數(shù)控線切割機床數(shù)控線切割加工原理

數(shù)控電火花線切割加工(Wire Cut EDM)與電火花成形加工一樣，也是直接利用電能與熱能對工件進行加工的，可加工一般切削加工方法難以加工的各種導電材料，如高硬、高脆、高韌、高熱敏性的金屬或半導體材料。作為機加工的重要補充之一，電火花線切割加工為新產(chǎn)品試制、精密細微零件和模具的制造開辟了一條新的途徑，如沖壓模具的凸凹模、電火花成形機床的工具電極、工件樣板、工具量規(guī)和細微復雜形狀的小工件或窄縫等，并可以對薄片重疊起來加工以獲得一致尺寸。自20世紀50年代末開始應(yīng)用以來，數(shù)控電火花線切割加工憑著自己獨特的特點獲得了極其迅速的發(fā)展，已逐步成為一種高精度高自動化的加工方法，已被廣泛應(yīng)用于儀器、儀表、電子、汽車等各種制造行業(yè)。

在日常生活中，經(jīng)?？吹诫娖髟陂_關(guān)閉合或斷開的瞬間產(chǎn)生火花，火花所產(chǎn)生的高溫在觸點上融化出現(xiàn)凸凹不平的斑點，這就是電腐蝕現(xiàn)象。它會造成開關(guān)接觸不良，最終損壞，這是電腐蝕現(xiàn)象有害的一面。但是隨著人們對電腐蝕現(xiàn)象的深入研究，不但能夠通過科學的方法減小并防止腐蝕，而且已經(jīng)成功的利用電腐蝕對金屬進行各種加工，從而發(fā)明了電火花加工方法。

數(shù)控線切割機床由工作臺、走絲機構(gòu)、供液系統(tǒng)、脈沖電源和控制系統(tǒng)等組成。

數(shù)控線切割機床工作臺

工作臺又稱為切割臺，由工作臺面、中托板和下托板組成，工作臺面用以安裝夾具和被切割工件，中托板和下托板分別由步進電動機拖動，通過齒輪變速機滾珠絲杠傳動，完成工作臺面的縱向和橫向運動。工作臺面的縱、橫向運動既可以手動完成，又可以自動完成。

數(shù)控線切割機床走絲機構(gòu)

走絲機構(gòu)主要由儲絲筒、走絲電動機和導輪等部件組成。儲絲筒安裝在儲絲筒托板上，由走絲電動機通過聯(lián)軸器帶動，正反轉(zhuǎn)動。儲絲筒的正反旋轉(zhuǎn)運動通過齒輪同時傳給儲絲筒托板的絲杠，使托板作往復運動。電極絲安裝在導輪和儲絲筒上，開動走絲電動機，電極絲以一定的速度作往復運動，即走絲運動。

數(shù)控線切割機床供液系統(tǒng)

供液系統(tǒng)由工作液箱、液壓泵、噴嘴組成，為機床的切割加工提供足夠、合適的工作液。工作液主要有礦物油、乳化液和去離子水等。其主要作用有：對電極、工件和加工屑進行冷卻，產(chǎn)生放電的爆炸壓力，對放電去區(qū)消電離及對放電產(chǎn)物除垢。

數(shù)控線切割機床脈沖電源

脈沖電源是產(chǎn)生脈沖電流的能源裝置。線切割脈沖電源是影響線切割加工工藝指標最關(guān)鍵的設(shè)備之一。為了滿足切割加工條件和工藝指標，對脈沖電源的要求為：較大的峰值電流，脈沖寬度要窄，要有較高的脈沖頻率，線電極的損耗要小，參數(shù)設(shè)定方便。

數(shù)控線切割機床控制系統(tǒng)

對整個線切割加工過程和鉬絲軌跡做數(shù)字程序控制，可以根據(jù)ISO格式和3B、4B格式的加工指令控制切割。機床的功能主要是由控制系統(tǒng)的功能決定的。

線切割的加工精確度可達±0.01mm，表面粗糙度Rα為1.25～2.5um。線切割可以加工用一般切削加工方法難以加工或無法加工的硬質(zhì)合金和淬火剛等高硬度、復雜輪廓形狀的板狀金屬工件，特別是對沖裁（落料）模具中的凸凹模尤其適用。數(shù)控線切割加工是機械制造中不可缺少的一種先進的加工方法，具有如下特點：

（1）利用電蝕原理加工，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用力很小，因而工件的變形很小，電極絲、夾具不需要太高的強度。

（2）直接利用線狀的電極絲作電極，不需要制作專用電級，可節(jié)約電極設(shè)計、制造費用。

（3）可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復雜的工件。由于數(shù)控電火花線切割機床是數(shù)字控制系統(tǒng)，因此加工不同的工件只需編制不同的控制程序，對不同形狀的工件都很容易實現(xiàn)自動化加工。很適合于小批量形狀復雜零件、單件和試制品的加工，加工周期短。

（4）采用四軸聯(lián)動，可加工錐度、上、下面異形體等零件。

（5）傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工中，刀具硬度必須比工件硬度大，而數(shù)控電火花切割機床的電極絲不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或很脆，用一般切割法難以加工或無法加工的材料。在加工中作為刀具的電極絲無需刃磨，可節(jié)約輔助時間和刀具費用。

（6）直接利用電、熱能進行加工，可以方便對影響加工精度的加工參數(shù)（如脈沖寬度、間隔、電流）進行調(diào)整，有利于加工精度的提高，便于實現(xiàn)加工過程的自動化控制。

（7）工作液采用水機乳化液，成本低、不會發(fā)生火災(zāi)。

（8）電火花切割不能加工非導電材料。

（9）與一般切割加工相比，線切割加工的金屬去除率低，因此加工成本高，不適合形狀簡單的大批量零件加工。

線切割機床按電極絲運動的速度可分為高速走絲和低速走絲。電極絲運動速度7～10m/s的為高速走絲，低于0.2m/s的為低速走絲，國內(nèi)現(xiàn)有線切割機床大多為前者，國外的產(chǎn)品和國內(nèi)近些年開發(fā)的線切割機床大多為后者。

我國機床型號的編制是根據(jù)JB 1899-76《金屬切割機床型號編制方法》之規(guī)定進行的，機床型號有漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字組成，它表示機床的類別、特性和基本參數(shù)。

任何數(shù)控線切割機床操作者在使用機床之前都必須熟悉機床的安全問題，有牢固的安全意識，注意保護人身安全和機床安全，這是合格的機床使用者的基本素養(yǎng)。數(shù)控線切割機床的安全有多個方面，操作者必須熟悉機床的性能與結(jié)構(gòu)，掌握操作程序，嚴格遵守安全守則和操作維護規(guī)程。沒有經(jīng)過培訓的人員不能操作設(shè)備，初學者操作時需要有監(jiān)督人員。機床車間需要常備安全防火措施。

開動機床前應(yīng)先做好下列工作：檢查機床各部分是否完好，潤滑液情況是否良好，各接線是否接好。工作臺在x和y方向是否運行良好，卷絲筒是否運行良好。

安裝工件時，也需要注意安全問題，將需切割的工件置于工作臺用壓板螺絲固定，在切割整個型腔時，工件和工作臺不能碰著線架，應(yīng)在安裝鉬絲穿過工件上的預(yù)留孔，經(jīng)過找正后才能切割。工件安裝要夾穩(wěn)，預(yù)緊力要足夠，要檢查工作表面是否平直。

切割工件時，先啟動滾絲筒，再按走絲按鈕，待導輪轉(zhuǎn)動后再啟動工作液電機，打開工作液閥。如在切割途中停車或加工完畢停機時，必須先關(guān)變頻器，切斷高頻電源，再關(guān)工作液泵，待導輪上工作液甩掉后，最后關(guān)斷滾絲筒電機。

由北方工業(yè)大學機電工程學院院長工學博士羅學科教授主講的“數(shù)控線切割機床操作指南”可以幫您迅速學會數(shù)控線切割機床的編程技術(shù)，熟練掌握數(shù)控線切割機床的操作技巧，幫助您完成知識的更新。

本教程以數(shù)控線切割加工設(shè)備、加工工藝、編程和操作為核心內(nèi)容，講述了數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識，數(shù)控系統(tǒng)的組成及基本功能，數(shù)控線切割機床的結(jié)構(gòu)和主要部件，數(shù)控線切割編程的基本知識和編程方法，

數(shù)控線切割加工的工藝知識。教程中操作部分結(jié)合具體的加工實例，講述了線切割機床的操作知識，加工知識和電參數(shù)的調(diào)整等問題，最后還簡要講述了數(shù)控線切割機床常見故障的診斷與維修。

本教程分為兩部分：影視部分采用現(xiàn)場教學的拍攝模式，通過主講老師在機床旁深入淺出的現(xiàn)場教學和指導老師一步步的實際操作演示，使學員如同身臨其境，將似乎難以掌握的學習重點和難點變得淺顯易懂，更易讓人理解，從而達到事半功倍的效果；文字教材是為方便讀者進一步理解、閱讀與思考，對光碟中所講內(nèi)容加以整理匯編而形成的。

高速走絲電火花數(shù)控線切割機床是機電一體化產(chǎn)品，由于其加工原理與傳統(tǒng)機床加工原理有很大的區(qū)別，使之機械結(jié)構(gòu)和電氣控制具有明顯的特點。該書本著實用、夠用、通俗易懂、突出實用性的原則，簡要介紹了電火花數(shù)控線切割機床的結(jié)構(gòu)和工作原理，并通過大量實例闡述了電火花數(shù)控線切割機床維修的內(nèi)容、特點、思路、方法和維修技巧。

本書可作為從事電火花線切割的工程技術(shù)人員和技術(shù)工人的參考書，也可作為高職院校相關(guān)專業(yè)的實訓教材。

內(nèi)容簡介

以微機控制的DK7725數(shù)控線切割機床為例，講述了線切割機床的組成，控制器和高頻電源的使用方法，控制軟件使用方法以及實際的加工操作等。重點講述了工件的安裝、控制器和高頻電源的設(shè)定、加工過程的調(diào)整、鉬絲安裝及調(diào)整、行程開關(guān)的位置調(diào)整等具體的操作問題。