【正文】 在設計過程中，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，材料蝕除率呈上升趨勢。 而且 容易結(jié)合軟件和機床進行自動編程設計。 高速走絲線切割加工的加工技術還不是特別成熟 。這項技術在國內(nèi)機械工業(yè)領域 很廣泛 。并應用軟件進行 了實例線切割編程設計 ，并借助軟件進行切割軌跡模擬和實體切割模擬， 并自動生成數(shù)控代碼。 圖 510 切割軌跡模擬圖 圖 511 實體切割模擬圖 1 對圖形進行后處理，便可產(chǎn)生 NC 程序代碼。 圖 58 電極絲切割參數(shù)設置菜單 1 選擇工件設置命令，出現(xiàn)如圖 59 對話框，設置工件參數(shù)和原點參數(shù)，產(chǎn)生工件。 圖 57 保存菜單 1 選擇外形切割命令，出現(xiàn)如圖 57 對話框，輸入名稱確定。 選擇移動命令【 Xforms】，圈選圖形， 出現(xiàn)如圖 56 畫面，單擊七點按鈕【 move】選擇起點，設定圖形起始點。 選擇菜單中的文件保存命令，保存文件。 選擇菜單中的 【 Edit】、【 Delete】、【 Delete entities】命令，選擇要刪除的幾何圖形，選擇要刪除的線段，結(jié)果如圖 54 所示。 在如圖 51 所示的對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，選擇內(nèi)接圓【 Corner】繪制方式，并在坐標輸入欄輸入多邊形中心點 x 為“ 0”，y 為“ 0”， z 為“ 0”按【 Enter】鍵確認，結(jié)果產(chǎn)生如圖 52 所示的五邊形。 Wire X2 線切割編程設計實 例 五角星線切割編程設計 操作步驟 打開 Mastercam X2 軟件，選擇 【 File】、【 New】命令創(chuàng)建新文件。 ：高速走絲電火花線切割精加工編程設計 20 第五章 數(shù)控電火花線切割加工編程設計 Mastercam Wire X2 線切割設計 Mastercam Wire X2 軟件簡介 Mastercam 是美國 CNC software 公司開發(fā)的 CAD/CAM 一體化軟件，它集二維繪圖、三維實體、曲面設計、數(shù)控編程、刀具路徑模擬及真實感模擬等功能于一身，對系統(tǒng)環(huán)境要求低，使用戶無論是在造型設計、 CNC 銑床、 CNC 線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果 [12]。對機床解鎖、裝夾工件、對絲、工作液的使用等實驗操作做了說明。常用濃度為 1： 14～ 16。配制時先倒一份 DX－ 1 乳化液，再加入三倍左右普通自來水（忌用硬水）進行攪拌，待勻均后再加入水沖釋即可。它是油基型工作液，本品專供各種型號電火花線切割機床（快速走絲）使用，具有冷卻、洗滌、潤滑、去游離、滅弧、防銹等特點 [11]。 圖 43 試驗部件尺寸圖 對絲 將電極絲靠在工件的表面，此時如果電極絲與工件表面不平行，則通過斜度裝置的微調(diào)調(diào)整電極絲的垂直度使之與工件表面平行，這主要是為了切割深度均勻，最后將工件夾緊，準備切割加工。用 試件的 3445mm 的平面做定位基準來定位工件。一般切割長度為 3mm，這樣兩側(cè)都切時，中間可留下2mm 的未加工的窄帶 ,便于測量出實際切割深度。 圖 42 機床控制系統(tǒng)圖 裝夾工件 本實驗在高速走絲機床上進行干式切割實驗，試件的尺寸形狀 如圖 43 所示，且試件的六個表面都經(jīng)過磨削，保證 良好的形狀精度。其中按 F8 鍵之后再回車，即可退出工作界面，此時線切割機床工作臺被解鎖。 實驗操作 本實驗采用的是蘇州沙迪克三光公司生產(chǎn)的 DK7740B 型電火 花線切割機床?？刂葡到y(tǒng)的具體功能包括： 即精確控制電極絲相對工件運動的軌跡，以獲得所需的形狀和尺寸。后者是根據(jù)放電間隙大小與放電狀態(tài)自動控制的，進給速度與材料的蝕除速度相平衡 [10]。 控制系統(tǒng)的主要作用是在線切割加工過程中，按加工要求自動控制電極絲相對工件的運動軌跡和進給速度，來實現(xiàn)對工件形 狀和尺寸加工。 機床的控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是電火花線切割加工的重要環(huán)節(jié)。走絲速度等于貯絲筒的線速度，通常為 8～ 10m/s。絲張力和排繞時的拉緊力有關貯絲 筒通過聯(lián)軸節(jié)與驅(qū)動電機相連。 走絲系統(tǒng)使電極絲以一定速度運動并保持一定張力。一般都采用 “十” 字滑板、滾動導軌和絲桿傳動副將電機的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)楣ぷ髋_的直線運動，通過兩個方向各自的進給移動，可合成獲得各種平面圖形曲線軌跡。 電火花線切割機床最終都是通過坐標工作臺與電極絲的相對運動來完成對工件的加工的。通常采用箱式結(jié)構(gòu)，應有足夠的剛度和強度。本機床的具體參數(shù)如下： 主機 Lbh:13651230169 2. 臺面尺寸 1)橫向?qū)挾?（ X） 400mm 2)縱向長度 （ Y） 670mm 1)橫向移動量 （ X） 250mm 2)縱向移動量 （ Y） 400mm 1)橫向移動量 (u) 8mm 2)縱向移動量 （ v） 8mm 3)可加工工件最大厚度 200mm 1)貯絲筒滑 板最大移動量 140mm 銅陵學院 畢業(yè) 設計 17 2)電極絲最大直徑 1)脈沖寬度： 1 3 6 128（ μs） 七檔 2)脈沖間歇比 : 1 1 13 機床結(jié)構(gòu) 機床結(jié)構(gòu)由床身、坐標工作臺、運絲機構(gòu)、絲架、工作液箱、和夾具等幾部分組成。本實驗（高速走絲對工件的試 切）所采用的 DK7740 型電火花線切割機床（如圖 41）剛度高 、精度保持性好等優(yōu)點。 5）工作液的臟污程度對工藝指標的影響。 3）含 Cr 的合金材料，工作液的濃度較小，用 蒸餾水配制。 5）依靠數(shù)控系統(tǒng)的間隙補償?shù)钠乒δ?，使電火花成形機的粗、精電極一次編程加工完成，沖模加工的凹凸模間隙可以任意調(diào)節(jié)。 數(shù)控線切割加工特點 1）可以加工難切削導電材料的加工。電火花線切割機床組成：機床本體、控制系統(tǒng)、脈沖電源、運絲機構(gòu)、工 作液循環(huán)機構(gòu)和輔助裝置（自動編程系統(tǒng)）。解釋了高速走絲線切割的工作液的組成和各成分的作用， 提示了多次切割之間的關系。 ：高速走絲電火花線切割精加工編程設計 14 圖 36 二次切割示意圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了線切割加工的分類和特點、應用。多次切割用于精加工，可大量的節(jié)省加工時間。 圖 35 腰鼓型 LSWEDM 各次切割的關系 如圖 36 所示，二次切割共分成三步完成。 4. 電極絲的上下兩個導向器盡量距離工件近些，這樣可減少電極絲振動。 2. 降低工作液電阻率，則可以減少工件的上下兩部位與中間部位的明顯放電差異。工件的中間部位，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，相對而言電阻率低，處于易放電狀態(tài)，所以放電間隙變大 [6]。實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、工作液的電阻率、加工屑引起的二次放電、進給速 度、開路電壓等的影響。其中，脈沖電源的波形及參數(shù)的影響是相當大的，如矩形波脈沖電源的參數(shù)主要有電壓、電流、脈沖寬度、脈沖間隔等，所以，根據(jù)不同的加工對象選擇合理的電參數(shù)是非常重要的。影響工藝指標的因素很多，如機床精度、脈沖電源的性能、工作液臟污程度、電極絲與工件材料及切割工藝路線等等。此外，機械部分精度和工作液都會對加工效果產(chǎn)生相當?shù)挠绊?。這兩種情況都大大影響工藝指標。這樣可使有效放電狀態(tài)的比例大，而開路和短路的比例少，使切割速度達到給定加工條件下的最大值，相應的加工精度和表面質(zhì)量也好 [5]。 3. 預置進給速度對工藝指標的影響 預置進給速度對切割速度，加工精度和表面質(zhì)量的影響很大。 2)加工不銹鋼、磁鋼、未淬火鋼時，穩(wěn)定性較差，切割速度低，表面質(zhì)量不好。切割速度起先隨厚度的增加而增加，達到某一最大值后開始下降，這是因為厚度過大時，排屑條件變差。但工件太薄，電極絲易產(chǎn)生抖動，對加工精度和表面粗糙度不利。由于電極絲張力均勻，振動較小，所以加工穩(wěn)定性，表面粗糙度，精度指標等均較好。但走絲速度過高，將加大機械振動，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。隨著走絲速度的提高，在一定范圍內(nèi)，加工速度也提高。最高切割速度一般都是用較粗的絲實現(xiàn)的。采用恒張力裝置可以在一定程度上改善絲張力的波動。 非電參數(shù)的影響 對于高速走絲線切割，廣泛采用直徑為 ～ 的鉬絲，因它耐損耗，抗拉強度高，絲質(zhì)不易變脆且較少斷絲。選取合適的電參數(shù)，既要滿足主要的加工要求，又得注意提高各項加工指標。 ，開路電壓的增大，有利于提高加工穩(wěn)定性和脈沖利用率。加工間隙隨著開路電壓的提高而增大。 圖 33電火花加工表面硬度 圖 34 線 切割加工表面硬度 電參數(shù)的影響 、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。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。變質(zhì)層的化學組成，可以認為在成型放電加工面中滲碳；而在線切割放電加工面中，銅（陰極電極絲材料）和鐵固溶成軟的銅 鐵固溶體，并混雜在碳化物和殘余的奧氏體之間，使硬度下降，因此，要去掉這一層（數(shù)微米）。成型放電加工和線切割放電加工 SKD11 的比較實驗結(jié)果：成型放電加工中，有白層生成并在白層中產(chǎn)生微裂紋，但在線切割放電加工中，則看不到明顯的裂紋，所以就這一點而言，線切割加工面優(yōu)越。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。為防止裂紋，要選擇脈沖寬度盡量窄的電氣條件。對于硬質(zhì)合金那樣容易碎裂材料的加工，這點特別重要。通常，變質(zhì)層薄時，變質(zhì)層的厚度與加工表面的粗糙度大 小相當，變質(zhì)層厚時（低電極損耗），其厚度看上去約為表面粗糙度的兩倍。 4. 電極絲損耗 在高速走絲機床中，電極絲損耗量用切割 10000mm2后電極絲直徑的減少量來表示，一般不應大于 。 3. 加工精度 銅陵學院 畢業(yè) 設計 11 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。 2. 表面粗糙度 表面粗糙度是指加工后表面的微觀不平度，通常用不平度的 算術平均偏差 Ra 值來衡量，單位為 μm。最高切割速度是指在不計切割方向和表面粗糙度等條件下，所達到的切割速度。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。同時還可進行微細加工，異形槽和標準缺陷的加工等。另外修改設計、變更加工程序比較方便，加工薄件時還可以多片疊在一起加工。 加工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、銀鎢合金之類電極材料，用線切割加工特別經(jīng)濟，同時也適用于加工微細復雜形狀的電極。模具配合間隙、加工精度通常都能達到要求。 加工模具 適用于各種形狀的沖模。 7. 不論工件硬度如何，幾乎都可加工。 5. 靠微機控制電極絲軌跡和間隙補償功能，同時加工凹凸兩種模具，間隙可任意調(diào)節(jié)。 ，損耗小。 2. 加工主要對象是平面，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，任何復雜形狀都可加工。 4．按控制方式分 靠模 仿形控制、光電跟蹤控制、數(shù)字程序控制及微機控制等。 圖 31 低速走絲線切割原理 圖 32 高速走絲線切割原理 2．按脈沖電源形式分 RC 電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應控制電源等。 銅陵學院 畢業(yè) 設計 9 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 電火花線切割分類 。對電火花的加工規(guī)律，既金屬材料熱物理常數(shù)、能量和脈沖頻率、極性效應和脈沖寬度等不同參數(shù)對電蝕量的 影響進行了分析。 本章小結(jié) 本章介紹了電火花加工原理，提出了電火花加工需具備的條件。當電極絲和工件材料不同時，仍然有極性效應現(xiàn)象，不過這時變得復雜了，：高速走絲電火花線切割精加工編程設計 8 因為不同金屬材料的熔點、沸點和導熱系數(shù)不一樣，它們的“可加工性”也摻雜在“極性效應”中去了。這是對電火花線切割加工用的脈沖電源基本要求之一。當用交變的脈沖電流加工時，單個脈沖的極性效應便相互抵消，總的極性效應便為零，增加了電極絲的損耗。即使承受了，由于電流大，單個脈沖能量大，加工表面粗糙度大，因此電火花線切割加工中一般不采用“負極性”加工，而多數(shù)采用“正極性”加工。正是由于正離子的質(zhì)量較大，因此它對陰極的轟擊破壞作用也比電子顯著。反之當用較長的脈沖（例如脈寬大于 300μs）加工時，則負極的蝕除量將大于正極，此時工件應接負極，稱為“負極性加工”或“負極性接法”。而正離子由于質(zhì)量和慣性較大，起動，加速較慢，有一大部分尚未來得及到達負極表面，脈沖便以結(jié)束，所以正極的蝕除量大于負