来观察加工状态。使之处于一种较好的状态，实质上也是一种调节合理的进给速度的方法。根据工人长期操作和实践并经理论推导证明，用矩形波脉冲电源进行线切割加工时，无论工件材料厚度大小，只要调节各加工参数，把加工电流（即电流表上指示的平均电流）调节到大概等于短路电流（即脉冲电源短路时表上指示的电流）的70%～80%就可以保证最佳工作状态，即此时进给速度最合理，加工最稳定，切割速度最高。

第三篇：数控线切割教学课题

课题八 单个形状加工

【学习目标】

熟练掌握ISO代码编程方法并利用所编程序完成加工 【课

时】

知识学习4课时，技能训练2课时 【知识学习】

单个形状的加工包括开形状的加工及单个形状的凸、凹模的加工。

一、凸模的加工方法

凸模加工的定义

凸模（见图8-1）在模具中起着很重要的作用（凸模加工又叫镶件加工或冲头加工），它的设计形状、尺寸精度及材料硬度都直接影响模具的冲裁质量、使用寿命及冲压件的精度。对于线切割工件余留部位切割的多次加工，首先必须解决被加工工件的导电问题，因为在高精度线切割加工中，电极丝的行走路线可能需要沿加工轨迹往复行走多次，才能保证被加工工件具有较低的表面粗糙度和较高的表面精度，这时线切割加工是靠工件余留部位起到导电作用，以保障电加工正常进行。但在进行工件余留部位的切割加工时，若第一次切割即切下工件余留部位，将会导致被切割部分与母体分离，以致导电回路中断，无法进行继续加工，所以从线切割加工的条件性和延续性考虑，必须使工件余留部位即使在多次切割的情况下也能保持与母体之间正常导电的要求。

图8-1 凸模加工的定义

凸模加工的技巧

在实际生产加工中，由于工件毛坯内部的残留应力变形及放电产生的热力变形，故应首先加工好穿丝孔进行封闭式切割（见图8-2），尽可能避免开放式切割而发生变形。如果受限于工件毛坯而不能进行封闭式切割，对于方形毛坯件，在编程时应注意选择好切割路线或切割方向。切割路线应有利于保证工件在加工过程中始终与夹具（装夹支撑架）保持在同一坐标系，避开应力变形的影响。一般情况下，合理的切割路线应将工件与夹持部位分离的切割段安排在总的切割程序的末端，即将暂停点留在靠近毛坯端的部位。

当凸模外形规则时，线切割加工常将预留连接部分（暂停点，即为使工件在第1次的粗割后不与毛坯完全分离而预留下的一小段切割轨迹线）留在平面位置上，大部分精割完毕后，对预留连接部分只做一次切割，以后再由钳工修磨平整。

硬质合金凸模由于材料硬度高及形状狭长等特点，导致加工速度慢且容易变形，特别在其形状不规则的情况下，预留连接部分的修磨给钳工带来很大的难度。因此在线切割加工时可对其工艺进行适当的调整，使外形尺寸精度达到要求，免除钳工修磨工序。由于硬质合金硬度高，切割厚度大，导致加工速度慢，扭转变形严重，大部分外形加工及预留连接部分的加工均采取4次切割方式，且两部分的切割参数和偏移量（offset）均一致。第一次切割时，电极丝偏移量加大致0.5～0.8mm，以使工件充分释放内应力及完全扭转变形，使后面3次有足够的余量进行精割加工，这样可保证工件最后的尺寸精度。

二、凹模的加工方法

凹模加工的定义

凹模加工（见图8-3）指的是切割轨迹为封闭形状，电极丝的运动均在工件的内部切割。工件需要的是外部形状，如工件中间的孔加工即为凹模加工。

构成凹模加工轨迹的几个要素为加工形状、进刀线长度、退刀线长度、过切长度，暂停位置。加工形状即为加工的形状，如正方形。进刀线长度是指穿丝孔到起割点的距离。退刀线长度指的是电极丝上一次切割后返回的第二次切割开始点的长度，一般情况下与进刀线长度相同。过切长度指的是在切割完整圈形状后，为了对进刀线处进行工艺处理而多切出的一段距离，一般情况下不用。暂停位置指的是为了在工件切断之前作出警告而设置的暂停点。

凹模加工的技巧

凹模加工的技巧主要以如下几点： 电极丝的位置

切记电极丝的运动轨迹在切割形状的内部，如果电极丝的运动轨迹在切割形状的外部为凸模切割，则发生错误。

穿丝孔的位置

如果切割的形状不太大，穿丝孔可以位于工件的正中心，进退刀长度也可相同。如果工件过大，穿丝孔位置可以选择靠近工件边的地方（见图8-4），以缩短进刀线的长度，减少切割时间。

暂停点的设置

合理设置暂停点是一项有效的工艺。对于形状不大的工件，暂停长度可以为0.3mm或0.5mm。对于中型工件，暂停长度可以设为5～10mm，以便及时加入磁块吸住残料。对于大型工件，可以设置两个以上的暂停点，第一个暂停点为放入磁场或加入支撑，第二个暂停点才为切断前的报警信息。

三、开形状的加工方法

（四种加工方法：简易加工、3B编程加工、拖板加工和绘制封闭图形用暂停指令控制加工等，结合不同机床，给出实例）

（例如切断程序）

开形状的加工定义 开形状加工（见图8-5）指的是切割轨迹为不封闭的形状，起割点与切出点不在同一位置。开形状加工轨迹至少有三要素：切入线、切出线、工件切割线。开形状的加工技巧

开形状的加工技巧主要有： 电极丝的位置

开形状加工电极丝的位置极为重要。电极丝的轨迹偏移要根据工件的位置及切割方向来决定。如使用从左至右加工，工件（见图8-6）在左侧（剖面线部分），废料在右侧（空缺部分），那么电极丝的偏移则为向右偏移。也就是说电极丝的位置一定是在废料那一侧，才能保证工件的正确尺寸。

一定要引入线

在开形状加工时，切入线与切出线是补正值（如偏移、锥度等）加入与取消的路径，加工中不可缺少。

第四篇：数控线切割教案(叶)

特种加工实习教案

课题一 数控线切割加工

一．实习内容：

1．线切割加工原理及加工的特点。2．线切割机床的组成。

3．线切割加工工艺过程讲解及演示。4.学生线切割加工工艺的实际操作 二．目的和要求：

1．了解线切割加工的原理及线切割机床的组成。

2．通过线切割零件的实际加工，使学生掌握线切割加工的工艺过程，掌握基本绘图工具，能完成简单图形的绘制，并能生成加工代码，能合理选择加工电参数，加工出合格的零件。

3．通过实际加工，分析掌握线切割加工特点、装夹特点、加工范围及加工安全注意事项。三．教学方法：

课堂教学与现场教学相结合 四．教学手段：

多媒体（CAI课件）,现场演示讲解 五．教学内容安排

1．讲解线切割加工的原理（20分钟）

线切割加工技术是线电极电火花加工技术，是电火花加工技术中的一种类型，简称线切割加工。

线切割机床采用钼丝或硬性铜丝作为电极丝。被切割的工件为工件电极，电极丝为工具电极。脉冲电源发出连续的高频脉冲电压，加到工件电极和工具电极上（电极丝）。在电极丝和工件之间加有足够的、具有一定绝缘性能的工作液。当电极丝和工件之间的距离小到一定程度时，工作液介质被击穿，电极丝和工件之间形成瞬间电火花放电，产生瞬间高温，生成大量热量，使工件表面的金属局部熔化，甚至汽化；再加上工件液体介质的冲洗作用，使得金属被腐蚀下来。这就是线切割机床的工作原理。

2．线切割加工的发展史、特点及应用（30分钟）（1）电加工技术发展简介

1943年，苏联科学家扎拉林柯夫妇发明了电火花加工的方法。19世纪50年代末，苏联发明了线切割机床。1969年，世界上第一台数控线切割机床问世。

线切割机床分两大类：一类是快走丝（WEDM-HS）；一类是慢走丝（WEDM-LS）。

（2）线切割加工的特点

a、线切割加工可以用于一般切削方法难以加工或者无法加工的形状复杂的工件加工，如冲模、凸轮、样板、外形复杂的精密零件及窄缝等，尺寸精度可达0.01∽0.02mm，表面粗糙度Ra可达1.25μm。

b、线切割加工可以用于一般切削方法难以加工或者无法加工的金属材料或者半导体材料的零件进行加工，如淬火钢、硬质合金钢、高硬度金属等，但无法实现对非金属导电材料的加工。

c、线切割加工直接利用线电极电火花进行加工，可以方便地调整加工参数，如调节脉冲宽度、脉冲间隔、加工电流等，提高线切割加工精度，也可通过调节实现加工过程的自动化控制。

d、线切割加工效率较低，成本较高，不适合加工形状简单的批量零件。

3．介绍线切割加工安全操作规范（10分钟）

4．重点举例讲解线切割加工工艺过程及示范（40分钟）（1）自己设计图形，并绘出草图。

（2）使用AUTOCUT编控系统软件绘制图形，生成加工轨迹，生成TSK程序代码。

（3）在AUTOCUT编控软件的主界面上点“加工”键，再通过“读盘”键调出所需加工零件的图形及程序代码。

（4）检查，模拟加工运行轨迹，设置停顿点。（5）加工电参数的编辑、储存、调用。（6）装夹工件。

（7）对刀，运行程序代码，加工零件。（8）清洗，检验。5．现场操作演示（30分钟）

6.学生电脑房绘图、编写程序（80分钟）[数控线切割加工方案] 图纸（见附件）

设备： 数控线切割机床（DK7732—W3A）夹具： 压板螺栓 工具： 0.18MM钼丝 材料： Cr12 操作步骤：

1．使用AutoCAD 编控软件绘制图形，生成加工轨迹。2．执行和后置处理。

3．使用AutoCUT读入加工图形或轨迹 4．检查，模拟加工运行轨迹，设置停顿点。

5．加工电参数的编辑、储存、调用。6．装夹工件。

7．对刀，运行程序代码，加工零件。

8．清洗，检验。六 总结

通过实习，是学生了解线切割加工的原理、历史、特点、并重点掌握线切割加工的工艺过程、并且能自己绘图、自己编程、自己把零件加工出来。六 操作实训 3.5小时

第五篇：数控线切割试验指导书

数控线切割试验指导书

一、实验目的

1.了解数控线切割加工的原理、特点和应用。2.了解数控线切割机床的结构和保养常识。3.了解数控线切割机床的操作。

二、实验内容

1.讲解数控线切割机床的结构、原理、特点和应用。2.操作机床，加工简单的工件 3.学生上机演示。

三、实验设备

苏州金马线切割机床（DK7732F）一台。

四、线切割加工介绍

1、电火花线切割的起源

1943年前苏联拉扎连柯夫妇和古雪夫几乎同时分别发明了电蚀加工和阳极机械加工，1955年，前苏联提出电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WEDM)方案并于次年生产出第一台电火花线切割机床。我国于1958年开始着手设计制造简易电火花线切割机床，并于1960年首次展出电火花线切割机样品。

2、电火花线切割加工原理

线切割加工是电火花加工的一种，其基本原理如图所示。

被切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上。钼丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液（图中未画出）。当钼丝与工件之间的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。电极丝与工件之间脉冲性地火花放电，电极丝沿其轴向(垂直或Z 方向)作走丝运动，工件相对于电极丝在X , Y平面内作数控运动，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序,根据火花间隙状态作伺服进给移动,从而合成各种曲线轨迹,把工件切割成形.电火花线切割加工设备一般由脉冲电源、自动控制系统、机床床身和工作液循环过滤系统组成。脉冲电源为电火花加工提供放电能量;自动控制系统使电极与工件间维持适当的间隙距离(通常为数微米到数百微米)，防止发生短路和拉弧烧伤等异常情况发生;机床给加工过程提供支撑，并使电极与工件的相对运动保持一定的精度，工作液有助于脉冲放电，并起冷却及间隙消电离(使通道中的带电粒子恢复为中性粒子)作用，循环过滤系统保证蚀出产物的有效排出，以防止工作液中的导电微粒过多而减小绝缘强度。

3、电火花线切割加工主要用途和适用范围

电火花加工方法是一种与机械加工性质完全不同的新工艺、新技术，它不同于普通车削等机加工，不是靠比工件材料更硬的刀具来切除工件上多余的部分，而是靠两电极间脉冲放电时产生的电腐蚀(包括热融化、气化，液动力、电子轰击等造成的工件及电极的腐蚀)对材料进行去除加工，可以用较软的材料来加工任何硬、脆、韧、软、高熔点的导电材料，如果采用特殊方法还可用来加工半导体、甚至非导电体。主要用在模具加工行业，全世界约有70%的WEDM机床是用来加工模具的。

电火花线切割加工,是电火花加工的一个分支,是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺，对于新型材料、传统冷加工困难的材料和复杂型腔等情况，线切割加工成为好的解决方法，为新产品试制、精密零件加工及模具制造开辟了一条新的工艺途径。

1）加工模具。适用于各种形状的模具。切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等，模具配合间隙、加工精度通常都能达到要求。还可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等通常带锥度的模具。

2）加工电火花成形加工用的电极。一般穿孔加工用的电极和带锥度型腔加工用的电 极，以及铜钨、银钨合金之类的电极材料，同时也适用于加工微细复杂形状的电极。

3）加工零件。在试制新产品时，用电火花线切割在坯料上直接割出零件，加工薄件时还可多片叠在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品种多，数量少的零件，特殊的、难加工材料的零件，材料试验样件，各种型孔、特殊凸轮、样板、成型刀具。同时还可进行微细加工，异形槽、窄槽和标准缺陷的加工等。

苏州金马公司生产的线切割机床适合加工高精度、高硬度、高韧性的导电金属模具，样板及形状复杂的零件。广泛应用于电子仪器，家用电器，精密机械，轻工，军工等部门。能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm的左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6µm。

五、DK7732-F型机床的介绍： 一）、DK7732-F型数控线切割机床主要结构

数控线切割机床的外形如图所示，包括机床主机、脉冲电源、数控装置、工作液循环过滤四大部分。

1、机床主机部分：由床身、运丝机构、锥度装置、工作台、夹具与附件等组成。

1）床身：床身是一基座。因该机床切削力小，床身和地基采用垫铁接触。床身上安装中拖板，上拖板，通过螺母丝杆运动，实现工作台运动。床身后部连接立柱，锥度装置及卷丝筒组合件。

2）运丝部件与丝架：运丝部件上的卷丝筒旋转带动电极丝往复运动，丝架上的排丝轮，导轨保持电极丝的运动轨迹，导电块用来给电极丝加高频电。

3）锥度装置：线架的锥度通过两个步进电机控制十字拖板U、V向运动，实现锥度切割。4）工作台：工作台及上拖板，工作台上有T型槽，是用来安装夹紧装置。5）夹具与附件：本机床有一套夹具。

附件有上丝机构，紧丝轮组合，断丝保护装置，顶尖夹具等。

2、脉冲电源：又称高频电源，是线切割加工中提供加工电源的部件。调节功能如下： 1）、功率管个数选择开关：共8个开关，全部开通时加工峰值电流最大，全部关闭时峰值电流最小。根据加工工件的厚度选择功率管个数。一般厚度为2—5mm时开二至三只，5—10mm时开三至四只，最多开六个，留两个备用。2）、脉冲宽度开关：分10挡，可调节脉冲电流脉宽。脉宽大时，放电能量大，可加工较厚材料。加大脉宽还可加快加工速度，但对表面质量有影响。脉冲宽度选择4—5档。3）、脉冲间隔开关：调节脉冲脉间。脉间比例的调整，可提高加工的稳定性。脉冲间隔开关调节范围大于4小于12。

3、数控装置：以PC机为核心，配备HF编程软件。加工程序可用键盘输入或磁盘输入。其控制精度为±0.001mm，加工精度为±0.001mm。

4、工作液循环过滤：采用专门的乳化液，水泵强制循环。二）、机床的传动路线

机床机械部分主要由床身，工作台，运丝部件，线架，冷却系统，夹具，防水罩等部件组成。传动路线如下。

1、工作台的传动路线： X向：控制系统发出进给脉冲----步进电机Q----齿轮23/齿轮24----丝杆13----螺母14 Y向：控制系统发出进给脉冲----步进电机P----齿轮11/齿轮12----丝杆16----螺母15 控制系统 每发出一个进给脉冲，工作台就移动0.001mm，另外通过X、Y向两个摇手柄也可以让工作台实现X、Y向移动。

2、运丝部件的传动路线

电动机M----联轴节----卷丝筒高速旋转----齿轮17/齿轮18----齿轮19/齿轮20----丝杆22----螺母21带动拖板----行程开关。运丝部件带动电极丝按一定线速度运动，并将电极丝整齐的排绕在卷丝筒上，行程式开关控制卷丝筒的正反转。

3、线架

卷丝筒带动电极丝往复运动，排丝轮，导轮保持电极丝轨迹，导电块进电，两步进电机E、B控制锥度十字拖板U、V向运动，实现锥度切割。

U向：控制系统发出进给脉冲----步进电机E----齿轮10/齿轮9----丝杆5----螺母4 V向：控制系统发出进给脉冲----步进电机B----齿轮6/齿轮8----丝杆7----螺母3 摇手柄摇动蜗轮杆副，带动上悬臂升降，实现变跨距。

4、走丝方式：

卷丝筒——排丝轮——宝石挡丝块——导电块——上导轮——下导轮——导电块——宝石挡丝块——宝石棒——断丝保护——卷丝筒。用户可根据需要变更挂丝途径。三）、机床的润滑和维护保养

开机前，要将各润滑部位充分润滑以保证机床的寿命和性能。

六、数控线切割机床操作方法（现场讲述）

1、机床按钮面板：

两表：A 加工电流，V 工件与钼丝间隙电压

七开关：急停旋钮，运丝开关，水泵开关，高频开关

功放管开关，脉宽选择开关，脉间调节开关，1）急停按钮——按下急停按钮，运丝机构及水泵同时停止。指示灯同时亮起。2）运丝开关按钮——按下运丝ON按钮，运丝机构开始工作，运丝指示灯灭。3）水泵开关按钮——按下水泵ON按钮，水泵开始工作，水泵指示灯灭。4）脉冲电源开关按钮——按下脉冲电源ON按钮，脉冲电源接通。

2、操作步骤 1）、启动电源开关 2）、把加工程序输入控制主机，修改、检查、后置、存储、调用加工程序。3）、根据工件的厚度调节丝架跨距（允许在电极丝安装后调整，但必须在启动运丝电机前，切割工件时不得调节跨距）。4）、绕电极丝（电极丝缠绕结束后，应手动紧丝一到两遍，紧丝时应用力均匀），5）、工件安装在夹具上。6）、丝速选择：根据工件厚度决定丝速，工件越厚丝速越高。（允许运丝电机开机选择，但不得在切割时选择）7）、开运丝电机（不得接触运丝筒、电极丝和工件）。注意：确定手摇把不在丝筒上。8）、开水泵电机，调节喷水量。

开水泵时，请先把调节阀调至关状态，然后逐渐开启，调节至上下水柱包容电极丝，水柱射向切割区即可，水量不必太大。注意不要造成冷却液飞溅 9）、开高频，选择电参数：用户可根据对切割效率或表面粗糙度的要求进行选择。电极丝切入时，把脉冲间隔相对拉开，待切入后，稳定时再调节脉冲间隔，使加工电流满足要求。

10）启动程序运行，进入切割时，调节电位器旋钮，观察机床电流表，使指针稳定。（允许电流表指针略有晃动）

11）加工结束：应先关脉冲电源，然后关水泵电机，再关运丝电机，检查X、Y坐标是否到终点，到终点时拆下工件并检查质量；

（注：控制柜控制面板上有红色急停按钮，工作中如有意外情况或误操作发生，按下此开关即可断电停机。）

七、数控线切割机床编程方法（见HF使用说明书）

八、实验报告

实验报告要求：

1、用规范的实验报告纸

2、写清实验的目的、原理、内容、方法、设备等。

3、本实验为演示性实验，写出心得体会。

思考题

一、线切割加工的原理特点及应用。

二、如何上丝，调整，润滑？（保养“十字”作业方针？）清洁、紧固、调整、润滑、防腐。

三、如何提高加工的质量？

(1)合理安排切割路线。指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的内部应力平衡，防止工件材料在切割过程中因在夹具等作用下，由于切割路线安排不合理而产生显著变形，致使切割表面质量下降。

(2)正确选择切割参数。加工过程中应将各项参数调到最佳适配状态。对于不同的粗、精加工，其丝速、丝的张力和喷流压力应以参数表为基础作适当调整，为了保证加工工件具有更高的精度和表面质量，应在不断丝的前提下适当调高丝速和张力。(3)注意加工工件的固定。当加工工件行将切割完毕时，其与母体材料的连接强度势必下降，此时要防止因加工液的冲击使得加工工件发生偏斜，(4)实施少量多次加工。对于这个量，一般由机床的加工参数决定，

四、如何作异面合成？ 随着生产技术的发展,要求数控线切割能切割加工具有落料角的冲模,亦即电极丝不仅能始终处于垂直运动状态,也能根据需要倾斜某一角度。其基本原理是：除了工件(工作台)能在X , Y 轴方向作数控运动外,电极丝的上支承(上导轮)在水平面内也可作小距离的运动,称作U ,V 轴运动。受编程软件等的限制，最初的四轴联动数控线切割机床只能切削上下截面相似的模具或工件.后来开发采用了可以对X , Y 轴和U ,V 轴分别编程的软件,于是可以切割出上下异形锥面的模具和工件,即所谓“天圆地方”形，可以切割出一边截面是红桃,另一边截面是草花的工件,只要在两端各自编程时定出电极丝切割的对应点.但是这类X , Y ,U ,V 四轴联动的切割方法仍加工不出螺旋表面、正弦曲线表面等多维复杂曲面来。