第三章 电火花线切割加工控制和线切割加工新技术  20世纪50年代末  前苏联 第一节 电火花线切割加工特性 第二节 电火花线切割控制系统和编程技术 第三节 线切割加工新技术。 第一节  电火花线切割加工特性  一、线切割加工的原理 基本原理： 利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极对工件进行脉冲火花放电、切割成型的。 高速走丝电火花线切割机床： 电极丝高速往复运动，速度8～10m/s 乳化液 电极丝：钼丝φ0.12㎜、φ0.15㎜、φ0.18㎜ 低速走丝电火花线切割机床： 电极丝低速单向运动，速度低于0.2 m/s（8～10m/min） 去离子水 电极丝：黄铜丝  第一节  电火花线切割加工特性 二、线切割加工的特点 ⒈电火花线切割加工与电火花成型加工的共性表现 ⑴电压、电流波形基本相似。       有开路、正常火花放电、短路及相互转换。 ⑵加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律、材料的可加工性基本相似。 ⒉线切割加工相比于电火花加工的不同特点表现： ⑴水或水基工作液。       不会引燃起火、易实现安全无人运转，有明显的电解电流。 ⑵没有稳定电弧放电状态。 ⑶电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。 ⑷省掉了成型的工具电极。 ⑸材料的利用率高。 ⑹电极丝对加工精度的影响比较小。 第一节  电火花线切割加工特性 三、线切割加工的应用范围        ⑴加工模具        ⑵加工电火花成型加工用的电极        ⑶加工零件 第一节  电火花线切割加工特性 四、 影响线切割工艺指标的因素 ㈠线切割加工的主要工艺指标 ⒈切割速度υwi         单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和称为切割速度，单位㎜2/min。    最高υwimax：40～80㎜2/min     一般：20㎜2/（min·A）  ⒉表面粗糙度         高速走丝：Ra5～2.5μm，最佳Ra1μm左右         低速走丝：Ra1.25μm，最佳Ra0.2μm 第一节  电火花线切割加工特性 ⒊电极丝损耗量         切割10000㎜2面积后电极丝直径的减少量，钼丝直径减少不应大于0.01㎜（切割10000㎜2） ⒋加工精度          尺寸精度          形状精度：直线度、平面度、圆度          位置精度：平行度、垂直度、倾斜度          快走丝：可控加工精度在0.01～0.02㎜左右          低走丝：可达0.005～0.002㎜左右 第一节  电火花线切割加工特性 ㈡电参数的影响 ⒈脉冲宽度ti      ti=2～60μs      分组脉冲及光整加工时，ti可小至0.5μs以下。 ⒉脉冲间隔t0        t0=（4～8）ti       刚切入或大厚度加工时，t0应取较大的值。 ⒊开路电压?i       易造成电极丝振动，丝损加大，间隙增大。 ⒋放电峰值电流?e       快速：丝损耗比加大甚至断丝。             ?e小于40A，平均电流小于5A。       低速：脉宽很窄，电极丝又较粗，?e有时大于50A。 ⒌放电波形       前沿上升比较缓慢时，丝损耗较少。       脉宽很窄时，要有陡的前沿。 第一节  电火花线切割加工特性 ㈢、非电参数的影响   ⒈电极丝及其移动速度对工艺指标的影响         高速走丝：φ0.08～φ0.20㎜，钼丝         走丝速度在一定范围内，丝速增大，生产率增高。         小于10m/s。         低速走丝：黄铜丝，φ0.3㎜高生产率         精微加工φ0.03㎜ 钼丝    ⒉工件厚度及材料对工艺指标的影响          过薄、过厚生产率都不高，          有一最佳厚度，生产率最高（50～100㎜）   材料影响：       ⑴加工铜、铝、淬火钢时，加工过程稳定，切割速度高。       ⑵加工不锈钢、磁钢、未淬火高碳钢时，稳定性较差，切割速度较低，  表面质量不太好。      ⑶加工硬质合金时，比较稳定，切割速度较低，表面粗糙度好。 第一节  电火花线切割加工特性 第一节  电火花线切割加工特性 ⒋工件材料内部残余应力对加工的影响 CrWMn、Cr12Mo、GCr15 正确选择热加工方法和严格执行热处理规范 合理选择切割路线 两次切割：     粗加工诸边留0.1～0.5㎜ 第一节  电火花线切割加工特性 第一节  电火花线切割加工特性 第一节  电火花线切割加工特性 第二节 电火花线切割控制系统和编程技术  一、线切割控制系统 功能： ⑴轨迹控制 ⑵加工控制 第二节 电火花线切割控制系统和编程技术 ⒈轨迹控制原理 偏差判断 → 进给 → 偏差计算 → 终点判断  直线： Fn＞0  在直线上  X走一步  Fn+1=Fn－ye Fn＜0  在直线下  Y走一步  Fn+1=Fn＋xe  圆：  Fn＞0   在圆外  －X走一步  Fn+1=Fn－2xn＋1  Fn＜0   在圆内 Y走一步    Fn+1=Fn＋2yn＋1 第二节 电火花线切割控制系统和编程技术 ⒉加工控制功能 ⑴进给控制 ⑵短路回退 ⑶间隙补偿 ⑷图形的缩放、旋转和平移 ⑸适用控制 ⑹自动找中心 ⑺信息显示 二、线切割数控编程要点 图形：     简化为直线和圆弧 3B程序 ⒈程序格式： Bx By BJ G Z B：分隔符，B后的数字若为零，则此零可不写， J：计数长度，单位为μm， G：计数方向：             Gx            Gy Z：加工指令 ⒉直线的编程 ⑴直线的起点为坐标原点， ⑵直线的终点坐标值为x，y，取绝对值，单位为μm，可用公约数将x，y缩小整倍数。 ⑶计数长度J：按计数方向Gx或Gy取该直线在x轴或y轴上的投影值，取x值或y值，单位为μm，要和计数方向G一并考虑。 ⑷计数方向G：应取此程序最后一步的轴向为计数方向。选取与终点处的走向较平行的轴向作为计数方向。 直线的编程 ⑸加工指令Z：按直线走向和终点所在象限不同而分为L1、L2、L3、L4，       与＋x轴重合的直线算作L1        与＋y轴重合的直线算作L2          与－x轴重合的直线算作L3          与－y轴重合的直线算作L4      与x、y轴重合的直线，编程时x、y 均可作0，且在B后可不写。 ⒊圆弧的编程：  ⑴把圆弧的圆心作为坐标原点； ⑵把圆弧的起点坐标值作为x，y，取绝对值，单位为μm，  ⑶计数长度J：按计数方向取x轴或y轴上的投影值，单位为μm，若圆弧较长，跨越两个以上象限，则分别取计数方向x轴（或y轴）上各个象限投影值的绝对值相累加，作为该方向总的计数长度，要和选计数方向一并考虑。 ⑷计数方向G：取与该圆弧终点时走向较平行的轴向作为计数方向。取最后一步的轴向为计数方向。  圆弧的编程： ⑸加工指令Z：8种       SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4。       按其第一步所进入的象限可分为R1、R2、R3、R4，按切割走向又可分为顺圆S和逆圆N。   ⒋整个工件的编程举例： B      B     B40000Gx L1 B10000B90000B90000Gy L1 B30000B4
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