【正文】 理和基本規(guī)律進(jìn)行了探索和介紹。敘述了電火花線切割新方法的發(fā)展，它在合適條件下加工可提高加工精度。這種方法不是靠機(jī)械能來對(duì)材料進(jìn)行去除，而是利用電熱能、電化學(xué)能等特殊的能量形式來實(shí)現(xiàn)材料去除。1946年拉扎連科夫婦為此獲得斯大林獎(jiǎng)金。生產(chǎn)實(shí)踐的需要及相關(guān)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)著電火花加工技術(shù)不向前發(fā)展，20世紀(jì)70年代以后其發(fā)展速度呈現(xiàn)出明顯加快的趨勢(shì)。這種放電的伏安特性隨時(shí)間變化關(guān)系如圖21所示。圖21氣體放電特性 電火花加工的機(jī)理電火花放電時(shí)，電極表面的金屬材料究竟是怎樣被蝕除下來的，這一微觀的物理過程也就是電火花加工的物理本質(zhì)，或稱機(jī)理。在電場(chǎng)作用下，這些雜質(zhì)將使極間電場(chǎng)更不均勻，當(dāng)陰極表面某處的電場(chǎng)強(qiáng)度增加到105V/mm (100V/μm)左右時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射，由陰極表面向陽極逸出電子。從雪崩電離開始到建立放電通道的過程非常迅速，理論上僅需107s～108s(～)，間隙電阻從絕緣狀態(tài)迅速降低到幾分之一歐姆，間隙電流迅速上升到最大值(幾安到幾百安)。圖22 擊穿放電、電極材料熔化、氣化熱膨脹極間介質(zhì)一旦被電離、擊穿、形成放電通道后，脈沖電源使通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負(fù)極。電火花加工主要靠熱膨脹和局部微爆炸，使熔化、氣化了的電極材料拋出蝕除。觀察銅打鋼電火花加工后的電極表面，可看到鋼上粘有銅、銅上粘有鋼的痕跡。由此可見，為了保證電火花加工過程正常地進(jìn)行，在兩次脈沖放電之間一般要有足夠的脈沖間隔時(shí)間to，這一脈沖間隔時(shí)間的選擇，不僅要考慮介質(zhì)本身消電離所需的時(shí)間(與脈沖能量有關(guān)。而總的蝕除量等于總的有效脈沖蝕除量的總和，至于正極或負(fù)極的加工速度Vw即單位時(shí)間內(nèi)的蝕除量）基本上與單個(gè)脈沖能量和脈沖頻率成正比。例如頻率過高，脈沖間隔過小，將產(chǎn)生電弧放電；單個(gè)脈沖能量大，表面粗糙。反之當(dāng)用較長(zhǎng)的脈沖（例如脈寬大于300μs）加工時(shí)，則負(fù)極的蝕除量將大于正極，此時(shí)工件應(yīng)接負(fù)極，稱為“負(fù)極性加工”或“負(fù)極性接法”。這是對(duì)電火花線切割加工用的脈沖電源基本要求之一。第三章 電火花線切割加工基本規(guī)律 電火花線切割加工分類和特點(diǎn)。，損耗小。模具配合間隙、加工精度通常都能達(dá)到要求。此外，放電間隙、電極絲損耗和加工表面層變化也是反映加工效果的重要內(nèi)容。4. 電極絲損耗 在高速走絲機(jī)床中，電極絲損耗量用切割10000mm2后電極絲直徑的減少量來表示。這是由馬氏體和殘留的奧氏體以及未熔化的碳化物形成的。圖33電火花加工表面硬度 圖34線切割加工表面硬度、脈沖寬度、脈沖頻率和開路電壓的增大而提高，即切割速度隨著加工平均電流的增加而提高。對(duì)于高速走絲線切割，～，因它耐損耗，抗拉強(qiáng)度高，絲質(zhì)不易變脆且較少斷絲。但走絲速度過高，將加大機(jī)械振動(dòng)，降低精度和切割速度，表面粗糙度也惡化，并易造成絲，一般以小于10mm/s為宜。2)加工不銹鋼、磁鋼、未淬火鋼時(shí)，穩(wěn)定性較差，切割速度低，表面質(zhì)量不好。此外，機(jī)械部分精度和工作液都會(huì)對(duì)加工效果產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊憽９ぜ闹虚g部位，由于金屬離子和加工屑的存在，以及由于工作液從工件上下兩方向噴入，相對(duì)而言電阻率低，處于易放電狀態(tài)，所以放電間隙變大[6]。多次切割用于精加工，可大量的節(jié)省加工時(shí)間。1）可以加工難切削導(dǎo)電材料的加工。本實(shí)驗(yàn)（高速走絲對(duì)工件的試切）所采用的DK7740型電火花線切割機(jī)床（如圖41）剛度高 、精度保持性好等優(yōu)點(diǎn)。一般都采用“十”字滑板、滾動(dòng)導(dǎo)軌和絲桿傳動(dòng)副將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，通過兩個(gè)方向各自的進(jìn)給移動(dòng)，可合成獲得各種平面圖形曲線軌跡?？刂葡到y(tǒng)是電火花線切割加工的重要環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)采用的是蘇州沙迪克三光公司生產(chǎn)的DK7740B 型電火花線切割機(jī)床。用試件的3445mm的平面做定位基準(zhǔn)來定位工件。常用濃度為1：14～16。在如圖51所示的對(duì)話框中輸入多邊形邊數(shù)“5”，輸入內(nèi)接圓半徑“15”，按“Enter”鍵確認(rèn)，選擇內(nèi)接圓【Corner】繪制方式，并在坐標(biāo)輸入欄輸入多邊形中心點(diǎn)x為“0”，y為“0”，z為“0”按【Enter】鍵確認(rèn)，結(jié)果產(chǎn)生如圖52所示的五邊形。圖57保存菜單1選擇外形切割命令，出現(xiàn)如圖57對(duì)話框，輸入名稱確定。這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域很廣泛。 在設(shè)計(jì)過程中，調(diào)節(jié)合適的線切割加工參數(shù)，可以提高線切割的加工精度。 隨著絲速的提高，粗糙度、直線度呈下降趨勢(shì)，材料蝕除率呈上升趨勢(shì)。并應(yīng)用軟件進(jìn)行了實(shí)例線切割編程設(shè)計(jì)，并借助軟件進(jìn)行切割軌跡模擬和實(shí)體切割模擬，并自動(dòng)生成數(shù)控代碼。選擇移動(dòng)命令【Xforms】，圈選圖形，出現(xiàn)如圖56畫面，單擊七點(diǎn)按鈕【move】選擇起點(diǎn)，設(shè)定圖形起始點(diǎn)。 Wire X2線切割編程設(shè)計(jì)實(shí)例五角星線切割編程設(shè)計(jì)操作步驟打開Mastercam X2軟件，選擇【File】、【New】命令創(chuàng)建新文件。配制時(shí)先倒一份DX－1乳化液，再加入三倍左右普通自來水（忌用硬水）進(jìn)行攪拌，待勻均后再加入水沖釋即可。一般切割長(zhǎng)度為3mm，這樣兩側(cè)都切時(shí)，中間可留下2mm的未加工的窄帶,便于測(cè)量出實(shí)際切割深度?？刂葡到y(tǒng)的具體功能包括： 即精確控制電極絲相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的軌跡，以獲得所需的形狀和尺寸。走絲速度等于貯絲筒的線速度，通常為8～10m/s。電火花線切割機(jī)床最終都是通過坐標(biāo)工作臺(tái)與電極絲的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來完成對(duì)工件的加工的。5）工作液的臟污程度對(duì)工藝指標(biāo)的影響。電火花線切割機(jī)床組成：機(jī)床本體、控制系統(tǒng)、脈沖電源、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)、工作液循環(huán)機(jī)構(gòu)和輔助裝置（自動(dòng)編程系統(tǒng)）。圖35腰鼓型 LSWEDM各次切割的關(guān)系如圖36所示，二次切割共分成三步完成。實(shí)際是切縫在垂直度方面產(chǎn)生了誤差，主要原因在于：電極絲的振動(dòng)、工作液的電阻率、加工屑引起的二次放電、進(jìn)給速度、開路電壓等的影響。這兩種情況都大大影響工藝指標(biāo)。切割速度起先隨厚度的增加而增加，達(dá)到某一最大值后開始下降，這是因?yàn)楹穸冗^大時(shí)，排屑條件變差。隨著走絲速度的提高，在一定范圍內(nèi)，加工速度也提高。選取合適的電參數(shù)，既要滿足主要的加工要求，又得注意提高各項(xiàng)加工指標(biāo)。因此，變質(zhì)層厚度由從放電加工表面開始的溫度分布所決定的。為防止裂紋，要選擇脈沖寬度盡量窄的電氣條件。3. 加工精度 加工精度是指加工后工件的尺寸、幾何形狀精度（如直線度、平面度等）和相互位置精度（垂直度、平行度等）的總稱。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。適用于各種形狀的沖模。2. 加工主要對(duì)象是平面，也可加工錐面，但除小拐角必須大于某一R（為電極絲半徑+放電間隙）的限制外，任何復(fù)雜形狀都可加工。對(duì)電火花的加工規(guī)律，既金屬材料熱物理常數(shù)、能量和脈沖頻率、極性效應(yīng)和脈沖寬度等不同參數(shù)對(duì)電蝕量的影響進(jìn)行了分析。當(dāng)用交變的脈沖電流加工時(shí)，單個(gè)脈沖的極性效應(yīng)便相互抵消，總的極性效應(yīng)便為零，增加了電極絲的損耗。而正離子由于質(zhì)量和慣性較大，起動(dòng)，加速較慢，有一大部分尚未來得及到達(dá)負(fù)極表面，脈沖便以結(jié)束，所以正極的蝕除量大于負(fù)極。提高電蝕量和切割速度的途徑，在于提高脈沖頻率fe增加單個(gè)脈沖能量We或提高脈沖利用率λ。正、負(fù)電極放電點(diǎn)的熱能中，除一部分由于熱傳導(dǎo)散失到電極、工件和工作液外，另一部分依次消耗在以下幾方面：1)金屬材料的局部表面溫度升高，直至達(dá)到熔點(diǎn)，每克金屬升高1℃所需熱量（cal），稱為該金屬的比熱（熱容）；2)處于熔點(diǎn)的固體金屬熔化成液體，每熔化一克固體金屬所需的熱量，稱為該金屬的熔化潛熱；3)熔化的金屬液體繼續(xù)升溫至沸點(diǎn)，每克金屬液體升高1℃所需熱量，稱為該熔液的熱容；4)使處于沸點(diǎn)的熔液蒸發(fā)成金屬蒸汽，每蒸發(fā)一克液體金屬所需的熱量稱為氣化熱；5)金屬蒸汽繼續(xù)加熱成過蒸汽，每克金屬蒸汽升高1℃所需的熱量稱為該蒸汽的熱容。這樣脈沖火花放電將惡性循環(huán)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛泻Φ姆€(wěn)定電弧放電。這種互相飛濺、鍍覆、吸附的現(xiàn)象，在某種條件下可用來減少或補(bǔ)償工具電極在加工過程中的損耗。就象火藥、爆竹點(diǎn)燃后具有爆炸性，如圖23所示。產(chǎn)生大量的熱，使通道溫度相當(dāng)高。另有一種由于陰極表面溫度高，局部過熱而引起大量電子發(fā)射形成的間隙擊穿稱為熱擊穿[2]。由于工具電極和工件的微觀表面是凸凹不平的，極間距離又很小，因而極間電場(chǎng)強(qiáng)度是很不均勻的，兩極間離得最近的突出點(diǎn)或尖端處的電場(chǎng)強(qiáng)度一般為最大。這種放電在時(shí)間上斷續(xù)、在空間上分散，是電火花加工所采用的放電形式。從此，一種新的加工方法即電蝕加工就逐步發(fā)展起來了。Steiner）和英國(guó)人魯?shù)婪蛳群笕〉媒涣鞣烹娗懈詈椭绷鞣烹娗懈畹膶＠麢?quán)。finishing。本文介紹電火花線切割加工的加工原理以及工作介質(zhì)的應(yīng)用。在高速走絲電火花線切割中由于加工反作用力是微小的，線電極振動(dòng)也小。線切割加工無切削力，工件材料硬度對(duì)可加工性影響不大，基于這種特點(diǎn)，適合加工各種特殊性能的材料和各種復(fù)雜表面及微細(xì)、精密、薄壁以及低剛性零件，因而廣泛應(yīng)用于航空、電子、電器、汽車、家電、輕工等領(lǐng)域。1947年美國(guó)人帕特斯（C我國(guó)機(jī)械程學(xué)會(huì)電加工分會(huì)趙萬升教授等，于1999年曾撰文就國(guó)外電火花加工技術(shù)的最新發(fā)展進(jìn)行了較為詳盡的闡述。當(dāng)置于氣體中的兩金屬電極上的電壓逐漸升高時(shí)，由于外界的高能粒子能使介質(zhì)電離，形成了很小的電離電流，即0a段對(duì)于液體，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生氣體，也存在電離電流，電壓繼續(xù)提高會(huì)使絕緣部分破壞，造成電暈放電，即ab段，這是一種不穩(wěn)定的放電狀態(tài)，帶電粒子不能自行增殖，只能在某些局部產(chǎn)生和消滅，保持平衡的放電。了解這一微觀過程，有助于掌握電火花加工工藝的基本規(guī)律，對(duì)脈沖電源、進(jìn)給裝置、機(jī)床設(shè)備等提出合理的要求。在電場(chǎng)作用下電子高速向陽極運(yùn)動(dòng)，并撞擊工作液介質(zhì)中的分子或中性原子(在化學(xué)，物理中任何分子都是由一種或多種元素的原子組成的。由于通道直徑很小，所以通道中的電流