梯形长方块的线切割加工工艺分析
目 录
引言 1
一、线切割工艺概述 2
（一）线切割工艺简介 2
（二）线切割的发展 2
（三）线切割加工的必要条件 2
（五）电火花线切割的加工特点 3
（六）线切割加工的应用 4
二、梯形长方块零件的线切割加工工艺分析 4
（一）零件图样分析 4
（二）电极丝黄铜线的性能 6
（三）排样的设计 6
（四）毛坯的尺寸分析 7
（五）工件的装夹 7
（六）穿孔的加工 8
（七）线切割加工 8
（八）成型 8
三、零件加工中注意事项 9
（一）重难点分析 9
（二）遇到的问题和解决的措施 9
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
传统的机械加工一直以来就历史悠久，在人类的生产技术和物质文明上起了很大的作用。但伴随着人类科技的进步，生产力的发展被复杂的工艺生产严重的约束着。直到20世纪中期，苏联拉扎林夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化生瞬时的高温，使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法，这才摆脱了传统的切削加工方法。线切割的加工工艺具有加工速度快、精度高、操作简单能方便地加工复杂零件等特点，是数控机床技术的重要应用领域之一。有些用传统加工方式未能解决的问题可以轻松解决，把复杂问题简单化，从而更好地降低了复杂零件的加工难度和加工成本，并确保精密零件的精密度。特别是在模具制造这一方面得以体现。但美中不足的是线切割加工也有它的缺点，就比如说加工速度慢，由于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
线切割瞬间产生的高温随后被工作液的冷却作用下使得零件表面有变质层的产生，使表面硬度下降，出现显微裂纹等弊病，大大地影响零件的质量以及使用寿命，所以这是研究人员的比较关注的。并且对加工零件精度存在影响的还有对线切割机床的操作以及零件加工的编程、加工路线的选择。本文是自己实习工作中的经验以及通过相关资料的查询做出的一些总结。
一、线切割工艺概述
（一）线切割工艺简介
在电加工的技术角度来说，最重要的是在于它的工艺技术和技巧，在工艺公道的情况下，才能高效率地加工出质量高的工件，分析图样是保证工件的质量和工件的综合技术指标的第一步，其中正确的装夹方法和加工路线是尤为重要的。加工零件的表面粗糙度和零件表面精度是与电极丝的垂直度，脉冲电源的电参数调整，变频进给速度控制存在很大的联系。线切割的加工工艺具有精度高、操作控制简便地加工复杂零件的特点，因此在机床数控技术占有一席之地。如下图1-1所示是线切割的加工原理图，能够将许多复杂问题简单化，降低复杂零件加工难度和加工成本，同时能保证零件的精度。在模具制造业中必不可少。但线切割加工工艺有利有弊，举个例子，加工速度慢，易生成变质层，影响质量，这需要去解决。
（二）线切割的发展
1969年，瑞士的Agie公司生产处世界上的第一台线切割机床。这些20世纪70年代最早的机床的典型特点是加工非常慢的平均速度是每小时2平方英寸，到了80年代初期，切削速度大约是每小时6平方英寸。今天机床装备上的自动走丝线且切削速度几乎达到了每小时30平方英寸，这些机床的切削精度为±0.0025，甚至在某种情况下更小，且加工表面可达到Ra0.037m甚至更低。在市场上有一种电火花线切割机床能使用一种特殊的加工介质对零件镜面抛光处理。
（三）线切割加工时的重要条件
1.在需要加工的工件表面与工具电极之间要保持一定的间隙，通常范围在几微米至几百微米，如果间隙过大，极间介质不能被极间电压所击穿，导致不能够发生放电反应。如果间隙过小，很容易造成短路接触现象，也不能产生火花放电。因此电火花线切割加工中需要有间隙自动调节的装置，或又称其为伺服控制系统。
2.短时间的脉冲放电称之为线切割放电，在每次放电后需要停歇一段时间，来保证消除电离，避免发生电弧放电烧伤工件的现象。
3.线切割放电是在不导电的液体介质情况下进行，如皂化液、煤油、去离子水等。液体介质又可以称为工作液，它们必须具有：
（1）较高绝缘性能，有利于产生脉冲性的火花放电；
（2）液体介质能够冲去放电产生的电蚀产物,来保证工件的加工表面与工具电极存在间隙从而正常放电；
（3）有良好的冷却作用；
（四）能够放电加工的设备装置
1) 脉冲电源
脉冲电源是通过晶体管等控制设备来控制电源放电的一个系统装备，他的是否稳定直接导致加工表面粗糙度及形状精度
脉冲电源在工作时会产生热量，需要定期给机床脉冲电源冷却系统进行保养以让脉冲电源正常工作。
2) 工作液循环系统
工作液在加工时通过压力将废料排除工件以外，随着工作液流入脏水箱，在通过水泵将废料带入机床的过滤装置，通过过滤装置将工作液净化后流入清水箱，当清水箱装满后会通过传感器等控制装置控制过滤装置停止工作，当清水箱的工作液低于正常液位时，又通过控制装置来启动过滤装置重新工作，依次循环来保证机床正常运行。
3) 工作液导电率控制
机床在加工时产生废料随工作液流入脏水箱，这样工作液和废料混在一起，废料全部是导体，这样会使工作液的导电率升高，所以需要通过树脂装置降低工作液的导电率，通过控制装置来检测工作液在加工过程中的导电率，超过正常值树脂桶开始工作，当工作液的导电率低于或达到正常值时，控制装置通过检测设备检测后又会自动停止树脂桶工作这样的一个过程。
4) 工作液冷却系统
线割机床在加工时，脉冲电源在放电过程中会产生高于工件材料熔点的高温，瞬间将工件局部融化，这么高的温度是通过工作液来降解的，所以液温也随之升高，这样在加工精度要求高的工件时由于温度的变化对材料的影响会对工件的尺寸产生影响。为了保证加工尺寸不受影响，线割机床都配备有冷却工作液系统，通过冷却系统对机床工作液进行热能量交换，使工作液始终保持恒温来保证机床的正常运行。
（五）电火花线切割的加工特点
1、它以0.03-0.35mm的金属线为电极工具，不需要制造特定形状的加工工艺。
2、适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。
3、节约电极的设计同等于少加工轮廓的切削量，节约材料。
4、零件的表面粗糙度和表面精度高。
5、改变机床参数可任意调节在加工凹凸模具时的间隙。
6、在绝缘性能的工作液中不需要担心火灾的发生，可以昼夜连续无人加工。
参考文献
[1] 王希波. 《机械制图及计算机绘图》.中国劳动社会保障社.2010年1月
[2] 吴兆祥. 《料及表面处理》.机械工业出版社.2006年10月
引言 1
一、线切割工艺概述 2
（一）线切割工艺简介 2
（二）线切割的发展 2
（三）线切割加工的必要条件 2
（五）电火花线切割的加工特点 3
（六）线切割加工的应用 4
二、梯形长方块零件的线切割加工工艺分析 4
（一）零件图样分析 4
（二）电极丝黄铜线的性能 6
（三）排样的设计 6
（四）毛坯的尺寸分析 7
（五）工件的装夹 7
（六）穿孔的加工 8
（七）线切割加工 8
（八）成型 8
三、零件加工中注意事项 9
（一）重难点分析 9
（二）遇到的问题和解决的措施 9
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
传统的机械加工一直以来就历史悠久，在人类的生产技术和物质文明上起了很大的作用。但伴随着人类科技的进步，生产力的发展被复杂的工艺生产严重的约束着。直到20世纪中期，苏联拉扎林夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化生瞬时的高温，使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法，这才摆脱了传统的切削加工方法。线切割的加工工艺具有加工速度快、精度高、操作简单能方便地加工复杂零件等特点，是数控机床技术的重要应用领域之一。有些用传统加工方式未能解决的问题可以轻松解决，把复杂问题简单化，从而更好地降低了复杂零件的加工难度和加工成本，并确保精密零件的精密度。特别是在模具制造这一方面得以体现。但美中不足的是线切割加工也有它的缺点，就比如说加工速度慢，由于 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
线切割瞬间产生的高温随后被工作液的冷却作用下使得零件表面有变质层的产生，使表面硬度下降，出现显微裂纹等弊病，大大地影响零件的质量以及使用寿命，所以这是研究人员的比较关注的。并且对加工零件精度存在影响的还有对线切割机床的操作以及零件加工的编程、加工路线的选择。本文是自己实习工作中的经验以及通过相关资料的查询做出的一些总结。
一、线切割工艺概述
（一）线切割工艺简介
在电加工的技术角度来说，最重要的是在于它的工艺技术和技巧，在工艺公道的情况下，才能高效率地加工出质量高的工件，分析图样是保证工件的质量和工件的综合技术指标的第一步，其中正确的装夹方法和加工路线是尤为重要的。加工零件的表面粗糙度和零件表面精度是与电极丝的垂直度，脉冲电源的电参数调整，变频进给速度控制存在很大的联系。线切割的加工工艺具有精度高、操作控制简便地加工复杂零件的特点，因此在机床数控技术占有一席之地。如下图1-1所示是线切割的加工原理图，能够将许多复杂问题简单化，降低复杂零件加工难度和加工成本，同时能保证零件的精度。在模具制造业中必不可少。但线切割加工工艺有利有弊，举个例子，加工速度慢，易生成变质层，影响质量，这需要去解决。
（二）线切割的发展
1969年，瑞士的Agie公司生产处世界上的第一台线切割机床。这些20世纪70年代最早的机床的典型特点是加工非常慢的平均速度是每小时2平方英寸，到了80年代初期，切削速度大约是每小时6平方英寸。今天机床装备上的自动走丝线且切削速度几乎达到了每小时30平方英寸，这些机床的切削精度为±0.0025，甚至在某种情况下更小，且加工表面可达到Ra0.037m甚至更低。在市场上有一种电火花线切割机床能使用一种特殊的加工介质对零件镜面抛光处理。
（三）线切割加工时的重要条件
1.在需要加工的工件表面与工具电极之间要保持一定的间隙，通常范围在几微米至几百微米，如果间隙过大，极间介质不能被极间电压所击穿，导致不能够发生放电反应。如果间隙过小，很容易造成短路接触现象，也不能产生火花放电。因此电火花线切割加工中需要有间隙自动调节的装置，或又称其为伺服控制系统。
2.短时间的脉冲放电称之为线切割放电，在每次放电后需要停歇一段时间，来保证消除电离，避免发生电弧放电烧伤工件的现象。
3.线切割放电是在不导电的液体介质情况下进行，如皂化液、煤油、去离子水等。液体介质又可以称为工作液，它们必须具有：
（1）较高绝缘性能，有利于产生脉冲性的火花放电；
（2）液体介质能够冲去放电产生的电蚀产物,来保证工件的加工表面与工具电极存在间隙从而正常放电；
（3）有良好的冷却作用；
（四）能够放电加工的设备装置
1) 脉冲电源
脉冲电源是通过晶体管等控制设备来控制电源放电的一个系统装备，他的是否稳定直接导致加工表面粗糙度及形状精度
脉冲电源在工作时会产生热量，需要定期给机床脉冲电源冷却系统进行保养以让脉冲电源正常工作。
2) 工作液循环系统
工作液在加工时通过压力将废料排除工件以外，随着工作液流入脏水箱，在通过水泵将废料带入机床的过滤装置，通过过滤装置将工作液净化后流入清水箱，当清水箱装满后会通过传感器等控制装置控制过滤装置停止工作，当清水箱的工作液低于正常液位时，又通过控制装置来启动过滤装置重新工作，依次循环来保证机床正常运行。
3) 工作液导电率控制
机床在加工时产生废料随工作液流入脏水箱，这样工作液和废料混在一起，废料全部是导体，这样会使工作液的导电率升高，所以需要通过树脂装置降低工作液的导电率，通过控制装置来检测工作液在加工过程中的导电率，超过正常值树脂桶开始工作，当工作液的导电率低于或达到正常值时，控制装置通过检测设备检测后又会自动停止树脂桶工作这样的一个过程。
4) 工作液冷却系统
线割机床在加工时，脉冲电源在放电过程中会产生高于工件材料熔点的高温，瞬间将工件局部融化，这么高的温度是通过工作液来降解的，所以液温也随之升高，这样在加工精度要求高的工件时由于温度的变化对材料的影响会对工件的尺寸产生影响。为了保证加工尺寸不受影响，线割机床都配备有冷却工作液系统，通过冷却系统对机床工作液进行热能量交换，使工作液始终保持恒温来保证机床的正常运行。
（五）电火花线切割的加工特点
1、它以0.03-0.35mm的金属线为电极工具，不需要制造特定形状的加工工艺。
2、适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。
3、节约电极的设计同等于少加工轮廓的切削量，节约材料。
4、零件的表面粗糙度和表面精度高。
5、改变机床参数可任意调节在加工凹凸模具时的间隙。
6、在绝缘性能的工作液中不需要担心火灾的发生，可以昼夜连续无人加工。
参考文献
[1] 王希波. 《机械制图及计算机绘图》.中国劳动社会保障社.2010年1月
[2] 吴兆祥. 《料及表面处理》.机械工业出版社.2006年10月
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