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電火花數控線切割加工過程實例講解（上）

數控電火花線切割加工：圖1所示沖模中的低壓骨架下型腔零件，表面質量均為Ra1.6μm，尖角的過渡圓弧為R≤0.1mm，與凸模配合的單邊間隙為0.01mm，材料為Cr12的合金鋼，硬度為52～58HRC，數量為5件。試合理制定其線切割加工工藝。 
任務制訂該零件的數控線切割加工工藝 

圖1 低壓骨架下型腔零件 
1. 電火花數控線切割機床簡介 
1.1 數控線切割機床的基本工作原理 
電火花線切割加工是在電火花加工基礎上發展起來的一種新的工藝形式，是用線狀電極（銅絲、鉬絲或鎢鉬合金絲等）靠火花放電對工件進行切割，故稱為電火花線切割。電火花線切割加工機床的運動由數控裝置控制時，稱為數控線切割加工。 數控線切割機床的基本工作原理如圖1所示，是利用移動的細金屬線（鉬絲）作為工具電極（接脈沖電源負電極），被切割的工件為工件電極（接脈沖電源正電極）。在加工中，工具電極和工件電極之間加上脈沖電壓，并且由工作液循環裝置供給具有一定絕緣性能的工作液（圖中未畫出），當工具電極與工件電極的距離小到一定程度時，在脈沖電壓的作用下，工作液被擊穿，工具電極與工件電極之間形成瞬時放電通道，產生瞬時高溫，使金屬局部熔化甚至氣化而被蝕除下來，若工件在數控裝置控制下（工作臺）相對電極絲按預定的軌跡進行運動，就能切割出所需要的形狀。由于貯絲筒帶動鉬絲作正、反交替的高速移動，所以鉬絲基本上不被蝕除，可使用較長時間。 
1.2 數控線切割機床的種類與型號標注 
根據電極絲的運行速度，數控線切割機床通常分為兩大類：一類是快走絲數控線切割機床，這類機床的電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為8～12m/s，是我國生產和使用的主要機種，也是我國的電火花線切割加工模式；另一類是慢走絲數控線切割機床，這類機床的電極絲作低速單向運動，一般走絲速度為2 m/min，是國外生產和使用的主要機種。它們在機床方面和加工工藝水平方面的比較如表1所示。 
1.3 數控線切割加工特點 
數控線切割加工相對一般加工方法具有以下特點： （1）用計算機輔助自動編程軟件，可方便地加工一般切削方法難以加工或無法加工的復雜零件，如沖模、凸輪、樣板及外形復雜的精密零件等。（2）于采用直徑不等的移動的細金屬絲（銅絲或鉬絲等）作工具電極，因而具備： ①線切割刀具簡單，大大簡化生產準備工作； ②縫很窄，利于材料的利用，可加工有細小結構的零件； ③可不必考慮電極絲損耗對加工精度的影響（快走絲線切割，采用底損耗脈沖電源；慢走絲線切割，采用單向連續供絲，在加工區總是保持新線電極加工），因而加工精度高； ④靠錐度切割功能，有可能實現凸凹模一次加工成形； ⑤電極絲材料不必比工件材料硬，因此無論被加工零件的硬度如何，只要是導體或半導體的材料都能進行加工； ⑥零件無法從周邊切入時，工件上需鉆穿絲孔； ⑦切削力很小，可以忽略。 （3）依靠數控系統的線徑偏移補償功能，使沖模加工的凹凸模間隙可以任意調節。（4）采用四軸聯動，可加工上、下面異型體，形狀扭曲曲面體，變錐度和球形體等零件。（5）粗、中、精加工，只需調整電參數即可，操作方便，自動化程度高。（6）對象主要是平面形狀，臺階盲孔型零件還無法進行加工。（7）采用乳化液或去離子水的工作液，不必擔心發生火災，可以晝夜無人連續工作。（8）切割加工的效率低，加工成本高，不適合形狀簡單的大批零件的加工。 
1.4 數控線切割加工的應用： 
數控線切割機床的加工方式*，主要應用于以下三個方面。（1）加工模具 適用于各種形狀的帶錐度的模具，如沖模、擠壓模、粉末冶金模、彎曲模及塑壓模等。（2）加工電火花成形用的電極 若電極采為銅鎢、銀鎢合金之類的材料，用線切割加工特別經濟。另外對微細、復雜形狀的電極也適合。（3）加工零件 適合加工具有薄壁、窄縫、異形孔等復雜結構的零件；不僅有直線和圓弧組成的圖形，還有阿基米德螺旋線、拋物線、雙曲線等特殊曲線所構成的零件；圖形大小和材料厚度常有很大的差別，技術要求高，特別是加工精度和表面粗糙度方面有著不同的要求的零件。 （未完，接下篇）

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