3 特种加工实训教程(线切割加工工艺)

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1、29《特种加工机床操作技能实训教程》课题C-3数控电火花线切割加工工艺一、实训目的及要求：1、掌握电极丝的选用、安装及校正2、合理选择加工参数、工件的装夹方式3、能够分析加工过程中的常见故障并准确解决二、实训设备工具及量具：线切割机床、钼丝、特种加工专用油、扳手、十字/一字螺丝刀、校正杯、百分表、游标卡尺、千分尺、碎布、Q235钢板。三、实训内容及步骤：1、线切割加工中电极丝的选用1）、电气特性     现代线切割电源对电极丝提出了严格的要求。它要能承受峰值超过700安培或平均值超过45安培的大切割电流，而且

2、能量的传输必须非常有效，才能提供为达到高表面光洁度（0.2Ra以上）所需的高频脉冲电流。这取决于电极丝的电阻或电导率。紫铜是电导率最高的材料之一，它被用来作为衡量其他材料的基准。紫铜的电导率标为100%IACS（国际退火紫铜标准），而黄铜的电导率为20%。     2）、机械特性     拉伸强度    拉伸强度是衡量材料在受到径向负荷时抵抗断裂的能力。它是用单位截面积所能承受的重量来标度的，如英制的PSI（磅/平方英寸）或公制的N/mm2(牛顿/平方毫米)。紫铜属于拉伸强度最低的材料（245N/mm2），而

3、钼则是最高（1930N/mm2）。电极丝的拉伸强度取决于材料的选择以及各种热处理和拉伸处理工艺。电极丝有时被分为"软丝"和"硬丝"，对于不同的设备和应用来说，各有其处。     记忆效应：     这与电极丝的"软"或"硬"直接相关。软丝抽离线轴时没有恢复成直线的记忆能力，所以无法用于自动穿丝，但这对切割来说并没有影响，因为加工时电极丝上是加了张力的。软丝适用于上、下导丝咀不能倾斜的设备进行超过7度的大斜度切割。而硬丝则是自动穿丝机的最佳选择，同时因为拉伸强度高，其抵抗因切割时电流和冲洗力造成丝的抖动的能力较

4、强。     延伸率：     延伸率是切割加工中由于张力和热量引起电极丝长度变化的百分比。软丝的延伸率可大到20%，而硬丝则小于2%。软丝在斜度加工时，延伸率高的电极丝能更保证斜面的几何精度，并且较软的电极丝在导丝咀中滑动时产生的震动也较小。不过电极丝进入切割区后软丝的抖动程度比硬丝大，所以还得折中考虑。     3）、几何特性     在线切割技术发展的早期（1969年到七十年代中期），对电极丝几乎没有做任何的研究，用的是现成的电机和电缆上的紫铜丝。而今天，高效率高精度的线切割机要求电极丝具有误差极小的几

5、何特性。电极丝制造的最后工序是采用多个宝石拉丝模来得到光滑、圆度极好、丝径公差为+/-0.001mm29《特种加工机床操作技能实训教程》的成品。另一方面，还有一些电极丝却特意设计成具有相对粗糙的表面，可以提高切割速度。     4）、热物理特性     电极丝的热物理特性是提高切割效率的关键。这些特性是通过合金成分的配比或基础芯材的选择来确定的。     熔点：     电极丝的熔点是一项重要的指标。由于电极丝通过导丝咀时的机械运动，以及冲洗力和放电等因素，电极丝在切割时是有抖动的。这将造成无数次的极小的短路

6、，使切割过程减慢。电极丝工作时如果在外径上能够损耗一些，这样它在面对切口方向的空隙可以防止或减少短路效应。同时它在背对切口方向的空隙有助于改善冲洗作用，可以更好的去除加工废屑。电极丝外径的损耗不会影响加工精度，因为新的电极丝在不断的进给。这是冶金学家在研究电极丝的冲洗性时要考虑的材料的两个特性之一。     气化压力：     电火花切割时会产生大量的热量，其中的一些热量被电极丝吸收走了，这会降低切割效率。如果太多的热量损耗在电极丝上，电极丝就会因过热而熔断。因此需要电极丝表面能够快速气化，在电极丝得到冷却的

7、同时把热能释放到工件上。材料受热达到熔点后就会气化，产生气化压力。熔点低的材料更容易气化。电极丝所应该具有的另一个特性就是低熔点和高气化压力，可以帮助把废渣吹离切缝。这就是电极丝冲洗性好所应该具备的另一个特性。当电极丝和工件在切割表面处是气化而不是熔化时，产生的是气体而不是熔化的金属颗粒。这反过来又改善了冲洗过程，因为要冲走的颗粒少了。 2、电极丝的种类与应用     目前，市场上可选用的电极丝可分为以下几类：     1）、黄铜丝     黄铜丝是线切割领域中第一代专业电极丝。1977年，黄铜丝开始进入市场

8、。这种电极丝曾带来了切割速度上的突破，当时对于厚度为50mm的工件，切割速度从12mm2/分钟提高到25mm2/分钟。是什么使速度翻了一倍呢？黄铜是紫铜与锌的合金，最常见的配比是65%的紫铜和35%的锌。当时发现黄铜丝中的锌由于熔点较低（420℃，而紫铜为1080℃）能够改善冲洗性。在切割过程中，锌由于高温而气化使得电极丝的温度降低并把热量传送到工件的加工面上。理论上讲，锌的比例越高越好，不过在黄铜