目录

数控电火花线切割加工工艺及应用

第1章 概论……………………1

1.1 电火花加工的产生及分类……………………1

1.1.1 电火花加工的产生……………………1

1.1.2 电火花加工分类……………………1

1.1.3 电火花线切割加工常用专业名词术语……………………3

1.2 电火花线切割加工原理……………………6

1.2.1 电火花线切割加工基本原理……………………6

1.2.2 电火花线切割加工物理过程……………………7

1.2.3 电极丝动态特性……………………9

1.3 电火花线切割加工特点及应用范围……………………14

1.3.1 电火花线切割机加工特点……………………14

1.3.2 电火花线切割加工应用范围……………………14

1.4 电火花线切割机分类……………………15

1.4.1 按加工轨迹的控制方法分类……………………15

1.4.2 按电极丝移动方式分类……………………16

1.5 电火花线切割加工技术发展历程与趋势……………………18

1.5.1 电火花线切割加工技术发展历程……………………18

1.5.2 我国电火花线切割加工技术发展过程……………………19

1.5.3 电火花线切割加工技术研究现状……………………21

1.5.4 我国电火花线切割技术的近期进展……………………24

1.5.5 我国电火花线切割加工技术的发展趋势及主要任务……………………28

1.6 电火花线切割机床使用规则及安全技术规准……………………30

1.6.1 电火花线切割机床使用规则及维护保养方法……………………30

1.6.2 电火花线切割加工的安全技术规程及实施方法……………………31

1.6.3 低速走丝电火花线切割机操作注意事项……………………33

第2章 数控电火花线切割加工设备与编程……………………35

2.1 概述……………………35

2.1.1 线切割设备基本组成部分……………………35

2.1.2 线切割机型号及主要参数……………………37

2.2 机床精度标准及检验方法……………………38

2.2.1 机床精度标准与检验工具……………………38

2.2.2 高速走丝线切割机床的精度检验……………………38

2.2.3 低速走丝线切割机床的精度检验……………………44

2.3 机床本体结构……………………48

2.3.1 床身……………………48

2.3.2 坐标工作台……………………49

2.3.3 储丝筒……………………49

2.3.4 锥度线架……………………51

2.3.5 导轮组件……………………52

2.3.6 工作液过滤及供应系统……………………53

2.4 脉冲电源……………………55

2.4.1 脉冲电源的基本要求与组成……………………55

2.4.2 典型脉冲电源电路……………………59

2.4.3 自适应控制脉冲电源……………………65

2.5 数控装置与机床电气……………………66

2.5.1 数控功能要求、结构与分类……………………66

2.5.2 伺服进给系统……………………67

2.5.3 机床电器……………………70

2.6 电火花线切割加工程序编制……………………72

2.6.1 程序编制的步骤与方法……………………72

2.6.2 ISO“G”代码程序格式……………………74

2.6.3 分隔符固定顺序“3B”指令格式……………………76

2.6.4 电火花线切割加工的程序编制……………………78

第3章 电火花线切割加工的基本规律……………………85

3.1 电火花线切割加工的工艺指标及测试方法……………………85

3.1.1 主要工艺指标……………………85

3.1.2 常用的测试方法……………………86

3.1.3 各工艺指标之间的关系……………………90

3.2 影响切割速度的主要因素……………………91

3.2.1 脉冲参数对切割速度的影响……………………92

3.2.2 非电参数对切割速度的的影响……………………96

3.3 影响加工精度的主要因素……………………102

3.3.1 加工尺寸精度……………………102

3.3.2 加工形位精度……………………105

3.4 影响加工表面质量的主要因素……………………108

3.4.1 影响加工表面粗糙度的主要因素……………………108

3.4.2 影响切割条纹的主要因素……………………109

3.4.3 影响加工表面组织变化层的主要因素……………………110

3.5 影响电极丝损耗的主要因素……………………112

3.5.1 脉冲参数……………………112

3.5.2 脉冲波形……………………113

3.5.3 电极丝材料及移动速度……………………113

3.5.4 工作液……………………114

第4章 数控电火花线切割加工工艺……………………116

4.1 数控电火花线切割加工基本工艺路线及工艺分析……………………116

4.1.1 线切割加工基本工艺路线及应用场合……………………116

4.1.2 零件图样工艺分析……………………116

4.1.3 影响正常加工的主要因素……………………119

4.1.4 加工工序安排……………………120

4.1.5 编程的工艺性……………………123

4.2 数控电火花线切割加工前的工艺准备……………………127

4.2.1 工件备料……………………127

4.2.2 工件装夹……………………131

4.2.3 数控电火花线切割机床的调整……………………137

4.2.4 加工参数设置与调整……………………144

4.3 电火花线切割加工多次切割工艺……………………151

4.3.1 电火花线切割加工的工艺类型……………………151

4.3.2 高速走丝线切割机多次切割的必要性与条件……………………154

4.3.3 电极丝的空间形位变化……………………155

4.3.4 多次切割工艺及其效果……………………158

4.4 大厚度工件电火花线切割加工……………………161

4.4.1 切缝中工作液的流动状态……………………161

4.4.2 实现大厚度工件稳定切割的几种途径……………………164

4.4.3 大厚度工件线切割加工工艺……………………165

4.4.4 大厚度工件线切割实例……………………167

4.5 电火花线切割加工工作液与电极丝……………………168

4.5.1 工作液的作用及其对工艺效果的影响……………………168

4.5.2 几种常用乳化液及其配制使用方法……………………170

4.5.3 水溶性线切割工作液……………………171

4.5.4 电极丝的材料特性与种类……………………174

第5章 数控电火花线切割加工应用实例……………………178

5.1 冲裁模线切割加工……………………178

5.1.1 冲裁工艺及冲裁模简介……………………178

5.1.2 冲裁模制造工艺路线及线切割加工顺序……………………181

5.1.3 几种典型冲裁模电火花线切割加工……………………182

5.1.4 一次同时加工出凸模和凹模……………………187

5.2 超行程大型工件线切割加工……………………189

5.2.1 移位校正加工法……………………190

5.2.2 同心旋转定位法……………………191

5.2.3 旋转坐标系法……………………191

5.2.4 超行程工件加工实例……………………193

5.3 锥度零件线切割加工……………………194

5.3.1 锥度切割的基本原理……………………195

5.3.2 带锥度典型模具线切割加工实例……………………199

5.3.3 直齿锥齿轮线切割加工……………………204

5.4 上下异形复杂零件线切割加工……………………206

5.4.1 上下异形加工原理……………………206

5.4.2 工件上下面轨迹线性化处理……………………208

5.4.3 上下线架投影轨迹计算……………………210

5.4.4 回转联动编程简要算法……………………213

5.4.5 典型上下异形零件线切割编程……………………220

5.4.6 成型刀具线切割加工……………………224

5.5 典型零件线切割加工……………………231

5.5.1 成型工具电极线切割加工……………………231

5.5.2 微细小型零件线切割加工……………………231

5.5.3 异形喷丝板线切割加工……………………231

5.5.4 回转端面曲线型面线切割加工……………………232

5.5.5 弹性零件线切割加工……………………233

5.5.6 360°等分开放性风叶轮线切割加工……………………233

5.6 特种材料线切割加工……………………236

5.6.1 工件材料的可加工性……………………236

5.6.2 几种典型特殊材料线切割加工……………………239

第6章 线切割加工过程中人们关注的几个问题……………………244

6.1 线切割加工的表面条纹……………………244

6.1.1 高速走丝机的切割条纹比较明显……………………244

6.1.2 高速走丝机黑白条纹产生原因……………………244

6.1.3 限制黑白切割条纹的方法及效果……………………245

6.1.4 超短行程往返走丝线切割技术……………………246

6.2 电火花线切割加工质量问题……………………248

6.2.1 几个常见的加工质量问题……………………249

6.2.2 改善线切割加工精度的几种工艺方法……………………250

6.2.3 改善线切割加工表面质量的工艺方法……………………253

6.3 电火花线切割加工故障与处理……………………255

6.3.1 电火花线切割加工故障诊断……………………255

6.3.2 电火花线切割加工断丝现象及其排除方法……………………258

6.3.3 电火花线切割加工的异常现象及处理方法……………………259

6.4 电火花线切割加工计算机仿真……………………261

6.4.1 电火花线切割加工计算机仿真技术概述……………………261

6.4.2 电火花线切割加工神经网络模型……………………265

6.4.3 高速走丝电火花线切割加工工艺效果预测及参数优化……………………269

6.4.4 大厚度工件切割仿真系统……………………273

6.5 电火花线切割加工CAD/CAM系统……………………276

6.5.1 概述……………………276

6.5.2 高速走丝线切割加工CAD/CAM系统……………………277

6.5.3 工艺数据库系统的建立……………………282

附录 高速走丝电火花线切割加工工艺数据表……………………286

参考文献……………………291