线切割机

1. 现代制造技术实训 线切割机 武汉理工大学机电工程实验实训中心

2. 脉冲电源 一、工作原理及用途 电火花线切割机床主要利用运动着的电极丝(钼丝、钨钼丝等)与工件之间进行火花放电(电极丝接脉冲电源输出负极，工件接脉冲电源输出正极)，产生瞬时高温，对金属零件产生腐蚀的原理进行加工。

3. 线切割可已加工各种类型的精密、复杂、超硬(淬火钢、硬质合金等)的中小型金属零件，如各种类型的模具、样板等，机床采用数字控制，具有高自动、高适应性之优点。线切割可已加工各种类型的精密、复杂、超硬(淬火钢、硬质合金等)的中小型金属零件，如各种类型的模具、样板等，机床采用数字控制，具有高自动、高适应性之优点。

4. 二、操作规程 • 电火花线切割机床属于精密加工设备，操作人员必须经过严格的培训，并遵守以下操作规程： • (1)开机前应按要求，对机床有关部位注入符合要求的润滑油。 • (2)正式加工前，应确保工件安装正确，防止碰撞丝架和因超程撞坏丝杠、螺母等传动部件。不得超重或超行程工作。 • （3）加工前应检查冷却液是否足够，水管和喷嘴是否通畅。一般情况下，如果每天工作8小时，则冷却液要7天更换一次。

5. (4)用手摇柄操作贮丝筒后，应及时将摇柄拔出，防止贮丝筒转动时将摇柄甩出伤人。(4)用手摇柄操作贮丝筒后，应及时将摇柄拔出，防止贮丝筒转动时将摇柄甩出伤人。 • (5)装卸电极丝时，注意防止电极丝扎手。废丝要放在规定的容器内，防止混入电路和走丝系统中，造成电器短路、触电和断丝等事故。停机时，要在贮丝筒刚换向后按下停止按钮,以防止因丝筒惯性造成断丝和传动件碰撞。 • (6)机床工作台面和夹具均为精密零件，搬运、移动、和使用中严禁猛烈撞击和摩擦。

6. 开运丝 开高频 开水泵 • (7)机床周围护板和贮丝筒护板上严禁搁置任何物品。附近不得放置易燃、易爆物品，防止因冷却液供应不足时产生的放电火花引起事故。 • (8)开机顺序： 停机时，先关高频，待电极丝运行一段时间，并等贮丝筒反向后再关运丝，最后关水泵。 • (9)工作完毕，应清理导电块及导轮上的淤积物，擦净夹具及工作台面。

7. 三、控制面板的操作 • 1、机床操作面板：

8. 1)急停开关——急停开关可以切断电源，停止丝筒及水泵电机运转；1)急停开关——急停开关可以切断电源，停止丝筒及水泵电机运转； • 2)关水泵——控制水泵电机停止； • 3)开水泵——控制水泵电机启动； • 4)关运丝——控制丝筒电机停止； • 5)开运丝——控制丝筒电机启动； • 6)加工结束停车——拨至“O”位，机床不具有加工结束停车之功能；反之，机床具有加工结束停车功能。

9. 2、控制柜操作面板：

10. 1）系统开关——控制柜电源开关。 • 2）高频开关——高频电源开关。 • 3）显示开关——显示器开关。 • 4）急停开关——启用后控制柜断电。 • 5）电压表 ——显示加工时的高频电源电压。 • 6）电流表 ——显示加工电流。

11. 3、手动操作器

12. 手操作器 一般在加工前或完成时使用

13. 4、变频器 • 变频器频率的改变是为了控制丝筒电机转速 • 上丝时：频率一般在lOHZ以下 • 切割过程，频率调至40-50之间。 • 切割精度和表面光洁度要求较高的工件，应将变频器频率调的低一点； • 切割厚工件，将变频器频率调的高一点。 特别提示：变频器的频率不可太低，以防电机转速太低，导致烧丝现象的发生。

14. 变频器参数出厂时已设置好，除频率设定旋钮外，严禁调节变频器其他按键，以防因改变其参数，产生严重不良后果。变频器参数出厂时已设置好，除频率设定旋钮外，严禁调节变频器其他按键，以防因改变其参数，产生严重不良后果。

15. 四、上丝、紧丝和校丝垂直 • 1、上丝、紧丝 • 第一步: • 将丝筒移至一端对准立柱穿丝口，将贮丝机构换向块拨至两端。

16. 第二步: 取一盘钼丝 安装在立柱内的上 丝轴上，再依次装 上平垫片、弹簧和 紧固套，旋转紧固 套，使钼丝盘松紧 合适后，锁紧紧固 套上的止动螺钉， 以防上丝过程中由于振动使紧固套脱落。

17. 第三步: 将丝头一端固定 在丝筒上。先手摇 丝筒绕丝3～5圈， 然后将变频器频率 调至10Hz以下， 开运丝绕丝至所 需宽度。绕丝宽度不宜少于丝筒长度的一半，以免加工中电机换向频繁而使机件加速损坏。

18. 第四步: 旋转锁紧螺钉将重块固 定在立柱上端，然后在钼丝 盘处剪断钼丝，如图所示路 线穿丝后将钼丝固定在丝筒 上，钼丝从立柱后上、下两 个穿丝口通过时，必须放在 两个宝石棒之间，以免叠丝。 穿丝后，应确保钼丝在各导 轮、过轮的v形槽内，确保钼 丝在上、下两个导电块上。

19. 第五步: 转动丝筒将钼丝缠绕一圈后，松开重块锁紧螺钉，开始紧丝。开始时可以上电开运丝紧丝，快到头时手动紧丝，以防绷断钼丝。必须在全程上来回紧一次钼丝，紧丝过程中重块会下落，下落过多时，可以在丝筒一端松开钼丝，将重块拉至合适高度，再上紧钼丝。 第六步； 开运丝，调节抉向挡块位置使丝筒两端各留5mm宽度钼丝不参与切割，以避免换向时发生断丝。

20. 2、校丝垂直 • 一般在工作现场用直 角尺校丝垂直即可。如图 所示，应将直角尺放在夹 具上，慢慢移至钼丝，目测 X、Y方向钼丝与直角尺上下 间隙是否一致。若有偏差， 可通过以下方法进行调整。 a、用手操器控制锥度电机，调节钼丝的位置。B、给锥度电机解锁后，通过旋转锥度电机后端的小手轮调节钼丝的位置。

22. 五、上线架头高度的调整 • 加工前，应根据工件的高低来调整上线架头的位置，使上位线架头与工件上表面处于合适的距离。 • 一般来说，上线架头与工件上表面距离不可少于20mm，以免影响喷水冷却效果。 • 1、松开锁紧螺钉。 • 2、旋转升降摇柄，将上线架头调整至合适的高度，取下摇把。 • 3、拧紧锁紧螺钉。

23. 六、工件的安装 • 工件可以采取悬臂支撑或两端支撑两种方式，批量零件或特殊零件可以使用专用工装。

24. a·悬臂支撑方式 悬臂支撑通用性强，装夹方便，但工件受力不均，不易于与工作台平行，容易出现倾斜，不易于保证工件底面与切割面的垂直度。 在要求不高或悬臂部分较小的情况下才能采用。 • b·两端支撑方式 装夹支撑稳定，平面定位精度高，易于保证工件底面与切割面的垂直度，但不适于较小零件。工件装夹时，一定要用力均匀，避免工件翘起。必要时，可以用千分表将工件找正。

25. 七、影响加工的因素及解决措施 （一）机床 • 1、导轮 导轮v型槽的损伤——出现沟槽，会引起钼丝抖动、卡丝， v型槽内堆积的电蚀产物应及时清除。 导轮轴承的磨损，会产生轴向和径向的跳动，影响加工精度。 • 2、宝石棒 宝石棒为钼丝导向，如果工作面出现沟槽，应调整宝石棒工作面位置。

26. 3、导电块 注意清理淤积物并检查导电块的磨损，如果出现磨损沟槽，则需调整导电块位置，以防加工中夹断钼丝。 • 4、喷水嘴 检查喷水嘴，防止喷孔堵塞和漏水现象。 • 5、校丝垂直 加工前要检查钼丝是否与工作台面垂直，特别是加工锥度零件之后，进行下一零件加工前。如果钼丝不垂直，则需校丝垂直后在进行加工，以免影响加工精度。

27. （二）钼丝 • 钼丝应妥善保管，随用随取，防止钼丝受潮、打折和暴晒，否则会影响钼丝的正常便用。 • 在满足加工要求的前提下，尽量选用粗一点的钼丝(如直径0.18mm)。 1、可以提高钼丝的张力，减少钼丝的抖动； 2、可以加宽切缝，使工作液易渗透，有利于冷却和排渣。 为确保加工稳定，应及时更换损耗后的钼丝，避免钼丝变脆、而在加工的途中断丝。

28. （三）冷却液 • 电火花线切割机床用冷却液应具备较好的介电性能、冷却和润滑能力。 配比浓度在5%～15%之间 表面粗糙度和精度要求较高，浓度可适当大 ； 切割速度高或厚度较大，浓度要适当小。 • 1、钼丝由灰白色变为灰白色中夹杂黑条或黑斑点，需要更换冷却液。 • 2、若调整加工参数，电流总是不稳定，则冷却液应更换。

29. （四）工件材料 • 材料内部残余应力对加工的影响较大。 在对热处理后的材料进行加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏，从而影响零件的加工精度和表面质量，并且易产生夹丝、断丝。 选择锻造性好、淬透性好、热处理变形小的材料。 如：CrWMn、Crl2、GCrl5等合金工具钢。

30. 难加工材料： 铸铁或T8、Tl2等碳素工具钢。 原因： 铸铁——杂质较多， 碳素工具钢——淬透性差、易变形， 加工中排渣困难，易于短路、断丝。 解决办法： 加工速度应慢一点，冷却液配比要稀一些，必要时添加少量洗涤剂洗涤性能。 铝件加工易加快导电块和导轮的腐蚀，要常更换导电块的位置，勤换冷却液。

31. 下料 退火 机械粗加工 锻造 淬火与回火 磨加工 线切割 （五）、工艺路线及热处理 • 1、钢件的加工路线如下:

32. 工艺的特点： 加工过程中会出现两次较大的变形 经过机械粗加工、热处理，材料产生第一次变形，残余应力显著增加，切削加工又会使残余应力的相对平衡状态受到破坏，材料产生第二次变形，致使工件加工精度受到很大程度的影响。 不可忽视材料变形对加工精度的影响

33. 锻造 掌握好始锻、终锻温度，特别是高合金工具钢还应注意碳化物的偏析程度，锻造后需要进行球化退火，以细化晶粒，尽可能降低最终热处理的残余应力。

34. 工件热处理 淬、回火时应合理选择工艺参数， 淬火加热温度尽可能采用下限， 冷却要均匀， 回火要及时，温度尽可能用上限， 时间要充分， 尽量消除热处理后产生的残余应力

35. 线切割加工前，清除热处理后的残物和氧化物。线切割加工前，清除热处理后的残物和氧化物。 否则会因不导电，会造成烧丝或断丝，工件报废。 • 线切割加工前，进行退磁处理，以防加工中工件带磁，不利于排渣 。

36. （六）、放电间隙 • 影响因素： 1、材料、切削速度、冷却液成分等 2、热处理方法、材料厚度。 3、材料的化学、物理、机械性能 4、加工时排屑和消除电离能力。

37. v越快，放电间隙小； v越慢，放电间隙大。 冷却液的成分决定其电阻率、排屑与消除电离能力。 • 加工高精度工件，一定要根据对放电间隙实测大小设定间隙补偿量。

38. 八、操作流程及步骤 操作步骤： • （1）打开《急停》开关； • （2）打开《显示开关》和《系统开关》； • （3）在C盘DOS提示符下，键入a之后回车确定，进入加工界面后显示： C>a/； • （4）若需要回到编程系统，按加工界面中《编程》图标即可。 绘制编译图形步骤如下: a、在《全绘编程》界面绘制所要加工的图形；b、如果采用《辅助线绘制图形，则还要取轨迹；c、加引入线和引出线，并选择切割的侧边和切割方向；d、生成3B加工单 (3B程序)并转到加工界面。

39. (5)按“电机锁放”图标以便锁定电机或者释放电机；(5)按“电机锁放”图标以便锁定电机或者释放电机； • (6)根据工件的形状及切割轨迹夹好工件。 • (7)穿丝（适应于中间淘空的工件）； • (8)点击“对中/校直”图标，完成则系统对中或校直 说明:对于有锥度加工能力的机床，加工前都需要校正钼丝垂直度。

40. 导轮 L1 H D L2 • (9)根据工件材料和厚度设置加工参数和锥度参数 L、D、H、R: L——上、下导轮之间的中心距离 L=L1-L2； D——下导轮的中心到工件下表面的高度；H——被加工工件的厚度；R——上、下导轮的半径。

41. (10)选择合适的进刀位置； • (11)打开机床上的运丝、水泵开关； • (12)开《高频开关》，按下加工界面上的“开关高频”按键，信息窗口中的高频灯变亮； • (13)选加工界面上的“正向加工”或“反向加工”图标开始加工。 • (14)选加工界面上的“加工参数”,选择加工参数.

42. 脉间 脉宽 • 加工参数——脉间、脉宽、最大速、跟踪、高频档。 • 脉间:4～1000μs • 脉宽:1～60μs 脉间与脉宽之比:10:1 脉宽 ，效率； 表面精度

43. 最大速：1～2000 影响因素:加工效率η、工件厚度H， 假设η =100mm2/min，为H =50mm， 　　　则最大速计算如下: vmax=(η *1000)/(H*60)=34微米/秒 实际可略高于34微米/秒: 跟　踪：系统根据放电情况，自动调节变频信号。 高频档：根据工件厚度及工艺要求，选择高频数；