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电火花线切割加工的原理、特点和应用

 摘要：电火花加工设备属于数控机床的范畴，电火花加工是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导体材料的电蚀现象来蚀除材料，从而使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定技术要求的一种加工方法。在机械加工中，电火花加工的应用非常广泛，尤其在模具制造业、航空航天等领域有着极为重要的地位。
自从电火花加工机床投人实际应用以来已经有多年的时间，电火花加工机床的产最随粉模具生产的增加而相应增长。由于在各种摸具的加工中。难加工材料增加以及加工形状变得更加复杂，电火花加工机床已经成为通用机床.而不再是特殊的专用加工设备。
电火花加工的原理与特点 
    电火花线切侧加工是利用移动的细金属丝作工其电极.按顶定的软迹进行脉冲放电切例。按线电极移动的速度大小分为高速走丝线切翻和低邃走丝线切例。国外主要采用低速走丝线切创，我国普遏采用高速走丝线切侧，近年来也在发展低速走丝线切刽。高速走丝时.线电极是直径为b0.02--W. 3的高强度相丝.相丝往友运动的速度为8-10 m/a。低速走丝时.多采用炯丝，级电极以小于0. 2 m/:的速度作单方向低邃移动。
    电火花线切侧工作时，脉冲电源的一极接工件，另一极接级烧金属丝的储丝筒。如果切割内封闭结构零件.电极丝须先穿过工件上预加工的工艺小孔—穿丝孔.再经导轮由储丝筒带动作正、反向的往复移动。工作台在水平面两个坐标方向按各自顶定的控侧程序，根据放电间隙状态作伺服进给移动.合成各种曲线轨迹，把工件切翻成形。与此同时，工作液不断喷注在工件与相丝之间，起绝缘、冷却和冲走屁末的作用。
    快走丝线切割加工机床一般分成数控电蕊柜和主机两大部分.电柜主要由管理控制系统、高奴电旅和何旅犯动等那分组成.主机主要由X,Y轴(有的带U,V轴)、工作台、丝筒、立柱(或丝架)、工作液箱等部分组成。
    与电火花成形加工不同的是，线电极在切例时，只有当电极丝和工件之间保待一定的轻徽接触压力时，才形成火花放电。由此可以推断.在电极丝和工件间必然存在某种电化学作用产生的绝缘薄腆介质.当电极丝相对工件移动康乡和被顶夸所造成的压力使绝缘薄膜减薄到可以被击穿的程度，才发生火花放电。放电产生的爆炸力使钥丝或铜丝局部振动而暂时脱离接触，但宏观上仍属轻压放电。电火花线切创加工不需要侧作成形电极.而是用运动粉的金属丝作电极，利用电极丝和工件的相对运动切侧出各种形状的工件，若使电极丝相对于工件进行有规律的倾斜运动，还可以切俐出带锥度的工件.
    湘潭线切割加工与电火花成形加工比较.电火花线切例加工有以下特点:
    (1)不需要制造成形电极，工件材料的预加工量小。
    (2)能方便地加工出复杂形状的工件、小孔、窄缝等。
    (3、脉冲电颐的加工电演小.脉冲宜度较窄.目中、精加工范璐一般采用负极性加工，即脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝。
    (4)由于电极丝是运动着的细长金属丝，所以单位长度电极损耗很小。对于切侧面积较小的工件，电极报耗带来的误差也很小。
    (5)只对工件进行平面轮脚加工，故材料的蚀除t小，余料还可以利用。
    (6)工作液选用乳化液.而不是煤油.成本低又安全。
    线切侧时，电极丝不断移动，其扭耗很小，因而加工精度较离。其平均加工箱度可达0.01 mm.大大离于电火花成形加工.表面粗抽度R。值可达1.6 5m或更小.国内外绝大多效电火花线切创机床都采用了徽机数控系统.实现了电火花线切创的数控化。
    目前.数控电火花线切侧加工广泛用于加工各种冲裁棋(冲孔和落料用)、样板以及各种形状复杂的型孔、狱面和窄缝等。此外。数控电火花线切侧加工还可以进行表面强化。

电火花加工的应用

电火花加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方法，推动了模具行业的技术进步。电火花加工零件的数量在3000件以下时，比模具冲压零件在经济上更加合理。按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同，电火花加工可大体分为：电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。

（1）电火花成形加工   该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社会经济效益。

（2）电火花线切割加工   该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～10m／s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm，大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。

国内外绝大多数数控电火花线切割机床都采用了不同水平的微机数控系统，基本上实现了电火花线切割数控化。目前电火花线切割广泛用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝等。