【文章內(nèi)容簡介】 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辟了一條新的工藝途徑?，F(xiàn)已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)生產(chǎn)制造部門，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。（1） 加工模具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、～ (雙向高速走絲線切割機(jī)）? (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。（2） 切割電火花成形加工用的電極 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。（3） 加工零件 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、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。第三章 電火花加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖31 DK7740E電火花數(shù)控線切割機(jī)床圖中，1為床身，2為工作臺， 3為運(yùn)絲裝置，4為線架，5為夾具，6為防水罩 （冷卻液箱在機(jī)床后側(cè)，圖中為給出）圖31實(shí)驗(yàn)的型號為DK7740E電火花數(shù)控線切割機(jī)床。機(jī)床由主機(jī)和控制臺兩部分組成。機(jī)床主機(jī)部分由床身、工作臺、運(yùn)絲裝置、線架、冷卻液箱、夾具、防水罩等部件組成。工作臺行程400mm*500mm。（見圖32)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8Y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控制系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖，通過X、Y向兩個(gè)搖手柄也可以使工作臺實(shí)現(xiàn)X、Y向移動(dòng)。圖32工作臺傳動(dòng)系統(tǒng)圖（見圖33）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)拖板行程開關(guān)。運(yùn)絲裝置帶動(dòng)電極絲按一定線速度運(yùn)行，并將電極絲整齊地排繞在運(yùn)絲筒上，行程開關(guān)控制運(yùn)絲筒的正反轉(zhuǎn)。圖33運(yùn)絲裝置傳動(dòng)系統(tǒng)圖運(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。，主機(jī)吊運(yùn)。吊裝的鋼絲繩長度和角度應(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)過程中應(yīng)避免顛簸、傾斜、沖擊等不平穩(wěn)現(xiàn)象。機(jī)床周圍不允許有強(qiáng)烈的振動(dòng)源和強(qiáng)電磁場以及噪音干擾，否則會直接影響機(jī)床的正常工作。如果工作場地條件欠佳，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℃。，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。拆去工作臺上下兩層導(dǎo)軌兩端壓緊用壓板共8件，換上 。同樣拆去運(yùn)絲導(dǎo)軌兩端壓緊用壓板共4件。、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滑。，將機(jī)床調(diào)節(jié)水平。，讓機(jī)床空載運(yùn)行，觀察其工作狀態(tài)是否正常。內(nèi)容包括：l 控制臺必須正常工作十分鐘以上。l 機(jī)床各部件運(yùn)動(dòng)副正常工作。l 脈沖電源和機(jī)床電器工作正常無失誤。l 各個(gè)行程開關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作靈敏。l 工作液各個(gè)進(jìn)出管路暢通無阻，壓力正常，揚(yáng)程符合要求。 一般以每隔1015天更換一次為宜。4） 決定是否調(diào)換電極絲 按下控制臺鍵盤的ENGAGE（電機(jī)吸）鍵，手搖工作臺縱橫向手輪，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“0”位刻線有無左右松動(dòng)，無松動(dòng)時(shí)可進(jìn)行隨后加工。調(diào)整時(shí)既要保證導(dǎo)輪及排絲輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，又要無軸向間隙，更換時(shí)，導(dǎo)輪及排絲輪軸承內(nèi)要加高速潤滑油。2. 用角尺或鉬絲校正器檢測鉬絲與工作臺垂直度，若鉬絲與工作臺不垂直，可用錐度旋鈕及懸臂上的調(diào)整套來調(diào)節(jié)。（遠(yuǎn)離運(yùn)絲電機(jī)一端〉，手柄將貯絲筒右側(cè)停在線架中心位置。3. 將右邊撞塊壓住換向行程開關(guān)觸點(diǎn)，左邊撞塊盡量拉遠(yuǎn)。，裝上鉬絲盤5后擰上螺母4 。，將鉬絲盤壓力調(diào)節(jié)適中。，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)撞塊不能脫開換向行程開關(guān)觸點(diǎn)。 （運(yùn)絲開關(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。，松開上絲器上螺母4，取下鉬絲盤5后擰上螺母。，將鉬絲另一端固定在貯絲筒左側(cè)螺釘上。，用力應(yīng)均勻。注意：開運(yùn)絲時(shí)必須拿掉搖手柄以防飛出傷人!。，A型機(jī)切割錐度零件時(shí)夾具需安裝墊塊，切割無錐度零件時(shí)取下墊塊。E型機(jī)為一種夾具。，使其與工作臺的X向或Y向平行。圖34工件裝夾，電源開關(guān)QS左旋。（切割工件時(shí)不允許調(diào)整線架跨距）。7開水泵開關(guān)，調(diào)節(jié)噴水量。開水泵時(shí)，應(yīng)先把調(diào)節(jié)閥關(guān)掉，然后逐 漸開啟，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。 注意：開水泵時(shí)，如不關(guān)閉或關(guān)小調(diào)節(jié)閥，會造成冷卻液飛濺 8. 開脈沖電源選擇電參數(shù)9. 將控制臺上的波段開關(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)使指針穩(wěn)定(允許電流表指針略有晃動(dòng))。，然后關(guān)閉運(yùn)絲開關(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)、控制臺是否有故障。注意：機(jī)床電氣操縱面板和控制臺控制面板上都有紅色急停按鈕開關(guān)， 工作中如有意外情況，按下此開關(guān)即可斷電停機(jī)！下圖為加工現(xiàn)場畫面如圖35圖35加工過程圖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。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的回水槽內(nèi)。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68 個(gè)月后即應(yīng)成套更換。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。5）機(jī)床裝有斷絲停機(jī)保護(hù)機(jī)構(gòu)，一旦斷絲應(yīng)及時(shí)將電極絲清理干凈。6）當(dāng)供電電壓超過額定電壓土10V時(shí)，建議控制臺接專用電源。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。 圖36 機(jī)床控制面板機(jī)床電器裝在控制柜的后面門內(nèi)，工作過程大致如下：合上三相四線電源閘刀，再合上控制柜內(nèi)右側(cè)（從后門打開看）的空氣開關(guān)，放開11緊急停止按鈕，控制柜電源接通。按下12走絲停止按鈕，啟動(dòng)變頻器，走絲電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。切割工件前按下 15工作液開啟按鈕停止加工可按13走絲啟動(dòng)按鈕和16電源開關(guān)，或者直接按下 11緊急停止按鈕。（盡量少按急停按鈕）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 5功放管數(shù)選擇檔指示燈 6電流選擇檔指示燈 7顯示屏 8選擇按鈕 9增加按鈕 10減少按鈕 11緊急停止按鈕 12走絲停止按鈕 13走絲啟動(dòng)按鈕 14工作液關(guān)閉按鈕 15工作液開啟按鈕 16電源開關(guān)圖37控制面板圖38顯示屏圖39系統(tǒng)主屏幕示意圖圖310 屏幕顯示 圖表說明 圖311遠(yuǎn)程操縱板第四章 加工試驗(yàn)及分析試驗(yàn)方式是對幾種不同材料進(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)對加工生產(chǎn)率、精度、表面粗糙度的影響規(guī)律。試驗(yàn)所采用的設(shè)備是電火花線切割加工機(jī)，型號為DK7740E，通過選擇不同的參數(shù)對工件進(jìn)行試驗(yàn)。（1）裝夾工件。工件在電火花線切割加工前，必須借助通用或?qū)Ｓ玫膴A具及測量儀器進(jìn)行裝夾和校正。（2）對刀。（3）設(shè)置加工參數(shù)并進(jìn)行加工。對刀以后，開啟工作液，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。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量其波形，通過RS232接口記錄采集的波形。以下為實(shí)驗(yàn)記錄:第1次加工試驗(yàn) 4月23日圖41上鉗體零件圖圖421加工成果圖厚度：36cm材料：40Cr脈寬：40181。s電流：電壓：85V運(yùn)絲速度：10m/s工作液：專用乳化液（絕緣）絲直徑： 進(jìn)給速度：40mm2/min加工時(shí)間：6h精度：粗糙度：第2次加工試驗(yàn) 5月5日 圖43硅鋼片零件圖 厚度：1mm*10片材料：硅鋼 脈寬：40181。s 電流：2A 電壓：85V運(yùn)絲速度：10m/s 工作液：專用乳化液（絕緣） 絲直徑： 進(jìn)給速度：10mm2/min加工時(shí)間：精度：粗糙度： 圖422加工成果圖 微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)一個(gè)重要應(yīng)用就是制備電加工用的微細(xì)工具電極。1 基礎(chǔ)設(shè)備圖44電火花線切割機(jī)使用低速如圖走絲精密電火花線切割機(jī)。機(jī)床由床身、立柱、X、Y坐標(biāo)工作臺、Z軸升降系統(tǒng)、U、V坐標(biāo)軸、走絲系統(tǒng)、夾具、工作液系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)組成。 2 電火花線切割加工工具電極。 微細(xì)線切割加工電參數(shù)1線切割絲2放電電流（A）133沖液壓力（MPa）4閑置脈沖百分（%）205電極絲張力（N）6加工速度（mm/min）等寬槽、（a）、（b）所示。500μm（a）等寬槽 （b）不等寬槽圖42等寬與不等寬槽工具電極經(jīng)體視測量顯微鏡測量，工具頭尺寸為：，；、。（a）所示加工陣列正方形微凸起，先在一個(gè)方向進(jìn)行“方波軌跡”微細(xì)線切割加工，切割的微凸起寬度：，深度：，間距：，一個(gè)方向加工完畢，將工件旋轉(zhuǎn)90176。，再次進(jìn)行“方波軌跡”線切割，完成陣列正方形微凸起的加工。（b）所示。500μm (a) 微細(xì)精切割方波軌跡 (b) 正方形微凸起工具圖43 陣列正方形微凸起工具電極制作500μm (a) 微細(xì)精切割方波及斜波軌跡 (b) 菱形微凸起工具圖44 陣列菱形微凸起工具電極制作陣列菱形微凸起工具電極加工方法與正方形微凸起相似，區(qū)別在于加工菱形微凸起時(shí)，（a）在一個(gè)方向進(jìn)行“方波軌跡”微細(xì)線切 割加工后，是將工件旋轉(zhuǎn)45176。，再進(jìn)行“方波軌跡”線切割，完成菱形微凸起的加工，切割的微凸起寬度：，深度：，間距：。（b）所示。用同樣的加工方法，可以制作高密度的陣列正方形和菱形微凸起工具陰極，(a)、(b)所示。(a) 陣列菱形微凸起工具() (b) 陣列正方形微凸起工具()圖45 高密度的陣列正方形和菱形微凸起電極經(jīng)體視測量顯微鏡測量，工具頭尺寸為：正方形邊長：，深度為：；菱形邊長：，深度為：。1）復(fù)制精度利用前述微細(xì)電加工技術(shù)組合制作的微細(xì)電極表面粗糙度可達(dá)到Ra ，尺寸精度一般可達(dá)到177。圓柱電極制作過程中的放電損耗、電火花放電加工的圓角效應(yīng)、微細(xì)超聲復(fù)合電加工中的機(jī)械磨損在圓周方向均勻分布，不影響孔、軸類電極形狀精度，但影響尺寸精度；對于非圓電極，在其制作及加工試驗(yàn)