電火花線切割畢業(yè)論文

1、<p>　　電火花線切割加工工藝參數(shù)選擇</p><p><b>　　及優(yōu)化試驗(yàn)</b></p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p&

2、gt;<p>　　完成日期： 2012.5.15</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　闡述了電火花線切割加工設(shè)備的組成部分、功能、工作原理及操作方法。論述了電火花線切割加工的基本原理，通過(guò)對(duì)制作電極，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)不同材料進(jìn)行一系列的電火花線切割加工試驗(yàn)，對(duì)電參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)試，對(duì)加工件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較，優(yōu)選參數(shù)，進(jìn)

3、行對(duì)比工藝試驗(yàn)，得到最佳試驗(yàn)結(jié)果，以研究電火花線切割加工各種孔徑小孔及三維型面的工藝特性，即脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流等加工電參數(shù)對(duì)加工精度、表面粗糙度及效率的影響規(guī)律，再進(jìn)行分析、總結(jié)，形成可指導(dǎo)實(shí)際加工的工藝文件。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電火花加工 線切割加工 參數(shù)優(yōu)化 工藝</p><p><b>　　Abstract</b></p>

4、<p>　　Describes the electric spark wire-cutting processing equipment, the function, the part of the working principle and the method ofoperation. Discusses the basic principle of electric spark wire-cutting process

5、ing, through to make electrodes, ready to experimental equipment of different materials for a series of edm wire-cutting processing experiment, with electric parameters for on-line test, to the product testing, the analy

6、sis of the results comparison, optimizing parameters, compared the proce</p><p>　　Keywords: EDM ，WEDM ，Parameter optimization，process </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>

7、;　　摘要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p>　　第一章 引言1</p><p>　　1.1 特種加工技術(shù)的概念及其意義1</p><p>　　1.2 特種加工技術(shù)的類別及其應(yīng)用范圍1</p><p>　　1.2.1 機(jī)械特種加工1</p>

8、<p>　　1.2.2 電氣特種加工2</p><p>　　1.2.3 熱特種加工2</p><p>　　1.2.4 化學(xué)特種加工2</p><p>　　1.3 特種加工技術(shù)現(xiàn)狀及實(shí)際應(yīng)用2</p><p>　　1.3.1 機(jī)械特種加工2</p><p>　　1.3.2 電氣特種加工2</

9、p><p>　　1.3.3 熱特種加工3</p><p>　　1.3.4 化學(xué)特種加工3</p><p>　　1.4 電火花線切割加工的發(fā)展及現(xiàn)狀3</p><p>　　1.4.1 電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與工藝進(jìn)展3</p><p>　　第二章 電火花線切割加工的機(jī)理及應(yīng)用7</p><

10、;p>　　2.1電火花線切割加工基本原理7</p><p>　　2.1.1低速走絲線切割加工基本原理8</p><p>　　2.1.2高速走絲線切割加工基本原理9</p><p>　　2.2電火花線切割加工物理過(guò)程10</p><p>　　2.3電火花線切割加工的特點(diǎn)15</p><p>　　2.4電火

11、花線切割加工的局限性15</p><p>　　2.5電火花線切割加工的應(yīng)用16</p><p>　　第三章 電火花加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備17</p><p>　　3.1機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)17</p><p>　　3.1.1工作臺(tái)的傳動(dòng)路線（見(jiàn)圖3-2)17</p><p>　　3.1.2運(yùn)絲部件的傳動(dòng)路線（見(jiàn)圖3-3）1

12、8</p><p>　　3.1.3線架18</p><p>　　3.2機(jī)床搬運(yùn)和安裝19</p><p>　　3.3機(jī)床操作和調(diào)整19</p><p>　　3.3.1班前準(zhǔn)備工作19</p><p>　　3.3.2工作臺(tái)調(diào)整20</p><p>　　3.3.3調(diào)整線架20</p

13、><p>　　3.3.4鉬絲繞裝20</p><p>　　3.3.5.工件裝夾21</p><p>　　3.3.6.機(jī)床操作步驟21</p><p>　　3.3.7機(jī)床的維護(hù)與故障的排除22</p><p>　　3.4機(jī)床控制系統(tǒng)23</p><p>　　3.4.1操作面板23</

14、p><p>　　第四章 加工試驗(yàn)及分析26</p><p>　　4.1試驗(yàn)簡(jiǎn)介26</p><p>　　4.1.1試驗(yàn)方式26</p><p>　　4.1.2試驗(yàn)設(shè)備26</p><p>　　4.1.3試驗(yàn)過(guò)程26</p><p>　　4.1.4試驗(yàn)結(jié)果記錄26</p>

15、<p>　　4.2電極工具頭制作29</p><p>　　4.2.1電火花線切割技術(shù)加工微凸起工具電極29</p><p>　　4.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析32</p><p>　　4.3.1影響切割速度的主要因素32</p><p>　　4.3.2影響加工精度的主要因素36</p><p>　　4.3

16、.3影響加工表面質(zhì)量的主要因素37</p><p>　　4.3.4影響電極絲損耗的主要因素39</p><p>　　第五章 試驗(yàn)總結(jié) 結(jié)論 體會(huì)及展望40</p><p>　　5.1實(shí)驗(yàn)總結(jié)40</p><p>　　5.1.1反映電火花加工工藝效果的主要指標(biāo)40</p><p>　　5.1.2電參數(shù)的影響

17、41</p><p>　　5.1.3非電參數(shù)的影響42</p><p>　　5.2所獲結(jié)論44</p><p>　　5.2.1合理選擇電參數(shù)44</p><p>　　5.2.2合理調(diào)整變頻進(jìn)給的方法45</p><p>　　5.3 體會(huì)48</p><p>　　5.4 展望

18、48</p><p><b>　　致 謝50</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)51</b></p><p><b>　　附錄51</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1

19、.1 特種加工技術(shù)的概念及其意義</p><p>　　特種加工是一種利用化學(xué)能、電能、聲能、機(jī)械能以及光能和熱對(duì)金屬或非金屬材料進(jìn)行加工的方法。它具有傳統(tǒng)加工無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):1) 能量密度高,能加工常規(guī)切削方法難以加工的材料;2) 作用時(shí)間短,熱影響小,工件不易變形;3) 可進(jìn)行細(xì)小精密零件加工;4) 無(wú)切屑或者粉末狀切屑,易于自動(dòng)處理;5) 加工過(guò)程易于自動(dòng)化。</p><p>　　隨著

20、科學(xué)技術(shù)迅猛地發(fā)展,新型材料不斷地涌現(xiàn)出來(lái),而有些材料對(duì)工件制造的精度要求越來(lái)越高,因而對(duì)切削加工提出了新的要求。由于受刀具材料性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備加工能力的限制,使用傳統(tǒng)的切削方法難以完成對(duì)高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、耐高溫和磁性等新材料,以及精密復(fù)雜或難以處理的形狀的加工。為了解決這些加工的難題,目前國(guó)內(nèi)外正在不斷開(kāi)發(fā)研究或采用的特種加工技術(shù)和方法,并已攻克和解決了一些難以加工的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題,推動(dòng)了科技進(jìn)步,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量

21、,在工作上發(fā)揮了較好的作用。</p><p>　　1.2 特種加工技術(shù)的類別及其應(yīng)用范圍</p><p>　　1.2.1 機(jī)械特種加工</p><p>　　機(jī)械特種加工不同于傳統(tǒng)的切削加工方法,而是用機(jī)械能或者間接用聲能、熱能進(jìn)行加工?？煞帜チ狭鲃?dòng)加工、磨料噴射加工、液力加工、低應(yīng)力磨削、熱輔助加工、超聲波加工、全成型加工、噴水加工等8種方法。它適用于切割、穿孔、研

22、磨、拋光、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削、鏜削和套料等加工范疇。</p><p>　　1.2.2 電氣特種加工</p><p>　　電氣特種加工是將被加工的金屬工件置于直流電場(chǎng)和電解液中產(chǎn)生陰極溶解的電化學(xué)反應(yīng)而對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的一種方法。通常稱為電化學(xué)加工(電解加工) 。它有電解液沖刷加工、成型管電解加工、電化學(xué)削平加工、電化學(xué)珩磨加工、電化學(xué)車削加工、電化學(xué)去毛刺加工、電化學(xué)放電磨削加工、

23、電化學(xué)加工、電化學(xué)拋光加工等10 種方法。它適用于磨削、成型、去毛刺、車削、珩磨、拋光等加工范疇。</p><p>　　1.2.3 熱特種加工</p><p>　　熱特種加工是用電子束、激光束、等離子束、電火花放電產(chǎn)生熱量來(lái)熔蝕金屬而達(dá)到加工目的。它有電子束加工、電火花磨削、電火花成型加工、電火花切割、電火花線切割、激光加工、等離子束加工等8 種方法。它適用于鉆孔、成型、磨削、車削、切割、

24、開(kāi)割、劃線等加工范疇。</p><p>　　1.2.4 化學(xué)特種加工</p><p>　　化學(xué)特種加工是用熱化學(xué)方法、化學(xué)腐蝕方法進(jìn)行加工的。它有化學(xué)加工、光化學(xué)加工、熱化學(xué)加工、電拋光等4 種方法。它適用于削平、拋光、腐蝕、去毛刺和飛邊等加工范疇。</p><p>　　1.3 特種加工技術(shù)現(xiàn)狀及實(shí)際應(yīng)用</p><p>　　1.3.1 機(jī)械

25、特種加工</p><p>　　在一般采用金屬切削刀具難以加工的場(chǎng)合,采用機(jī)械特種加工。它是借助于水、磨料、超聲波、熱能等,實(shí)施對(duì)工件進(jìn)行的精密加工。</p><p>　　1.3.2 電氣特種加工</p><p>　　電氣特種加工又稱為電解加工。它是特種加工技術(shù)中重要的方法之一,是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽(yáng)極溶解來(lái)將工件加工成形的。電解加工成功應(yīng)用于鍛模、齒輪、花鍵

26、、高溫合金葉片等機(jī)械零件成型加工,采用電解液沖刷加工和成型管電解加工可以加工孔徑0. 2 mm～5 mm ,也可以加工異型孔的小深孔機(jī)械零件。</p><p>　　1.3.3 熱特種加工</p><p>　　電子束、激光束、等離子束、電火花放電加工等熱特種加工,是特種加工應(yīng)用較為普通的一種技術(shù),電火花放電加工更為成熟更為普及,也是機(jī)械加工不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。</p><

27、p>　　1.3.4 化學(xué)特種加工</p><p>　　化學(xué)特種加工是一種使用面較窄的特種加工技術(shù),它是在工件表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使用金屬腐蝕溶解而改變工件尺寸和形狀,具有加工周期短、變換產(chǎn)品快、工藝性能好等特點(diǎn),它主要用于印刷線路板制造,這種使用場(chǎng)合稱為化學(xué)銑切。另一種化學(xué)加工方法是把工件暴露在高溫、腐蝕性氣體中來(lái)切除材料。</p><p>　　1.4 電火花線切割加工的發(fā)展及現(xiàn)狀&l

28、t;/p><p>　　電火花線切割加工（Wire Cut Electro-discharge Machine,，簡(jiǎn)稱WEDM ）是在電火花加工基礎(chǔ)上于20世紀(jì)50年代末最早在前蘇聯(lián)發(fā)展起來(lái)的一種工藝形式，是用線狀電極（鉬絲或銅絲）靠火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割，故稱為電火花線切割，有時(shí)簡(jiǎn)稱線切割。它已獲得廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)外的線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床的60%以上。</p><p>　　1.4.1

29、電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與工藝進(jìn)展</p><p>　　目前電火花線切割加工技術(shù)的研究與發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:</p><p>　　在穩(wěn)定發(fā)展高速走絲機(jī)的同時(shí)，重視低速走絲電火花線切割的開(kāi)發(fā)和發(fā)展</p><p>　　1）高速走絲機(jī)仍然穩(wěn)步發(fā)展　高速走絲電火花線切割機(jī)是我國(guó)的發(fā)明創(chuàng)造。由于高速走絲有利于改善排屑條件，適合于大厚度和大電流高速切割，加工

30、性能價(jià)格比優(yōu)異，是我國(guó)電加工行業(yè)的主要發(fā)展機(jī)型。</p><p>　　2）重視低速走絲電火花線切割的開(kāi)發(fā)和發(fā)展 低速走絲電火花線切割機(jī)由于電極絲移動(dòng)平穩(wěn)，易獲得較高精度和表面粗糙度看，適于精密模具和高精度零件加工。現(xiàn)在需要加強(qiáng)對(duì)低速走絲機(jī)的深入研究，開(kāi)發(fā)新的規(guī)格品種，為市場(chǎng)提供更多的國(guó)產(chǎn)低速走絲電火花線切割機(jī)。于此同時(shí)，還要在大量實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立完整的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，完善其CAD/CAM軟件。</p&g

31、t;<p>　　完善機(jī)床設(shè)計(jì)，改進(jìn)走絲機(jī)構(gòu)</p><p>　　1）為使機(jī)床結(jié)構(gòu)更加合理，必須用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)機(jī)床總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。應(yīng)用陷阱的計(jì)算機(jī)有限元分析模擬軟件對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)和熱穩(wěn)定性分析。還應(yīng)注重造型設(shè)計(jì)，在保證機(jī)床技術(shù)性能和清潔加工的前提下，使機(jī)床結(jié)構(gòu)合理，操作方便，外形新穎。由于電火花加工中工具電極與工件之間沒(méi)有宏觀作用力,因此,將電火花加工裝置、尤其是電極驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行微小型化,

32、使電極進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的慣性得以大幅度減小,必將更好地發(fā)揮電火花加工技術(shù)的工藝特點(diǎn)。</p><p>　　2）機(jī)床上的坐標(biāo)工作臺(tái)大多采用十字滑板結(jié)構(gòu)，為了提高它的精度，除考慮熱變形及先進(jìn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)采用絲距誤差補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償技術(shù)，以提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度。對(duì)于大型線切割機(jī)來(lái)說(shuō)，采用十字滑板工作臺(tái)結(jié)構(gòu)就不夠合理，而南昌江南電子儀器廠開(kāi)發(fā)的DK77100型龍門式機(jī)床則值得研究。龍門式機(jī)床的工作臺(tái)只作Y方向運(yùn)動(dòng)，X方向運(yùn)

33、動(dòng)在龍門架上完成，上下導(dǎo)輪座掛于橫架上，可以分別控制。這不僅增加了絲架的剛性，而且工作臺(tái)只作Y方向運(yùn)動(dòng)，省去了X方向滑板，有助于提高工作臺(tái)的承重能力，降低整機(jī)總重量。</p><p>　　3）高速走絲電火花線切割機(jī)的走絲機(jī)構(gòu)，是影響其加工質(zhì)量及加工穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件，目前存在的問(wèn)題較多。目前巳開(kāi)發(fā)的恒張力裝置及可調(diào)速的走絲系統(tǒng)，應(yīng)在進(jìn)一步完善的基礎(chǔ)上推廣應(yīng)用。</p><p>　?。?）推廣

34、多次切割工藝，提高綜合工藝水平</p><p>　　切割速度與加工表面質(zhì)量是一種矛盾，欲想在一次切割過(guò)程既獲得很高的切割速度，又要獲得很好的加工質(zhì)量是困難的。提高電火花線切割的綜合工藝水平，采用多次切割是一種有效方法，即用較大的電規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行第一次切割，以獲得較高的切割速度，然后依次減小電規(guī)準(zhǔn)，進(jìn)行第二次、第三次切割，逐步修光，以獲得滿意的加工表面粗糙度和加工精度。</p><p>　　高速走

35、絲電火花線線切割機(jī)采用多次切割工藝不僅是必要的，而且是可行的。</p><p>　　發(fā)展PC機(jī)控制系統(tǒng)，擴(kuò)充線切割機(jī)的控制功能 </p><p>　　目前國(guó)內(nèi)已有的基于PC機(jī)電火花線切割機(jī)數(shù)控系統(tǒng)主要用于加工軌跡的編程和控制，PC機(jī)的資源并沒(méi)有得到充分開(kāi)發(fā)利用，今后的趨勢(shì)是將在以下幾個(gè)方面進(jìn)行深人開(kāi)發(fā)研究：</p><p>　　1）開(kāi)發(fā)和完善開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)。目前高

36、速走絲電火花線切割機(jī)所用的數(shù)控軟件是在DOS基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，有很大的局限性，難于進(jìn)一步擴(kuò)充其功能?，F(xiàn)在應(yīng)加速向以pc機(jī)為基礎(chǔ)的開(kāi)放式、多任務(wù)管理與控制系統(tǒng)發(fā)展，以便充分開(kāi)發(fā)PC機(jī)的資源，擴(kuò)充數(shù)控系統(tǒng)功能。</p><p>　　2）繼續(xù)完善數(shù)控電火花線切割加工的計(jì)算機(jī)繪圖、自動(dòng)編程、加工規(guī)機(jī)控制及其縮放等功能，擴(kuò)充自動(dòng)定位、自動(dòng)找中心、低速走絲及自動(dòng)穿絲、高速走絲及自動(dòng)緊縮等功能，提高電火花線切割加工的自動(dòng)化程度。&

37、lt;/p><p>　　3）研究放電間隙狀態(tài)數(shù)值檢測(cè)技術(shù)，建立伺服控制模型，開(kāi)發(fā)加工過(guò)程伺服進(jìn)給自適應(yīng)控制系統(tǒng)。為了提高加工精度，還應(yīng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的絲距誤差及傳動(dòng)間隙進(jìn)行精確檢測(cè)，并利用PC機(jī)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。</p><p>　　4）開(kāi)發(fā)和完善數(shù)值脈沖電源，并在工藝試驗(yàn)基礎(chǔ)上建立工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)加工參數(shù)優(yōu)化選取系統(tǒng)，以幫助操作者根據(jù)不同的加工條件和要求合理選用加工參數(shù)，充分發(fā)揮機(jī)床潛力。</

38、p><p>　　5）深人研究電火花線切割加工工藝規(guī)律，建立加工參數(shù)的控制模型，開(kāi)發(fā)加工參數(shù)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，提高加工穩(wěn) 定性。</p><p>　　6）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)有自主版權(quán)的電火花線切割—和人工智能軟件。</p><p>　　積極采用現(xiàn)代技術(shù)，促進(jìn)電火花線切割技術(shù)發(fā)展今后的電火花線切割技術(shù)開(kāi)發(fā)研究將會(huì)涉及到：用激光測(cè)量技術(shù)來(lái)分析研究機(jī)床零部件的制造質(zhì)量；用有限元技術(shù)來(lái)分析

39、機(jī)床結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性；用陶瓷等新材料來(lái)制造機(jī)床的關(guān)鍵零部件及其工夾具；用模糊控制技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)伺服進(jìn)給和加工參數(shù)控制系統(tǒng)；用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)研究各種復(fù)雜系統(tǒng)的輸入量與輸出量之間的關(guān)系.并建立相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；用數(shù)值模擬（計(jì)算機(jī)仿真）技術(shù);上過(guò)程的各種疑難問(wèn)題，并預(yù)測(cè)其結(jié)果；用專家系統(tǒng)或人工智能系統(tǒng)來(lái)控制加工過(guò)程等。</p><p>　　圖1-1為電火花線切割加工機(jī)床</p><p>

40、;　　1一貯絲筒 2—走絲溜板 3—絲架 4一上滑板 </p><p>　　5一下滑板 6—床身電源 7—電源、控制柜</p><p>　　圖1-2往復(fù)高速走絲線切割加工設(shè)備組成 </p><p>　　第二章 電火花線切割加工的機(jī)理及應(yīng)用</p><p>　　2.1電火花線切割加工基本原理</p>&l

41、t;p>　　電火花線切割加工時(shí)，在電極絲和工件之間進(jìn)行脈沖放電。如圖所示，一般電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。當(dāng)一個(gè)脈沖發(fā)生時(shí)，在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬間可以達(dá)到10000℃以上，高溫使得放電附近的金屬瞬間熔化甚至汽化，高溫也使得電極絲和工件之間的工作液產(chǎn)生部分汽化，這些汽化后的工作液和金屬蒸汽瞬間迅速膨脹，并具有爆炸特性。這種熱膨脹和局部爆炸作用，使得金屬材料以熔化和汽化的方式拋出

42、，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料進(jìn)行電蝕切割加工。</p><p>　　為了確保每一個(gè)脈沖放電時(shí)電極絲與工件之間產(chǎn)生火花放電而不是電弧放電，必須要使兩個(gè)脈沖之間有足夠的間隔時(shí)間，以使間隙中的電離充分消除或轉(zhuǎn)移，并且恢復(fù)本次放電通道處間隙中介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以免在同一點(diǎn)上發(fā)生接連放電而產(chǎn)生的電弧放電現(xiàn)象。一般電火花線切割加工的脈沖停歇時(shí)間以脈沖寬度的4倍以上（比電火花成形要長(zhǎng)一些）。另外，為了確保電極絲不被瞬時(shí)的局部高溫?zé)龜?，必須?/p>

43、放電間隙中注入大量的工作液，這些工作液不僅可以使電極絲得到充分的冷卻，還可以起到消除電離和排屑及清洗的作用。</p><p>　　圖2.1電火花線切割加工原理示意圖</p><p>　　2.1.1低速走絲線切割加工基本原理</p><p>　　低速走絲電火花線切割機(jī)床的電極絲作低沖單向運(yùn)動(dòng),一般走絲速度為0.2 ～15m/min。低速走絲電火花線切割加的電極絲為黃銅

44、絲、鍍鋅黃銅絲或者鉬絲，電極絲直徑一般為 0.10～0.35mm。圖所示為低速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖。電極絲的路徑是從儲(chǔ)絲筒6出來(lái)，經(jīng)過(guò)上導(dǎo)輪后穿過(guò)要切割的工件，再經(jīng)過(guò)下導(dǎo)輪，被收絲筒11沒(méi)收或排出不再重復(fù)使用。被切割的工件2固定在工作臺(tái)7上，被切割面水平放置。在切割過(guò)程中，工件在工作臺(tái)上受電動(dòng)機(jī)8、9的拖動(dòng)，在水平方向按照預(yù)置的XY軌跡伺服運(yùn)動(dòng)，電極絲除了由上至下不停運(yùn)轉(zhuǎn)外，還可以下導(dǎo)輪為軸心，上導(dǎo)輪在上拖板的拖動(dòng)下按預(yù)置軌跡

45、作方向的運(yùn)行，這些運(yùn)動(dòng)的合成可以切割出不同曲面及錐面的工件。脈沖電源1的正、負(fù)極性通過(guò)進(jìn)電塊分別加在工件和電極絲上，為放電加工提供脈沖能量。低速走絲的加工方式一般為浸液式，工作液為去離子水，與高速走絲線切割相比，低速走絲對(duì)工作液的要求比較高，工作液的電阻率、離子數(shù)量、雜質(zhì)含量都要嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)。由于低速走絲的電極絲張力可以得到很好的控制，電極絲的振幅影響比較小，在加上工作液的電阻率也比高速走絲的電阻率高許多，因此低速走絲線切割&l

46、t;/p><p>　　1—脈沖電源 2—工件 3—工作液箱 4一去離子水 5—泵 6—儲(chǔ)絲筒 7—工作臺(tái) </p><p>　　8—X軸電動(dòng)機(jī) 9一數(shù)控裝置10—Y軸電動(dòng)機(jī) 11一收絲筒 12—電極絲13—進(jìn)電塊</p><p>　　圖2.2低速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖</p><p>　　2.1.2高速走絲線切割加工基本原理</p&

47、gt;<p>　　高速走絲電火花線切割機(jī)床的主要特點(diǎn)是電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為7 ～11m/s，電極絲的直徑為為0.12～0.22mm，電極絲的材料為鉬絲。圖所示為高速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖。它是利用電極絲4作為工具電極進(jìn)行切割的，電極絲穿過(guò)工件上預(yù)鉆好的小孔，經(jīng)導(dǎo)輪3由儲(chǔ)絲筒2帶動(dòng)電極絲作正反向交替運(yùn)轉(zhuǎn)。加工能量由脈沖電源8供給，靠進(jìn)電塊分別加在電極絲及工件兩端。工件安裝在工作臺(tái)上，由數(shù)控裝置1按加工

48、要求發(fā)出指令，控制執(zhí)行電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)工作臺(tái)在水平X、Y兩個(gè)坐標(biāo)方向移動(dòng)，加工出的零件截面形狀與設(shè)計(jì)軌跡完全相同。如果機(jī)床帶有錐度切割裝置，上下導(dǎo)輪受步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的十字托板控制，使電極絲與中心線偏移角度，并與X、Y軸的運(yùn)動(dòng)軌跡合成來(lái)實(shí)現(xiàn)錐度加工，從而可以實(shí)現(xiàn)各種變截面零件加工。 在加工時(shí)，由噴嘴6將工作液以一定的壓力噴向加工區(qū)。高速走絲線切割加工因?yàn)殡姌O絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)后容易松絲，張力不好控制，電極絲振動(dòng)明顯，極間短路是不可避免的。為了抑制電

49、極絲的振幅，一般都采用過(guò)跟蹤方法控制切割的進(jìn)給速度，換句話說(shuō)就是加工過(guò)程中，間隙電壓偏短路。為了避免由于頻繁短路造成燒絲現(xiàn)象發(fā)生，利用提高電極絲的運(yùn)轉(zhuǎn)速</p><p>　　1一數(shù)控裝置 2—儲(chǔ)絲筒 3—導(dǎo)輪 4一電極絲 5—工件 6—噴嘴 7—絕緣板 8—脈沖電源 </p><p>　　9一液壓泵 10—工作液箱11—執(zhí)行電動(dòng)機(jī)</p><p>　　

50、圖2.3高速走絲電火花線切割工藝裝置示意圖</p><p>　　2.2電火花線切割加工物理過(guò)程</p><p>　　電火花線切割加工的物理過(guò)程是非常短暫而復(fù)雜的，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)資料的分析來(lái)看，每次電火花腐蝕的微觀過(guò)程是電動(dòng)力、電磁力、熱動(dòng)力以及流體動(dòng)力等綜合作用的過(guò)程，并可大致分為介質(zhì)擊穿和通道形成、能量轉(zhuǎn)換和傳遞、電極 材料的拋出、極間介質(zhì)消電離等幾個(gè)階段。</p><

51、p>　　電火花線切割加工實(shí)際上是一個(gè)重復(fù)脈沖放電過(guò)程，前一個(gè)脈沖放電所形成的電蝕產(chǎn)物及放電凹坑必定會(huì)影響后一個(gè)脈沖的放電過(guò)程，因而實(shí)際加工時(shí)的放電過(guò)程會(huì)比單個(gè)脈沖放電過(guò)程復(fù)雜得多。但單個(gè)脈沖放電畢竟是研究電火花線 切割加工機(jī)理的基礎(chǔ)。為有助于掌握電火花線切割加工的基本規(guī)律，并對(duì)電火花線切割設(shè)備提出合理的要求，仍有必要進(jìn)一步了解單個(gè)脈沖放電的微觀過(guò)程。</p><p>　　1.單個(gè)脈沖瞬時(shí)擊穿放電過(guò)程電火花線

52、切割加工一般都是在水基工作液（去離子水和皂化油的乳化液，也有用煤油的）中進(jìn)行的。當(dāng)脈沖電壓施加在電極絲與工件之間時(shí)，極間電場(chǎng)將會(huì)因電極表面的微觀不平而變得極不均勻，極間介電液中的雜質(zhì)以及弱電解質(zhì)的極性分子都會(huì)在極間電場(chǎng)的作用下向電場(chǎng)較強(qiáng)的方向聚集、結(jié)鏈，進(jìn)一步引起極間 電場(chǎng)的畸變。當(dāng)極間距離逐步縮小或是脈沖電壓不斷升高時(shí)，極間某處的電場(chǎng)強(qiáng)度將會(huì)超過(guò)極間介電液的介電強(qiáng)度，使介電液發(fā)生雪崩式的碰撞電離，并形成極間放電通道。此刻，極間電阻將在

53、很短時(shí)間內(nèi)從絕緣狀態(tài)急速下降到數(shù)歐姆以下，而電流隨即上升，極間電壓相應(yīng)下降到火花維持電壓，如圖2.4所示。</p><p>　　極間放電通道實(shí)際上是高溫、高壓的電離氣體，其初始?jí)毫蛇_(dá)數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)大氣壓。這個(gè)內(nèi)部高壓將極力使通道及其周圍瞬時(shí)形成的分子團(tuán)（以后發(fā)展成氣泡）急速擴(kuò)展，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向外傳播。在放電的初始階段，氣泡和放電通道之間并沒(méi)有明顯的界面，但因放電通道除受到 周圍液體介質(zhì)慣性的壓縮作用外，還

54、受到它自身電磁場(chǎng)箍束 效應(yīng)作用，因而氣泡會(huì)在放電過(guò)程中與放電通道界面分離并繼續(xù)擴(kuò)展，放電通道則被約束成一個(gè)細(xì)小的通道，其截面甚小，致使通道中的電流密度高達(dá)105～106A/cm2.放電通道是由數(shù)量大體相等的帶正電和帶負(fù)電離子以及中性離子組成 的等離子體。通道中的正負(fù)帶電離子在極間電場(chǎng)作用下高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，將發(fā)生劇烈碰撞，并產(chǎn)生大量的熱量，使通道溫度升高到10 000℃義以上。與此同時(shí)，陽(yáng)極表面和陰極表面分別受到電子流和離子流的高速轟擊，也將

55、產(chǎn)生大量熱量。這樣，在兩極之間將沿放電通道形成--個(gè)瞬時(shí)高溫?zé)嵩础?lt;/p><p>　　圖2.4矩形脈沖道放電電壓及放電電流波形</p><p>　　2）幻電火花放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換極間介質(zhì)一旦被擊穿放電，脈沖電源就將通過(guò)放電通道瞬時(shí)釋放能量，并把電能轉(zhuǎn)換為熱能、動(dòng)能、磁能、光能、聲能以及電磁波輻射能等：其中大部分轉(zhuǎn)換成熱能，用于加熱兩極放電點(diǎn)及極間放電通道，使兩極放電點(diǎn)的金屬局部熔化或汽化。

56、</p><p>　　熱能與電火花線切割加工密切相關(guān)，傳遞（或稱分配）給電極表面的主要有下列幾種形式：①在電場(chǎng)作用下，帶電粒子（電子和正離子）對(duì)電極表面的轟擊；②電極材料汽化噴爆時(shí)所形成的蒸氣炬對(duì)相對(duì)的電極表面的沖擊：③放電通 道的熱輻射；④放電通道中高溫氣體質(zhì)點(diǎn)對(duì)電極表面的熱沖擊。</p><p>　　在上述四種傳遞形式中，帶電粒子對(duì)電極表面高速轟擊是主要的。由于負(fù)電子的質(zhì)量和體積都相當(dāng)

57、小，在電場(chǎng)作用下能獲得很高的加速度和速度，所以在脈沖放電的最初階段就會(huì)有大量的高速電子轟擊陽(yáng)極表面；而正離子則因質(zhì)量慣性大，加速度小，在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法獲得很高的速度，所以, 采用高頻窄脈沖電源的電火花線切割加工，都應(yīng)選用正極性加工，即工件接電源正極，以充分利用電子的轟擊作用來(lái)提高切割速度。</p><p>　　3）電極表面被蝕材料的拋出</p><p>　　傳遞給電極表面的能量轉(zhuǎn)化成熱能，并

58、在電極表面放電點(diǎn)附近形成一瞬時(shí)高溫?zé)嵩?。這個(gè)熱源的中心處溫度最高，并向工件材料內(nèi)部傳導(dǎo)，形成一個(gè)溫度梯度場(chǎng)，即離放電點(diǎn)中心愈遠(yuǎn)愈低。據(jù)工件材料的熔點(diǎn)和汽化點(diǎn)不同，使受熱材料形成余金屬汽化、金屬熔融、金屬固態(tài)受熱三種情況。由于電極材料的熔化和汽化過(guò)程十分短促，有爆炸特性。爆炸力將把熔化和汽化的金矚材料拋巧電極表面，而在電極表面留下一個(gè)小凹坑，如圖3.14所示。</p><p>　　圖2.5放電凹坑形成</p&

59、gt;<p>　　研究發(fā)現(xiàn)，在高速走絲電火花線切割加工情況下，脈沖 放電時(shí)所形成的電極表面高溫?zé)嵩矗豢梢院?jiǎn)化成一個(gè)固定 的點(diǎn)熱源，而只能簡(jiǎn)化成快速移動(dòng)的點(diǎn)熱源。這種熱源所形 成的放電凹坑不是半球形，而是鴨蛋形。移動(dòng)速度愈快，以 及脈沖放電持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，其凹坑的長(zhǎng)度將愈長(zhǎng)。</p><p>　　4）消電離和極間介電性能的恢復(fù)一個(gè)脈沖放電結(jié)束之后，極間電場(chǎng)急速減小到零，碰撞電離也隨之停止，而且放電通道

60、會(huì)因消電離過(guò)程（即通道中的正負(fù)帶電粒子復(fù)合成 中性粒子過(guò)程）而使通道中的帶電粒子急速減少，并逐漸恢復(fù)極間介電液的介電性能。</p><p>　　必須指出，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合速度是比較快的，極間電導(dǎo)將在很短的時(shí)間內(nèi)減少。但是，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合和極間電導(dǎo)的減少，并不等于極間介電性能的恢復(fù)。因?yàn)榉烹?后的電蝕產(chǎn)物（含有微粒、氣泡給余熱等）在短時(shí)間內(nèi)還來(lái)不及擴(kuò)散，介電液的高溫及大量的電蝕產(chǎn)物都會(huì)降低其介電性能。因此，在

61、電火花線切割加工中，為了保證加工的正常進(jìn)行，在先后二次脈沖放電之間都應(yīng)有足夠的停歇時(shí)間。其最小脈沖停歇時(shí)間的選擇，不僅要考慮極間介電液的消電離汽化的金矚材料拋巧電極表面，而在電極表面留下一個(gè)小凹坑，如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5放電凹坑形成研究發(fā)現(xiàn)，在高速走絲電火花線切割加工情況下，脈沖放電時(shí)所形成的電極表面高溫?zé)嵩?，不可以?jiǎn)化成一個(gè)固定的點(diǎn)熱源，而只能簡(jiǎn)化成快速移動(dòng)的點(diǎn)熱源。這種熱源所形成的放電

62、凹坑不是半球形，而是鴨蛋形。移動(dòng)速度愈快，以及脈沖放電持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，其凹坑的長(zhǎng)度將愈長(zhǎng)。</p><p>　　4）消電離和極間介電性能的恢復(fù)一個(gè)脈沖放電結(jié)束之后，極間電場(chǎng)急速減小到零，碰撞電離也隨之停止，而且放電通道會(huì)因消電離過(guò)程（即通道中的正負(fù)帶電粒子復(fù)合成中性粒子過(guò)程）而使通道中的帶電粒子急速減少，并逐漸恢復(fù)極間介電液的介電性能。</p><p>　　必須指出，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合速度是

63、比較快的，極間電導(dǎo)將在很短的時(shí)間內(nèi)減少。但是，正負(fù)帶電粒子的復(fù)合和極間電導(dǎo)的減少，并不等于極間介電性能的恢復(fù)。因?yàn)榉烹?后的電蝕產(chǎn)物（含有微粒、氣泡給余熱等）在短時(shí)間內(nèi)還來(lái)不及擴(kuò)散，介電液的高溫及大量的電蝕產(chǎn)物都會(huì)降低其介電 性能。因此，在電火花線切割加工中，為了保證加工的正常進(jìn)行，在先后二次脈沖放電之間都應(yīng)有足夠的停歇時(shí)間。其最小脈沖停歇時(shí)間的選擇，不僅要考慮極間介電液的消電離</p><p>　　極限速度，而

64、且還應(yīng)該考慮電蝕產(chǎn)物的擴(kuò)散和棑出，以及放電通道中的熱量傳散。</p><p>　　5）實(shí)際加工時(shí)的重復(fù)脈沖放電過(guò)程從上面的論述中可以看出，一個(gè)脈沖經(jīng)過(guò)擊穿放電、能量轉(zhuǎn)換、電極材料拋出以及極間消電離過(guò)程之后，便完成了一次電腐蝕，而在工件表面留下一個(gè)小凹坑。這個(gè)小凹坑是十分微小的，但無(wú)數(shù)個(gè)脈沖放電累積，就可以加工出所需要的形狀和尺寸。</p><p>　　此時(shí)，人們非常關(guān)心實(shí)際加工過(guò)程中重復(fù)脈

65、沖放電是如何進(jìn)行的。生產(chǎn)實(shí)踐表明，加工過(guò)程中的每個(gè)脈沖放電，絕不是簡(jiǎn)單地在二極之間相對(duì)最近的尖端處進(jìn)行，而是一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)過(guò)程。</p><p>　　加工時(shí)，首先是在二極間介電能力最薄弱的凸起處產(chǎn)生火花放電。由于前一次放電所產(chǎn)生的加工屑及氣泡等使放電周圍的電蝕產(chǎn)物濃度增大，加上放電后的余熱使此處的液溫升高，都會(huì)降低此處工作液的介電能力，導(dǎo)致第二個(gè)脈沖容易在第一個(gè)脈沖放電的附近區(qū)域再次擊穿放電。另一方面，沒(méi)有發(fā)生脈

66、沖放電的附近區(qū)域工作液比較干凈，介電性能好，不易發(fā)生擊穿放電。只有當(dāng)加工區(qū)的間隙增大到超出能 擊穿放電的限度時(shí)，重復(fù)脈沖放電才會(huì)轉(zhuǎn)移另一處相對(duì)易擊穿的區(qū)域進(jìn)行。</p><p>　　正因?yàn)槿绱?，電極絲移出加工區(qū)域的出口處放電間隙一般要比進(jìn)口處的放電間隙大：在實(shí)際電火花線切割加工過(guò)程中，由于電極材料的不斷蝕除，電蝕產(chǎn)物及極間介電液的溫度不斷增加，加上電極絲的持續(xù)進(jìn)給以及電極絲的振動(dòng)等，使極間各處的間隙大小及 物理狀

67、態(tài)千變?nèi)f化，因而極間放電狀態(tài)也是隨機(jī)變化的。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)資料可以得出：極間距離減小以及電蝕產(chǎn)物濃度增加，都會(huì)減小擊穿延時(shí)時(shí)間，或降低擊穿初始電壓，以致發(fā)生極間短路，其規(guī)律如圖2.6所示。圖2.6右邊的放電壓波形反映其極間距離較大或介電液的介電性能良好，而左邊的電壓波形則反映其極間距離小且介電液的介電性能差；最左邊的電壓波形是極間短路波形。</p><p>　　圖2.6極間放電電壓波形</p>&l

68、t;p>　　高速走絲電火花線切割加工因電極絲振動(dòng)較明顯，極間短路是不可避免的。為了抑制電極絲的振幅，一般都采取過(guò)跟蹤方法控制線切割的進(jìn)給速度，所以高速走絲電火花線切割加工時(shí)的空載波形出現(xiàn)的概率很小。實(shí)驗(yàn)表明，在一次放電過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)空載、正常放電及短路三種不同波形，</p><p>　　如圖2.7所示。圖2.7-a為短暫延時(shí)立即擊穿放電；圖 2.7-b為擊穿放電后產(chǎn)生瞬時(shí)短路又發(fā)生擊穿過(guò)程；圖2.7-c是

69、從空載到短路再到正常放電。這是用示波器觀察到的放電波形，其發(fā)生的機(jī)理有待進(jìn)一步研究。</p><p>　　圖2.7線切割時(shí)的極間電壓波形</p><p>　　2.3電火花線切割加工的特點(diǎn)</p><p>　　電火花線切割加工與其他電火花加工一樣，其加工速度與工件材料的力學(xué)性能（硬度和韌性）無(wú)關(guān)，常用來(lái)加工淬火鋼、硬質(zhì)合金。磁鋼以及不銹鋼等金屬材料，也可以加工金剛石

70、、陶瓷之類的非金屬材料。電火花線切割的工藝特點(diǎn)可以歸納如下：</p><p>　?。?）它是用一根細(xì)長(zhǎng)（0.03~0.35mm）的金屬絲作工具電極，而不需要制成特定形狀的成形電極；</p><p>　?。?）加工對(duì)象主要是平面形狀，當(dāng)機(jī)床上裝有能使電極絲上、下導(dǎo)向器相對(duì)偏移的裝置之后，還可以加工錐面或上下面異形的以直線為母線的復(fù)雜曲面；</p><p>　　（3）因

71、電極絲直徑很細(xì)，切縫很窄，有利于材料的利用，還適合加工細(xì)微零件，如采用0.03mm鉬絲作電極絲，切縫可以減小到0.04mm，內(nèi)角半徑小到0.04mm；</p><p>　?。?）因電極絲細(xì)長(zhǎng)，并不斷更新（單向低速走絲）或往復(fù)使用，電極絲的絲徑損耗很小，因而加工精度很高；</p><p>　?。?）常用水基工作液（去離子水或乳化液），不會(huì)發(fā)生火災(zāi)，有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管下的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；</p

72、><p>　?。?）依靠數(shù)控系統(tǒng)的絲徑偏移補(bǔ)償功能，可以方便地調(diào)節(jié)凹、凸模的配合間隙，依靠錐度切割功能還可以實(shí)現(xiàn)凹、凸模一次同時(shí)加工；</p><p>　?。?）自動(dòng)化程度高、操作方便、加工周期短、加工成本低。</p><p>　　2.4電火花線切割加工的局限性</p><p>　　1.主要用于金屬等導(dǎo)電材料，但在一定的條件下也可加工半導(dǎo)體和非導(dǎo)

73、體材料。</p><p>　　2.一般情況下加工速度較慢，生產(chǎn)率不高。</p><p>　　3.會(huì)損耗電極絲，影響成形精確度。</p><p>　　2.5電火花線切割加工的應(yīng)用</p><p>　　電火花線切割加工不僅有很多工藝特點(diǎn)，而且非常經(jīng)濟(jì)有效，為新產(chǎn)品試制、精密零件加工及模具制造開(kāi)辟了一條新的工藝途徑?，F(xiàn)已廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)生產(chǎn)制造

74、部門，并成為一種必不可少的工藝手段。目前主要用于沖模、擠壓模、拉伸模、塑料模、電火花成形用的工具電極以及各種復(fù)雜零件加工等。</p><p><b>　　加工模具</b></p><p>　　適用于各種形狀的沖模。調(diào)整不同的間隙補(bǔ)償量，只需一次編程就可以切割凸模、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(dá)到0.01～0.02mm (雙向高速走絲線切割

75、機(jī)）和0.002?0.005mm (單向低速走絲線切割機(jī)）的要求。 此外，還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等，也可加工帶錐度的模具。</p><p>　　切割電火花成形加工用的電極 </p><p>　　一般穿孔加工用的電極以及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，用線切割加工特別經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也適用于加工微細(xì)復(fù)雜形狀的電極。</p><p

76、><b>　　加工零件 </b></p><p>　　在試制新產(chǎn)品時(shí)，用線切割在坯料上直接割出零件，例如試制切割特殊 微電機(jī)硅鋼片定轉(zhuǎn)子鐵心，由于不需另行制造模具，可大大縮短制造周期、降低成本。另外 修改設(shè)計(jì)、變更加工程序比較方便，加工薄件時(shí)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(shù)量少的零件，特殊難加工材料的零件，材料試驗(yàn)樣件，各種型孔、型 面、特殊齒輪、凸輪、樣板

77、、成型刀具。有些具有錐度切割的線切割機(jī)床，可以加工出 “天圓地方”等上下異形面的零件。同時(shí)還可進(jìn)行微細(xì)加工，異形槽和標(biāo)準(zhǔn)缺陷的加工等。</p><p>　　第三章 電火花加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備</p><p>　　圖3-1 DK7740E電火花數(shù)控線切割機(jī)床</p><p>　　圖中，1為床身，2為工作臺(tái)， 3為運(yùn)絲裝置，4為線架，5為夾具，6為防水罩 </p

78、><p>　?。ɡ鋮s液箱在機(jī)床后側(cè)，圖中為給出）</p><p>　　圖3-1實(shí)驗(yàn)的型號(hào)為DK7740E電火花數(shù)控線切割機(jī)床。機(jī)床由主機(jī)和控制臺(tái)兩部分組成。機(jī)床主機(jī)部分由床身、工作臺(tái)、運(yùn)絲裝置、線架、冷卻液箱、夾具、防水罩等部件組成。工作臺(tái)行程400mm*500mm。</p><p><b>　　3.1機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)</b></p>&

79、lt;p>　　3.1.1工作臺(tái)的傳動(dòng)路線（見(jiàn)圖3-2)</p><p>　　X向：控制系統(tǒng)發(fā)出進(jìn)給脈沖----步進(jìn)電機(jī)D----齒輪4/齒輪3----橫向絲杠1----螺母8</p><p>　　Y向：控制系統(tǒng)發(fā)出進(jìn)給脈沖----步進(jìn)電機(jī)E----齒輪5/齒輪6----縱向絲杠2----螺母7</p><p>　　控制系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖，工作臺(tái)就移動(dòng)0.001

80、mm，通過(guò)X、Y向兩個(gè)搖手柄也可以使工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)X、Y向移動(dòng)。</p><p>　　圖3-2工作臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　3.1.2運(yùn)絲部件的傳動(dòng)路線（見(jiàn)圖3-3）</p><p>　　電動(dòng)機(jī)G----聯(lián)軸器----運(yùn)絲筒高速旋轉(zhuǎn)----齒輪9/齒輪10----齒輪11/齒輪12---- 絲杠13----螺母14帶動(dòng)拖板----行程開(kāi)關(guān)。運(yùn)絲裝置帶動(dòng)電極絲按一

81、定線速度運(yùn)行，并將電極絲整齊地排繞在運(yùn)絲筒上，行程開(kāi)關(guān)控制運(yùn)絲筒的正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖3-3運(yùn)絲裝置傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p><b>　　3.1.3線架</b></p><p>　　運(yùn)絲筒旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電極絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排絲輪、導(dǎo)輪保持電極絲軌跡、導(dǎo)電塊進(jìn)電。線架由兩步進(jìn)電機(jī)控制線架做U、V方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)錐度切割。</p>

82、<p>　　3.2機(jī)床搬運(yùn)和安裝</p><p>　　1.機(jī)床外包裝箱吊運(yùn)，主機(jī)吊運(yùn)。吊裝的鋼絲繩長(zhǎng)度和角度應(yīng)適當(dāng)，鋼絲繩承受的載荷量必須大于4500Kg。吊繩應(yīng)避免與機(jī)床零部件接觸，必要時(shí)可以在接觸處填放軟性物，以免損傷機(jī)床外觀及機(jī)床精度。搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)避免顛簸、傾斜、沖擊等不平穩(wěn)現(xiàn)象。</p><p>　　2.機(jī)床安裝方向應(yīng)盡量使操縱者面對(duì)自然光源。機(jī)床周圍不允許有強(qiáng)烈的振動(dòng)源

83、和強(qiáng)電磁場(chǎng)以及噪音干擾，否則會(huì)直接影響機(jī)床的正常工作。如果工作場(chǎng)地條件欠佳，可采用防震式地基將機(jī)床與震源隔離，防震溝內(nèi)可填充軟性物消震。本機(jī)床屬精密機(jī)床，建議工作環(huán)境溫度控制在20土5℃。</p><p>　　3.機(jī)床拆箱后，將四只防震墊鐵安裝在機(jī)床床身下面，然后進(jìn)行平面布置。拆去工作臺(tái)上下兩層導(dǎo)軌兩端壓緊用壓板共8件，換上 DK7750EJ.2-21擋板。同樣拆去運(yùn)絲導(dǎo)軌兩端壓緊用壓板共4件，換上DK7725J

84、.3-12擋板。</p><p>　　4.絲杠副、導(dǎo)軌、導(dǎo)輪等關(guān)鍵件和重要運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)擦干凈，不得有紗頭之類雜物粘附其上面，凡已經(jīng)去除防銹油脂的部位應(yīng)立即擦上機(jī)械油N46以防止生銹，并使各部位在工作之前充分潤(rùn)滑。</p><p>　　5.調(diào)節(jié)四只防震墊鐵，將機(jī)床調(diào)節(jié)水平，要求水平儀在工作臺(tái)面縱橫向的讀數(shù)允差為0.04/1000。</p><p>　　3.3機(jī)床操作和調(diào)

85、整</p><p>　　3.3.1班前準(zhǔn)備工作</p><p>　　1.啟動(dòng)電源開(kāi)關(guān)，讓機(jī)床空載運(yùn)行，觀察其工作狀態(tài)是否正常。</p><p><b>　　內(nèi)容包括：</b></p><p>　　控制臺(tái)必須正常工作十分鐘以上。</p><p>　　機(jī)床各部件運(yùn)動(dòng)副正常工作。</p>

86、<p>　　脈沖電源和機(jī)床電器工作正常無(wú)失誤。</p><p>　　各個(gè)行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作靈敏。</p><p>　　工作液各個(gè)進(jìn)出管路暢通無(wú)阻，壓力正常，揚(yáng)程符合要求。 </p><p>　　2.按機(jī)床潤(rùn)滑要求注油</p><p>　　3.添加或更換工作液</p><p>　　一般以每隔10-15天更換一次為

87、宜。</p><p>　　決定是否調(diào)換電極絲 </p><p>　　3.3.2工作臺(tái)調(diào)整</p><p>　　按下控制臺(tái)鍵盤的ENGAGE（電機(jī)吸）鍵，手搖工作臺(tái)縱橫向手輪，檢查步進(jìn)電機(jī)是否吸住,手捏刻度盤并輕輕左右抒動(dòng)，檢查刻度值相對(duì)“0”位刻線有無(wú)左右松動(dòng)，無(wú)松動(dòng)時(shí)可進(jìn)行隨后加工。</p><p><b>　　3.3.3調(diào)整線架

88、</b></p><p>　　1.導(dǎo)輪及排絲輪的調(diào)整</p><p>　　調(diào)整時(shí)既要保證導(dǎo)輪及排絲輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，又要無(wú)軸向間隙，更換時(shí)，導(dǎo)輪及排絲輪軸承內(nèi)要加高速潤(rùn)滑油。</p><p>　　用角尺或鉬絲校正器檢測(cè)鉬絲與工作臺(tái)垂直度，若鉬絲與工作臺(tái)不垂直，可用錐度旋鈕及懸臂上的調(diào)整套來(lái)調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　3

89、.3.4鉬絲繞裝</b></p><p>　　1.機(jī)床操縱面板SA1旋鈕左旋。</p><p>　　2.上絲起始位置在貯絲筒右側(cè)（遠(yuǎn)離運(yùn)絲電機(jī)一端〉，用抓DK77324J9.1搖</p><p>　　手柄將貯絲筒右側(cè)停在線架中心位置。</p><p>　　將右邊撞塊壓住換向行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，左邊撞塊盡量拉遠(yuǎn)。</p>&

90、lt;p>　　4.松開(kāi)上絲器上螺母4，裝上鉬絲盤5后擰上螺母4 。</p><p>　　5.調(diào)節(jié)螺母8，將鉬絲盤壓力調(diào)節(jié)適中。</p><p>　　6.將鑰絲一端通過(guò)上絲輪后固定在貯絲筒右側(cè)螺釘上。</p><p>　　7.空手逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)貯絲筒幾圈，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)撞塊不能脫開(kāi)換向行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。 </p><p>　　8.按操縱面板SB2旋鈕（運(yùn)

91、絲開(kāi)關(guān)〕，貯絲筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鉬絲自動(dòng)纏繞在筒上，達(dá)到要求后，按操縱面板SB1急停旋鈕，上絲結(jié)束。</p><p>　　9.手動(dòng)上絲按上述2至7操作后用SK7720J.9.2搖手柄轉(zhuǎn)動(dòng)貯絲筒即可。</p><p>　　10.剪斷鉬絲，松開(kāi)上絲器上螺母4，取下鉬絲盤5后擰上螺母。</p><p>　　11.繞絲，將鉬絲另一端固定在貯絲筒左側(cè)螺釘上。</p>&l

92、t;p>　　12.用DK7720J.9.3緊絲輪手動(dòng)緊絲二至三遍，用力應(yīng)均勻。</p><p>　　注意：開(kāi)運(yùn)絲時(shí)必須拿掉搖手柄以防飛出傷人!</p><p>　　3.3.5.工件裝夾</p><p>　　1.裝夾工件前先校正電極絲與工作臺(tái)的垂直度。</p><p>　　2.選擇夾具，A型機(jī)切割錐度零件時(shí)夾具需安裝墊塊，切割無(wú)錐度零件時(shí)

93、取下墊塊。E型機(jī)為一種夾具。</p><p>　　3.將夾具固定在工作臺(tái)上。</p><p>　　4.裝夾工件時(shí)應(yīng)根據(jù)工件圖紙要求用百分表等量具找正基準(zhǔn)面，使其與工作臺(tái)的X向或Y向平行。</p><p>　　5.裝夾工件位置應(yīng)使工件的切割區(qū)控制在機(jī)床行程范圍內(nèi)。</p><p>　　6.裝夾工件時(shí)應(yīng)保證在切割過(guò)程中工件與夾具不應(yīng)碰到線架的任何

94、部分。</p><p>　　7.工件裝夾完畢要清除工作臺(tái)面上的一切雜物。</p><p><b>　　圖3-4工件裝夾</b></p><p>　　3.3.6.機(jī)床操作步驟</p><p>　　1.開(kāi)機(jī)，電源開(kāi)關(guān)QS左旋。</p><p>　　2.把加工程序輸入控制臺(tái)。</p>&l

95、t;p>　　3.E型機(jī)床根據(jù)工件的厚度調(diào)整線架跨距（切割工件時(shí)不允許調(diào)整線架跨距）。</p><p><b>　　4.安裝工件。</b></p><p><b>　　5.繞電極絲。</b></p><p><b>　　6.開(kāi)運(yùn)絲開(kāi)關(guān)。</b></p><p>　　7開(kāi)水泵

96、開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)噴水量。開(kāi)水泵時(shí)，應(yīng)先把調(diào)節(jié)閥關(guān)掉，然后逐 漸開(kāi)啟，調(diào)節(jié)至水柱包容電極絲射向切割區(qū)即可，水量不必太大。 </p><p>　　注意：開(kāi)水泵時(shí)，如不關(guān)閉或關(guān)小調(diào)節(jié)閥，會(huì)造成冷卻液飛濺 </p><p>　　開(kāi)脈沖電源選擇電參數(shù)</p><p>　　將控制臺(tái)上的波段開(kāi)關(guān)旋到自動(dòng)加工檔，啟動(dòng)程序運(yùn)行，進(jìn)入切割時(shí)調(diào)節(jié)電位器旋鈕，觀察機(jī)床電流表，調(diào)節(jié)使指針?lè)€(wěn)定(允許

97、電流表指針略有晃動(dòng))。</p><p>　　10.加工結(jié)束后應(yīng)先關(guān)閉水泵開(kāi)關(guān)，然后關(guān)閉運(yùn)絲開(kāi)關(guān)，檢查X、Y座標(biāo)是否到達(dá)終點(diǎn)，到終點(diǎn)時(shí)拆下工件，清洗并檢查質(zhì)量。未到終點(diǎn)時(shí)應(yīng)檢查程序是否有錯(cuò)、控制臺(tái)是否有故障。</p><p>　　注意：機(jī)床電氣操縱面板和控制臺(tái)控制面板上都有紅色急停按鈕開(kāi)關(guān)， 工作中如有意外情況，按下此開(kāi)關(guān)即可斷電停機(jī)！</p><p>　　下圖為加工

98、現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面如圖3-5</p><p><b>　　圖3-5加工過(guò)程圖</b></p><p>　　3.3.7機(jī)床的維護(hù)與故障的排除</p><p><b>　　1.機(jī)床的維護(hù)</b></p><p>　　1)整機(jī)應(yīng)保持清潔，停機(jī)8小時(shí)以上應(yīng)揩抹干凈并涂防銹。</p><p>　

99、　2)線架部件導(dǎo)電塊、排絲輪、導(dǎo)輪周圍應(yīng)經(jīng)常用煤油清洗干凈，清洗的臟油不得漏至工作臺(tái)的回水槽內(nèi)。</p><p>　　3)為保持機(jī)床加工精度，導(dǎo)輪、排絲輪及其支承軸承一般使用6-8 個(gè)月后即應(yīng)成套更換。</p><p>　　4）冷卻液循環(huán)系統(tǒng)如有堵塞應(yīng)及時(shí)疏通，特別要防止冷卻液滲入 機(jī)床內(nèi)部造成短路，以致燒毀電氣元件。</p><p>　　5）機(jī)床裝有斷絲停機(jī)保護(hù)機(jī)

100、構(gòu)，一旦斷絲應(yīng)及時(shí)將電極絲清理干凈。</p><p>　　6）當(dāng)供電電壓超過(guò)額定電壓土10V時(shí)，建議控制臺(tái)接專用電源。</p><p>　　7）本機(jī)床按照使用規(guī)則在兩班制條件下，其規(guī)定精度保持兩年。機(jī)床到第一次大修的時(shí)間不大于8年。</p><p><b>　　3.4機(jī)床控制系統(tǒng)</b></p><p>　　圖3-6

101、機(jī)床控制面板</p><p><b>　　3.4.1操作面板</b></p><p>　　機(jī)床電器裝在控制柜的后面門內(nèi)，工作過(guò)程大致如下：</p><p>　　1、合上三相四線電源閘刀，再合上控制柜內(nèi)右側(cè)（從后門打開(kāi)看）的空氣開(kāi)關(guān)，放開(kāi)11緊急停止按鈕，控制柜電源接通。</p><p>　　2、按下12走絲停止按鈕，啟動(dòng)

102、變頻器，走絲電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　3、切割工件前按下 15工作液開(kāi)啟按鈕</p><p>　　4、停止加工可按13走絲啟動(dòng)按鈕和16電源開(kāi)關(guān)，或者直接按下 11緊急停止按鈕。（盡量少按急停按鈕）</p><p>　　1間隙電壓表 2加工電流表 3脈沖寬度選擇檔指示燈 4脈沖間隔選擇檔指示燈 </p><p>　　5功放管數(shù)

103、選擇檔指示燈 6電流選擇檔指示燈 7顯示屏 8選擇按鈕</p><p>　　9增加按鈕 10減少按鈕 11緊急停止按鈕 12走絲停止按鈕 </p><p>　　13走絲啟動(dòng)按鈕 14工作液關(guān)閉按鈕 15工作液開(kāi)啟按鈕 16電源開(kāi)關(guān)</p><p><b>　　圖3

104、-7控制面板</b></p><p><b>　　圖3-8顯示屏</b></p><p>　　圖3-9系統(tǒng)主屏幕示意圖</p><p>　　圖3-10 屏幕顯示 圖表說(shuō)明</p><p>　　圖3-11遠(yuǎn)程操縱板</p><p>　　第四章 加工試驗(yàn)及分析</p>&

105、lt;p><b>　　4.1試驗(yàn)簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　4.1.1試驗(yàn)方式</b></p><p>　　試驗(yàn)方式是對(duì)幾種不同材料進(jìn)行不同參數(shù)加工試驗(yàn)。在電火花線切割加工試驗(yàn)之前，對(duì)所需要的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了選擇。如：電流、脈寬、脈間、間隙、電極規(guī)格與工件材料、加工面積、加工深度等，試驗(yàn)這些參數(shù)對(duì)加工生產(chǎn)率、精度、表面粗糙度的影

106、響規(guī)律。</p><p><b>　　4.1.2試驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　試驗(yàn)所采用的設(shè)備是電火花線切割加工機(jī)，型號(hào)為DK7740E，通過(guò)選擇不同的參數(shù)對(duì)工件進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p><b>　　4.1.3試驗(yàn)過(guò)程</b></p><p>　?。?）裝夾工件。工件在電火花線切割加工前，

107、必須借助通用或?qū)Ｓ玫膴A具及測(cè)量?jī)x器進(jìn)行裝夾和校正。</p><p><b>　?。?）對(duì)刀。</b></p><p>　?。?）設(shè)置加工參數(shù)并進(jìn)行加工。對(duì)刀以后，開(kāi)啟工作液，在機(jī)床電腦上設(shè)置加工參數(shù)。加工參數(shù)設(shè)定好后待工作液達(dá)到規(guī)定的深度后，按下啟動(dòng)按鈕進(jìn)行加工。</p><p>　　4.1.4試驗(yàn)結(jié)果記錄</p><p&g

108、t;　　加工參數(shù)與波形的記錄。加工的各種參數(shù)直接可以從顯示器中讀出，包括脈沖寬度，脈沖間隔，峰值電流的記錄。輸入電壓可利用示波器測(cè)量其波形，通過(guò)RS232接口記錄采集的波形。</p><p><b>　　以下為實(shí)驗(yàn)記錄:</b></p><p>　　第1次加工試驗(yàn) 4月23日</p><p>　　圖4-1上鉗體零件圖</p>

109、<p>　　圖4-2-1加工成果圖</p><p><b>　　厚度：36cm</b></p><p><b>　　材料：40Cr</b></p><p><b>　　脈寬：40µs</b></p><p><b>　　電流：3.3A</b&

110、gt;</p><p><b>　　電壓：85V</b></p><p>　　運(yùn)絲速度：10m/s</p><p>　　工作液：專用乳化液（絕緣）</p><p>　　絲直徑： 0.18mm</p><p>　　進(jìn)給速度：40mm2/min</p><p><b>

111、;　　加工時(shí)間：6h</b></p><p><b>　　精度：0.02mm</b></p><p><b>　　粗糙度：3.2µm</b></p><p>　　第2次加工試驗(yàn) 5月5日</p><p>　　圖4-3硅鋼片零件圖 </p><p>

112、;　　厚度：1mm*10片</p><p>　　材料：硅鋼 </p><p>　　脈寬：40µs </p><p>　　電流：2A </p><p><b&

113、gt;　　電壓：85V</b></p><p>　　運(yùn)絲速度：10m/s </p><p>　　工作液：專用乳化液（絕緣） </p><p>　　絲直徑： 0.18mm</p><p>　　進(jìn)給速度：10

114、mm2/min</p><p><b>　　加工時(shí)間：2.5h</b></p><p><b>　　精度：0.02mm</b></p><p><b>　　粗糙度：3.2µm</b></p><p>　　圖4-2-2加工成果圖</p><p>