1、精 密 與 特 種 加 工實驗指導書2006年7月劉偉香編第一章 實驗報告要求實驗報告應包括以下內(nèi)容實驗一電火花成型加工一、實驗目的二、實驗原理三、實驗設備、儀器、工具或材料四、實驗步驟五、電火花成型加工中應注意的一些問題六、實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象記錄七、電火花成型機床參數(shù)八、思考題或討論題1、電火花成型機床主要由哪幾部分組成？2、簡述“電規(guī)準”的選擇依據(jù)。實驗二電火花數(shù)控線切割一、實驗目的二、實驗原理三、實驗設備、儀器、工具或材料四、實驗步驟五、電火花線切割加工中應注意的一些問題六、實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象記錄七、思考題或討論題1、電火花線切割機床主要由哪幾部分組成？2、簡述線切割機床上工件裝夾方法。3、簡述

2、快走絲線切割與慢走絲線切割的區(qū)別。第二章 實驗指導書精密與特種加工是一門專業(yè)選修課。其主要任務是使學生了解與初步掌握各種精密與特種加工方法的基本原理、基本規(guī)律、主要特點和應用，為應用精密與特種加工方法打下初步的基礎。本課程的實踐性很強，因此實驗課是完成本課程教學的重要環(huán)節(jié)。目的是使學生初步掌握實驗室現(xiàn)有精密與特種加工設備的結構，工作原理及不同工藝參數(shù)對加工精度的影響。預 備 知 識一、本課程實驗教學應達到的實驗能力標準1、掌握電火花加工機床的基本組成和結構特點。2、了解電火花加工原理及與機械加工的區(qū)別。3、了解電火花加工的基本規(guī)律。4、了解電火花加工方法的工藝特點和應用領域，掌握相關工藝參數(shù)的

3、選擇標準和選擇方法。5、在指導教師的指導下，能編制出簡單的加工程序實驗報告應包含指定加工零件的程序編制、加工條件選擇、加工方法等內(nèi)容。二、電火花加工原理1、基本原理電火花加工（Electrical DischargeMachining簡稱EDM）是把工具電極與工件浸在電介質(zhì)溶液(工作液)中，并在其間施加脈沖電壓，當電極與工件的距離很近時，極間介質(zhì)被擊穿，產(chǎn)生火花放電，在電火花放電時，火花通道中瞬時將產(chǎn)生大量的熱，足以使工件表面的金屬局部熔化，甚至氣化蒸發(fā)而被電蝕下來，這時工件的金屬表面形成了微小的凹坑。局部氣化和熔化的金屬在爆炸力的作用下，將被拋入工作液中迅速冷卻，并凝固成微小的金屬顆粒，在工

4、作液的沖刷下，金屬顆粒會離開火花放電區(qū)。一次火花放電后，介質(zhì)絕緣強度恢復，等待下一次放電。經(jīng)過不斷地火花放電，工件表面的金屬將會不斷地被蝕除，則在工件表面復制出工具電極的形狀，從而達到成型加工的目的。圖1為原理圖。2、工作要素電極材料要求導電，損耗小，易加工；常用材料：紫銅、石墨、鑄鐵、鋼、黃銅等，其中石墨最常用。 工作液主要功能壓縮放電通道區(qū)域，提高放電能量密度，加速蝕物排出；常用工作液有煤油、機油、去離子水、乳化液等。 放電間隙合理的間隙是保證火花放電的必要條件。為保持適當?shù)姆烹婇g隙，在加工過程中，需采用自動調(diào)節(jié)器控制機床進給系統(tǒng)，并帶動工具電極緩慢向工件進給。脈沖寬度與間隔影響加工速度、

5、表面粗糙度、電極消耗和表面組織等。脈沖頻率高、持續(xù)時間短，則每個脈沖去除金屬量少，表面粗糙度值小，但加工速度低。通常放電持續(xù)時間在2s至2ms范圍內(nèi)，各個脈沖的能量2mJ到20J（電流為400A時）之間。三、電火花加工的特點1）不受加工材料硬度限制，可加工任何硬、脆、韌、軟的導電材料和復雜形狀工件；2）加工時無顯著切削力，發(fā)熱小，所以在制作工具電極時不必考慮其受力特性，工具電極可以做得十分微細，能進行微細加工和復雜型面加工；3）脈沖參數(shù)調(diào)整方便，可一次裝夾完成粗、精加工，不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷；4）工具電極材料無須比工件材料硬；5）直接使用電能加工，易于實現(xiàn)數(shù)控加工；6）加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)

6、層，在某些應用中須進一步去除；7）工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩。圖1 電火花成形加工原理四、電火花加工的局限性1) 電火花加工生產(chǎn)效率低；2) 被加工的工件只能是導體；3) 存在電極損耗，這就影響了成型精度；4) 加工表面有變質(zhì)層；5) 加工過程必須在工作液中進行。電火花加工時放電部位必須在工作液中，否則將引起異常放電；6) 切割加工有厚度極限。五、電火花加工的應用a 可直接加工各種金屬及其合金材料、特殊的熱敏感材料、半導體和非導體材料。b 可加工各種形狀復雜的型孔和型腔工件，包括圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔、曲線孔、螺紋孔、微孔、深孔等型孔工件及各種型面的型腔工件。例如加工

7、從數(shù)微米的孔、槽到數(shù)米的超大型模具和工件。c 各種工件與材料的切割，包括材料的切斷、特殊結構工件的切斷，切割微細窄縫及微細窄縫組成的工件，如金屬柵網(wǎng)、慢波結構、異型孔噴絲板、激光器件等。d 加工各種成型刀、樣板、工具、量具、螺紋等成型零件。e 磨削各種工件。如小孔、深孔、內(nèi)圓、外圓、平面等磨削和成型磨削。f 刻字、打印銘牌和標記。g 表面強化。如金屬表面高速淬火、滲氮、滲碳、涂覆特殊材料及合金化等。h 輔助用途。如去除折斷在工件中的絲錐、鉆頭，修復磨損件，跑合齒輪嚙合件等。六、電火花加工機床的分類：根據(jù)目前電火花設備使用情況來分，可分為3大類：1）電火花成型加工：采用成型工具電極進行仿形電火花

8、加工的方法；2）電火花線切割加工：利用金屬線作為電極對工件進行切割的方法；3）其他類型電火花加工：如電火花磨削加工、電火花回轉加工、電火花研磨、珩磨以及金屬電火花表面強化、刻字等。其中應用最廣數(shù)量較多的是電火花成型加工機床和電火花線切割機床。七、電火花加工的發(fā)展趨勢1) 大力開發(fā)應用CNC電火花加工技術 美國、西歐、日本已開發(fā)出可以實現(xiàn)四、五坐標聯(lián)動CNC電火花加工機床和加工中心和CAD/CAM系統(tǒng)軟件。加工過程實現(xiàn)計算機數(shù)控后，電火花加工精度可提高至1m表面粗糙度達到Ra0.1m以下。為了提高加工精度，在CNC電火花加工機床上可加裝加工精度自動補償裝置。2) 開發(fā)應用自適應控制和加工過程最佳

9、化技術 實現(xiàn)無人化加工，提高加工效率和加工精度。3) 大力發(fā)展微細電火花加工技術 高技術產(chǎn)品趨于微小型化和集成化，微小型零件的尺寸精度、表面粗糙度等均已達到常規(guī)工藝無法適應的地步。因此微細電火花技術的發(fā)展受到國外高度重視。日本已經(jīng)用微細電火花加工技術加工出10m的電極，并用此電極加工出15m的微小孔，深徑比可達10:1，圓柱度和表面粗糙度均可達到很高的水平；微細電火花模腔蝕刻技術與電火花拋光技術組合應用表面粗糙度可達到鏡面質(zhì)量要求。4) 開展行星式電火花加工技術應用研究 工具電極以幾十至幾百m為半徑作有軌道運動可提高加工效率、改善工件底部表面加工的表面粗糙度、提高加工表面與工具形狀的一致性、消

10、除電極端角腐蝕。5） 開發(fā)應用多頭多電極高速電火花打孔技術 美國GE公司制造CFM56發(fā)動機短環(huán)燃燒室7000余個氣膜冷卻孔(直徑0.752.5mm,孔深16.25mm) 采用組合式多工作頭多電極(6個工作頭，每個工作頭36個電極)計算機數(shù)控電火花加工機床，提高了自動化程度和加工效率。八、電火花加工的步驟電火花加工主要由三部分組成：電火花加工的準備工作、電火花加工、電火花加工檢驗工作。電火花加工的準備工作有電極準備、電極裝夾、工件準備、工件裝夾、電極工件的校正定位等。電火花加工的步驟如圖2所示。九、實驗項目一覽表序號實驗項目內(nèi)容提要實驗類型學時分配主要儀器設 備實驗地點備注1線切割加工G代碼編

11、程機床操作與編程4學時線切割機床2電火花加工電參數(shù)對加工效率的影響驗證課堂教學結論2學時電火花加工機床圖2 電火花加工的步驟分析圖紙選擇加工方法電極準備材料選擇尺寸設計加工制作電極裝夾通用夾具專用夾具工件準備材料選擇去除余量熱處理除銹退磁工件裝夾通用壓板專用夾具校正定位垂直度平行度相互定位加 工沖油壓力調(diào)節(jié)進給調(diào)節(jié)規(guī)準轉換平動量調(diào)節(jié)檢 驗加工時間加工精度電極損耗表面粗糙度加工參數(shù)選擇電參數(shù) 非電參數(shù)脈沖寬度 沖油方式 脈沖間隔 沖油壓力 峰值電流 液面高度加工電壓 加工深度 加工極性 平動量 十、機床型號、規(guī)格、分類我國國標規(guī)定，電火花成型機床均用D71加上機床工作臺面寬度的1/10表示。例如

12、D7132中，D表示電加工成型機床(若該機床為數(shù)控電加工機床，則在D后加K，即DK)；71表示電火花成型機床；32表示機床工作臺的寬度為320 mm。在中國大陸外，電火花加工機床的型號沒有采用統(tǒng)一標準，由各個生產(chǎn)企業(yè)自行確定，如日本沙迪克(Sodick)公司生產(chǎn)的A3R、A10R，瑞士夏米爾(Charmilles)技術公司的ROBOFORM20/30/35，臺灣喬懋機電工業(yè)股份有限公司的JM322/430，北京阿奇工業(yè)電子有限公司的SF100等。電火花加工機床按其大小可分為小型(D7125以下)、中型(D7125D7163)和大型(D7163以上)；按數(shù)控程度分為非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。隨

13、著科學技術的進步，國外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標數(shù)控電火花機床，以及帶有工具電極庫、能按程序自動更換電極的電火花加工中心，我國的大部分電加工機床廠現(xiàn)在也正開始研制生產(chǎn)三坐標數(shù)控電火花加工機床。實驗一 電火花成型加工電火花成型加工實驗要求：應知內(nèi)容：電火花成型機床的組成、工作原理、工藝方法和實際應用；應會內(nèi)容：電火花成型機床的操作方法、加工機理、特點、放電間隙特征、加工過程的控制以及檢測。一、實驗目的1、掌握電火花成型機床結構組成；2、掌握電火花成型機床作用和性能；3、掌握工件的裝夾、位置校正；4、初步掌握電火花成型機床基本操作。二、實驗原理電火花加工是在一定介質(zhì)中，通過電極與工件之間脈沖放電時的電腐蝕

14、作用，進行加工的一種工藝方法。可以加工各種高熔點、高硬度、高強度、高純度、的材料，在模具制造中被用于型孔和型腔加工。三、實驗設備、儀器、工具或材料1、精密電火花成型機床，江蘇三星機械制造有限公司，型號D7132 一臺2、工件 三件3、電極 加工好的紫銅電極4、百分表 三臺四、實驗步驟1、裝夾、找正工件（保證加工面與工作臺面平行）；2、裝夾并找正電極（保證電極中心的垂直度）；3、利用“碰邊短路原理”設置Z零點；4、采用粗規(guī)準（Ap=30、Pa=600）及精規(guī)準（Ap=3、Pa=90）分別加工深度為3mm型腔，記錄加工時間和加工表面粗糙度。五、注意事項1、杜絕電極下降時撞擊工件；2、“電規(guī)準”必須

15、按指導教師指定的參數(shù)量設置。六、實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象記錄粗規(guī)準精規(guī)準加工時間表面粗糙度加工現(xiàn)象其 它七、電火花成型機床基本結構電火花成型機床主要由主機(包括伺服進給系統(tǒng)的執(zhí)行機構)和伺服進給系統(tǒng)、脈沖電源、工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)等幾部分組成八、電火花成型機床參數(shù)D71系列精密電火花成型機參數(shù)表產(chǎn)品說明：產(chǎn)品參數(shù)： D7125 D7132 D7140 D7150工作臺面尺寸(mm)450250600320650400800500工作臺行程(mm)250150320200400300500400Z軸行程(mm)200220200+220200+220最大電極重量(Kg)505050100最大工件重量(Kg)

16、5005007501000工作臺定位精度(mm)0.020.020.020.02最大加工電流(A)30/5050/10060/100100電極損耗1%油槽內(nèi)腔尺寸(mm)90052031590053035511256403951325780495機床外型尺寸(mm)135011202043135011202143152015502165152017502415機床總重量(Kg)1000120020003000九、電火花加工中應注意的一些問題1、加工精度問題加工精度主要包括“仿形”精度和尺寸兩個方面。所謂“仿形”精度，是指電加工后的型腔與加工前工具電極幾何形狀的相似程度。影響“仿形”精度的因素有

17、：(1) 使用平動頭造成的幾何形狀失真，如很難加工出清角，尖角變圓等。(2) 工具電極損耗及“反粘”現(xiàn)象的影響。(3) 電極裝夾校正裝置的精度和平動頭、主軸頭的精度以及剛性影響。(4) 規(guī)準選擇轉換不當，造成電極損耗增大。影響尺寸精度的因素有：(1) 操作者選用的電規(guī)準與電極縮小量不匹配，以致加工完成以后，使尺寸精度超差。(2) 在加工深型腔時，二次放電機會較多，使加工間隙增大，以致側面不能修光，或者即使能修光，也超出了圖紙尺寸。(3) 沖油管的放置和導線的架設存在問題。導線與油管產(chǎn)生阻力，使平動頭不能正常進行平面圓周運動。(4) 電極制造誤差。(5) 主軸頭、平動頭、深度測量裝置等機械誤差。

18、2、表面粗糙度問題電火花加工型腔模，有時型腔表面會出現(xiàn)尺寸到位，但修不光的現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因有以下幾方面：(1) 電極對工作臺的垂直度沒校正好，使電極的一個側面成了倒斜度，這樣相對應模具側面的上部分就會修不光。(2) 主軸進給時，出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，影響了模具側表面的修光。(3) 在加工開始前，平動頭沒有調(diào)到零位，以致到了預定的偏心量時，有一面無法修出。(4) 各擋規(guī)準轉換過快，或者跳規(guī)準進行修整，使端面或側面留下粗加工的麻點痕跡，無法再修光。(5) 電極或工件沒有裝夾牢固，在加工過程中出現(xiàn)錯位移動，影響模具側面粗糙度的修整。(6) 平動量調(diào)節(jié)過大，加工過程出現(xiàn)大量碰撞短路，使主軸不斷上下往返

19、，造成有的面修出，有的面修不出。3、影響模具表面質(zhì)量的“波紋”問題用平動頭修光側面的型腔，在底部圓弧或斜面處易出現(xiàn)“細絲”及魚鱗狀的凸起，這就是“波紋”?！安y”問題將嚴重影響模具加工的表面質(zhì)量，一般“波紋”產(chǎn)生的原因如下：(1) 電極材料的影響。如在用石墨做電極時，由于石墨材料顆粒粗、組織疏松、強度差，會引起粗加工后電極表面產(chǎn)生嚴重剝落現(xiàn)象(包括疏松性剝落、壓層不均勻性剝落、熱疲勞破壞剝落、機械性破壞剝落)，因為電火花加工是精確“仿形”加工，故在電火花加工中石墨電極表面剝落現(xiàn)象經(jīng)過平動修整后會反映到工件上，即產(chǎn)生了“波紋”。(2) 中、粗加工電極損耗大。由于粗加工后電極表面粗糙度值很大，中、

20、精加工時電極損耗較大，故在加工過程中工件上粗加工的表面不平度會反拷到電極上，電極表面產(chǎn)生的高低不平又反映到工件上，最終就產(chǎn)生了所謂的“波紋”。(3) 沖油、排屑的影響。電加工時，若沖油孔開設得不合理，排屑情況不良，則蝕除物會堆積在底部轉角處，這樣也會助長“波紋”的產(chǎn)生。(4) 電極運動方式的影響?！安y”的產(chǎn)生并不是平動加工引起的，相反，平動運動能有利于底面“波紋”的消除，但它對不同角度的斜度或曲面“波紋”僅有不同程度的減少，卻無法消除。這是因為平動加工時，電極與工件有一個相對錯開位置，加工底面錯位量大，加工斜面或圓弧錯位量小，因而導致兩種不同的加工效果?！安y”的產(chǎn)生既影響了工件表面粗糙度，

21、又降低了加工精度，為此，在實際加工中應盡量設法減小或消除“波紋”。十、思考題或討論題1、電火花成型機床主要由哪幾部分組成？2、簡述“電規(guī)準”的選擇依據(jù)。 電火花數(shù)控線切割實驗電火花數(shù)控線切割實驗要求：應知內(nèi)容：電火花數(shù)控線切割機床的結構、電火花線切割的基本原理和加工步驟、工藝方法和實際應用； 應會內(nèi)容：數(shù)控線切割機床的操作；熟悉數(shù)控指令代碼，學會G代碼編寫程序，根據(jù)待切割工件的輪廓形狀，編制線切割的數(shù)控程序，分析研究電規(guī)準的選擇對線切割加工的影響；了解工件的裝夾過程及找正方法；了解加工工藝參數(shù)對加工速度及精度的影響。預 備 知 識一、基礎知識數(shù)控電火花線切割機床，簡稱線切割機床，是以運動的金屬

22、絲為工具電極，在控制系統(tǒng)的控制下，按預先設定的軌跡對工件進行加工。線切割機床適合加工各種模具，切割微細精密及形狀復雜的零件、樣板，切割鎢片、硅片等。廣泛應用在機械、電子電氣等領域。一）工作原理電火花線切割加工時，用連續(xù)移動的鉬絲（或銅絲）作工具陰極，工件為陽極。機床工作臺帶動工件在水平面內(nèi)作兩個方向移動，可切割出二維圖形（圖1）。同時，絲架可作小角度擺動，可切割出斜面。電火花切割時，在電極絲和工件之間進行脈沖放電。如圖1所示電極絲接脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極。當來一脈沖電源時，在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中心瞬時溫度可高達10000以上，高溫使工件金屬融化，甚至有

23、少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分生產(chǎn)氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸汽瞬間迅速膨脹，并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸拋出融化和氣化的金屬材料而實現(xiàn)對工件材料進行電蝕切割加工。通常認為電極絲與工件的放電間隙電在0。01mm左右，若電脈沖電壓高，放電間隙會大一些。線切割編程時，一般取=0。01mm。每來一個電脈沖時，要保證在電極絲和工件之間產(chǎn)生的是火花放電是火花放電而不是電弧放電，必須創(chuàng)造必要的條件，首先必須是兩個電脈沖之間有足夠的間隙時間使放電間隙中的介質(zhì)消電離，即使放電通道中的帶粒子復合為中性粒子，恢復本次放電通道處間隙中介質(zhì)的絕緣強度，以免總在同一處發(fā)生、發(fā)生放電而導致

24、電弧放電。一般脈沖間隙應為脈沖寬度的4杯以上。為了保證火花放電時電極絲（一般用鉬絲）不被燒斷，必須向放電間隙注入大量工作液，以使電極絲得帶充分冷卻，同時電極絲必須作高速軸向運動，以避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，電極絲速度約在710mm/s左右。高速運動的電極絲，有利于不斷往放電間隙中帶入新的工作液，同時也有利于把電蝕產(chǎn)物從間隙中帶出去。二）線切割加工的應用范圍（1）加工模具（2）加工電火花成型加工用的電極（3）加工零件工件下導輪上導輪脈沖電源儲絲筒通電塊電極絲圖1 電火花線切割原理b)三）數(shù)控電火花線切割機參數(shù)主要技術參數(shù)見表一。 表一 主要技術參數(shù) 型 號DK7725 系列DK7

25、732 系列DK7740 系列 工作臺面尺寸640 mm460 mm880 mm540 mm900 mm550 mm 工作臺行程320 mm250 mm420 mm320 mm480 mm400 mm 最大切割厚度普通可調(diào)線架為 300 mm ，錐度可調(diào)線架為 250 mm 最大切割錐度 6 最大切割速度120mm2/min加工表面粗糙度Ra2.5m(20mm2/min) 電極絲直徑0.10 mm0.19mm 保護功能斷線自動關斷走絲電機 工作電源 單相 220V 50Hz 功耗 1 KW 機床尺寸1400mm1150mm1600mm1400 mm1300 mm1600 mm數(shù)控電火花線切割機

26、型號DK7732的含義如下：基本參數(shù)代號，工作臺橫向形成320mm型號代號，線切割機床。快走絲為7慢走絲為6，電火花成型機床為1組別代號，電火花加工機床機床特性代號，數(shù)控機床類別代號，電加工機床D K 7 7 32線切割加工機床可按多種方法進行分類，通常按電極絲的走絲速度分成快速走絲線切割機床(WEDM-HS)與慢速走絲線切割機床(WEDM-LS)。快速走絲線切割機床的電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為810 m/s，是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式?？焖僮呓z線切割機床上運動的電極絲能夠雙向往返運行，重復使用，直至斷絲為止。線電極材料常用直徑為0.100.30 mm的鉬絲(有時也用鎢絲或鎢鉬

27、絲)。對小圓角或窄縫切割，也可采用直徑為0.6 mm的鉬絲。工作液通常采用乳化液。快速走絲線切割機床結構簡單、價格便宜、生產(chǎn)率高，但由于運行速度快，工作時機床震動較大。鉬絲和導輪的損耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走絲線切割機床，其加工精度一般為0.010.02 mm，表面粗糙度Ra為1.252.5 m。慢速走絲線切割機床走絲速度低于0.2 m/s。常用黃銅絲(有時也采用紫銅、鎢、鉬和各種合金的涂覆線)作為電極絲，銅絲直徑通常為0.100.35 mm。電極絲僅從一個單方向通過加工間隙，不重復使用，避免了因電極絲的損耗而降低加工精度。同時由于走絲速度慢，機床及電極絲的震動小，因此加工過程平穩(wěn)

28、，加工精度高，可達0.005 mm，表面粗糙度Ra0.32 m。慢速走絲線切割機床的工作液一般采用去離子水、煤油等，生產(chǎn)率較高。慢走絲機床主要由日本、瑞士等國生產(chǎn)，目前國內(nèi)有少數(shù)企業(yè)引進國外先進技術與外企合作生產(chǎn)慢走絲機床。四）線切割加工機發(fā)展史20世紀中期,蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法,線切割放電機也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。當時以投影器觀看輪廓面前后左右手動進給工作臺面加工，其實認為加工速度雖慢，卻可加工傳統(tǒng)機械不易加工的微細形狀。代表的實用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當

29、時使用之加工液用礦物質(zhì)性油(燈油)，絕緣性高，極間距離小，加工速度低于現(xiàn)在械械，實用性受限。將之NC化，在脫離子水(接近蒸餾水)中加工的機種首先由瑞士放電加工機械制造廠在1969年巴黎工作母機展覽會中展出，改進加工速度，確立無人運轉狀況的安全性。但NC紙帶的制成卻很費事，若不用大型計算機自動程序設計，對使用者是很大的負擔。在廉價的自動程序設計裝置(AutomaticProgramed Tools APT)出現(xiàn)前，普及甚緩。日本制造廠開發(fā)用小型計算機自動程序設計的線切割放電加工機廉價，加速普及。線切割放電加工的加工形狀為二次元輪廓。自動程序裝置廣用簡易形APT(APT語言比正式機型容易)，簡易形

30、APT的出現(xiàn)為線切割放電機發(fā)展的重要因素。五）機床結構數(shù)控電火花線切割機床由工作臺、走絲機構、供液系統(tǒng)、脈沖電源和控制系統(tǒng)（控制柜）等五大部分組成。A） 機床機械部分機床機械部分主要由床身、工作臺、運絲裝置、線架、冷卻系統(tǒng)、夾具、防水罩等部件組成。1） 工作臺主要由拖板、導軌、絲桿運動副、齒輪傳動機構組成。如圖2所示圖2工作臺結構1- 下拖板2-中拖板3-上拖板4-滾珠絲桿5-步進電機6-齒輪傳動機構2）運絲機構由儲絲筒組合件上、下拖板、齒輪副、絲桿副、換向裝置和絕緣件等組成，如圖3所示。圖3儲絲筒組合件1-儲絲筒2-電動機3-聯(lián)軸器4-絲桿5-支架6-支架7-拖板8-底座9-螺母3）絲架采用

31、單柱支撐、雙臂懸梁結構，如圖4、5所示。圖4絲架結構示意圖圖5走絲示意圖4）滾動軸承、電機型號規(guī)格見表二。 表二 滾動軸承、電機型號規(guī)格編號名 稱 型 號規(guī) 格精度數(shù)量安 裝 部 位 Z1 軸承 D204 E 2絲筒運絲 Z2 軸承 D204 D 2絲筒 Z3 軸承 D203 C 1拖板絲杠 Z4 軸承 D36105 C 2拖板絲杠 Z5 軸承 D36105 C 2拖板絲杠 Z6 軸承 D24 D 2排絲輪 Z7 軸承 D24 D 4上下導輪 Z8 軸承 D204 D 2絲筒 Z9 軸承 D203 C 1拖板絲杠 M直流永磁電機 110SYT51110V/2。5A 1絲筒 MX 步進電機 75

32、BC00330VDC/4A 1拖板絲杠 MY 步進電機 75BC00330VDC/4A 1拖板絲杠 單相電泵 單相220V 1水箱 B）機床傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)圖見圖6。圖6 傳動系統(tǒng)圖1） 作臺的傳動過程：X方向：控制系統(tǒng)送出進給脈沖X軸步進電機MX齒輪6/齒輪5絲桿CX螺母LX下拖板；Y方向：控制系統(tǒng)送出進給脈沖Y軸步進電機MY齒輪7/齒輪8絲桿CY螺母LY上拖板；控制系統(tǒng)每送出一個脈沖，工作臺拖板移動0。001mm。另外用X、Y方向兩個手搖手柄也可以使工作臺實現(xiàn)X、Y方向移動。2） 絲裝置的傳動過程：運絲電機M聯(lián)軸器貯絲筒高速旋轉齒輪4/齒輪3齒輪2/齒輪1絲桿C螺母L行程開關；運絲裝置帶動

33、電極絲按一定線速度運動，通過線架上的排絲輪、導輪將電極絲整齊地排繞在貯絲筒上，行程限位開關控制貯絲筒的正反轉。C）機床電氣系統(tǒng)機床電氣原理圖見圖7，符合有關國家標準。機床與控制器、高頻電源、步進電源的連線接口見圖8。機床電氣操作面板示意圖見圖9。機床電源為單相220V/50H，機床的三芯電源插座按標準接地，嚴禁供電插座的接地芯片與電源中性線相連。照明燈規(guī)格為24V/40W。機床電氣器件清單見表三。 圖7 機床電氣原理圖A連線接口 1、高頻電源 、步進電機驅動電源 、高頻電源 、步進電機軸 、高頻取樣 、步進電機軸 、空腳 、關高頻繼電器接點 、高頻取樣 、關高頻繼電器接點B連線接口 1、高頻電

34、源 、步進電機驅動電源 2、高頻電源 、步進電機U軸 3、高頻取樣 、步進電機V軸 4、空腳 、關高頻繼電器接點 5、高頻取樣 、關高頻繼電器接點圖8 連線接口圖 圖9 操作面板圖如圖10示，安裝好機床，接好電源線，合上閘，即可對機床進行操作。 圖10 機床安裝平面布置圖1、將“絲速調(diào)整”旋鈕C置檔，使絲筒運轉時比較慢，做好上絲前的準備。2、用較大的螺絲刀穿在鉬絲盤內(nèi)孔上，將鉬絲一端從線架排絲輪上導輪下導輪貯絲筒下側穿過，固定在貯絲筒左側螺釘上。按下“走絲開按鈕”SB2，貯絲筒運轉，即開始上絲。向右旋轉一下“走絲關旋鈕”SB1，再恢復到原位置，走絲電機帶制動停轉，上絲結束。 圖11 撞塊、行程

35、開關示意圖 圖12 線架示意圖3、“絲速調(diào)整”旋鈕C置或、檔，絲筒運轉時“走絲電壓”指示為110V左右。左右調(diào)整絲筒撞塊架上的左右兩撞塊、（見圖11：撞塊、行程開關示意圖），使繞在貯絲筒上的鉬絲在將要繞完時壓下或而換向。4、當行程限位開關和都未被壓住時，按下“走絲開按鈕”SB2，運絲電機M正轉，絲筒向遠離操作者方向（即向機床后側）運行；運行至右撞塊SR壓下行程限位開關SQ3時，運絲電機M反轉，絲筒向接近操作者方向運行，直至左撞塊SL壓住行程開關SQ2，運絲電機M又開始正轉。5、向右旋轉一下“走絲關旋鈕”SB1，絲筒電機停止運行；此時SB1旋鈕指示指向右面，絲筒是沒有制動力的，將SB1旋鈕指示恢

36、復到向左，絲筒在制動力的作用下很快停止轉動。6、按下“液泵開按鈕”SB4，皂化液泵運行；加在加工工件上工作液流量大小，由位于線架上的閥門控制。按下“液泵關按鈕”SB3，皂化液泵停止運行。7、意外原因，運絲電機M不能換向，左右撞塊SL、SR沖過或后將壓下行程限位開關，機床總停。8、本機床有斷絲后運絲電機停轉保護功能。斷絲后，線架上臂點拾取斷絲信號（見圖6傳動系統(tǒng)示意圖），帶動斷絲保護繼電器工作，切斷總電源。當鉬絲太松，用鉬絲張緊輪上挑鉬絲進行緊絲操作時，鉬絲脫開了點，斷絲繼電器工作，運絲電機M停轉，屬正常現(xiàn)象。保持鉬絲張緊狀態(tài)，按“走絲開按鈕”SB2，絲筒旋轉，繼續(xù)緊絲操作。 表三 機床電氣器件

37、清單 序號代 號名 稱規(guī) 格 型 號數(shù)量備 注 1TC控制變壓器JBK-500 220V/110V/24V/121 2KM1-3交流接觸器JZC1-44（3TH82 44）AC/1103 3K1繼電器JTX /AC 110V1上無八廠 4K2直流繼電器HG4137 012-2Z-11 5SQ1-3限位開關AZ 73113 6SB1旋鈕開關LA18 380V1 7SB2-4按鈕開關LA19 380V3 8SC旋轉片式開關KX04 5W2D1 9FU1-2熔斷器RL1-15 380V 5A210R1電阻RX-75-105%111R2電阻RJ-3-5。15%112R3電阻RJ-0。25-5。1K5%

38、113R4電阻RJ-0。25-1005%114C1電容CBB22 1F 400V115C2電解電容CD11-25V-1000F116C3電解電容CD11-25V-1000F117C4電解電容CD11-16V-470F118V三極管C 9013119VC橋式整流器KBPC 3510120VS穩(wěn)壓管BZX55C 6。8V121VT1-2二極管IN 40072二、基本技能一）機床安裝、調(diào)整和操作 （一）、安裝1、機床吊裝時，將強度足夠吊裝的鋼絲繩固定在床身四角的吊裝環(huán)上， 長度和角度應適當，避免與機床零部件接觸，防止損傷機床外觀及精度。整個搬運過程應避免傾斜、沖擊。推薦使用叉車來裝卸、搬運機床。 2

39、、 機床安裝平面布置參考圖10，以操作方便為首要。借助床身下面四件水平調(diào)節(jié)螺絲將機床工作臺面調(diào)整至水平，使水平儀在工作臺面上縱橫向的讀數(shù)相差0。04。 （二）、線架調(diào)整線架視圖如圖12。1、線架高度調(diào)整：根椐加工工件的厚度選擇相應的線架高度（DK7725B、DK7732B、DK7738B）。松開線架懸臂上的螺絲釘、，松開螺桿S的緊固螺母，用板手旋動螺桿，將線架高度調(diào)節(jié)到所需高度。2、鉬絲垂直度調(diào)整：用垂直塊可把鉬絲校正垂直。若鉬絲與工作臺面在方向不垂直，先松開螺絲釘、，再旋動螺釘，可調(diào)整鉬絲跟工作臺面在方向的垂直度，調(diào)好后擰緊螺釘、；若鉬絲與工作臺面在方向不垂直，左右調(diào)節(jié)上下導輪可調(diào)整鉬絲跟工

40、作臺面在方向的垂直度。 （三）操作步驟1、 將編制好的加工程序輸入控制器中。2、 按“走絲開按鈕”，絲筒運轉；按“液泵開按鈕”，液泵工作；開控制器電源開關；開步進電源電源開關；開脈沖電源電源開關。3、 按一下控制器中“進給”鍵，控制器面板上XY軸狀態(tài)指示燈亮，檢查工作臺手搖手柄是否吸住，觀察刻度盤的刻度值相對“”位刻線有無松動（若有松動，將相應軸的緊固步進電機的螺釘松開，把步進電機向絲桿方向靠，使齒輪/齒輪或齒輪/齒輪間隙減少（以搖動手柄不感到很緊為標準），然后再擰緊緊固螺釘。4、 調(diào)節(jié)線架立柱上的工作液開關，使上下水嘴出水大小正常。5、 按一下控制器中“加工”、“高頻”鍵，調(diào)節(jié)脈沖電源和控制

41、器工作狀態(tài)，即可以開始切割加工，因工件厚度、材料不同，正常加工電流穩(wěn)定在0。52。5A。6、 加工結束后，先關脈沖電源，步進電源，后關機床液泵和絲筒。二）機床的潤滑機床各運動部位采用人工定期潤滑方式進行潤滑。上下拖板的絲桿、傳動齒輪、軸承、導軌，絲筒的絲桿、傳動齒輪、軸承、導軌應每天用油槍進行加油潤滑，潤滑油型號為機械油。加油時要搖動手柄或用手轉動貯絲筒，使絲桿、導軌全程移動。對導輪、排絲輪軸承進行加油之前，應將導輪、排絲輪用煤油清洗干凈后再上油，加油期為每三個月一次。三）機床的維護1、整機應經(jīng)常保持清潔，停機8小時以上應揩抹干凈并涂油防銹。2、線架上的導電塊、排絲輪、導輪周圍以及貯絲筒兩端間

42、隙應經(jīng)常用煤油清洗干凈，清洗后的臟油不應流回工作臺的回液槽內(nèi)。3、 鉬絲電極與工件間的絕緣是由工件夾具保證的，應經(jīng)常將導電塊、工件夾具的絕緣物揩抹干凈，保證絕緣要求。4、 導輪、排絲輪及軸承一般使用個月后應成套更換 。5、 不定期檢查絲筒電機M的碳刷、轉子，發(fā)現(xiàn)碳刷磨損嚴重或轉子污垢，應更換碳刷或清潔轉子。6、 工作液循環(huán)系統(tǒng)如有堵塞應及時疏通，特別要防止工作液滲入機床內(nèi)部造成電氣故障。7、 更換行程限位開關后，需重新調(diào)節(jié)撞塊的撞頭，調(diào)節(jié)原則是：保證0。5mm的超行程，超行程過小則動作不夠可靠，超行程過大則容易損壞行程開關。8、 機床應與外界振動源隔離，避免附近有強烈的電磁場，整個工作區(qū)保持整

43、潔。9、 當供電電壓超過額定電壓時，建議用穩(wěn)壓電源。四）常見故障因線切割機床中有很多器件是高速運轉和同運動物體緊密接觸的，是有一定壽命的。機床正常運行一段時間后，這些器件的磨損會導致機床出現(xiàn)一此故障，這時就要進行更換。易損件清單見表四。 表四 易損件一覽表序號名 稱數(shù)量所在部位磨損、損壞后表現(xiàn)的主要癥狀備 注1前后導輪2上下線臂粗糙度差、鉬絲跳動、效率低2D24導輪軸承2上下線臂粗糙度差、鉬絲跳動、效率低3導電塊2上下線臂鉬絲深陷，易拉斷4絲筒電機碳刷2電機內(nèi)電機不轉、劃傷換向器正常檢查5絲筒聯(lián)軸節(jié)橡皮1電機和絲筒聯(lián)接處換向時有異常聲音6上下水嘴2上下線臂加工液流向不正確7行程限位開關3床身換

44、向不正常常見故障見表五。 表五 常見故障一覽表 故障現(xiàn)象故障原因排除方法1、貯絲筒不換向，導致機器總停。行程開關SQ3或SQ2損壞。換行程開關SQ3或SQ2。2、貯線筒在換向時常停轉。電極線太松；斷絲保護電路故障。緊電極絲；換斷絲保護繼電器。3、絲筒不轉（按下走絲開按鈕 SB1無反應）。1、外電源無電壓；2、電阻R1燒斷；3、橋式整流器VC損壞，造成保險絲FU1熔斷。檢查外電源并排除；更換電阻R1；更換整流器VC，保險絲FU1。4、絲筒不轉（走絲電壓有指示且較正常工作時高）。碳刷磨損或轉子污垢；電機M電源進線斷。更換碳刷、清潔電機轉子；檢查進線并排除。5、工作燈不亮。保險絲FU2斷。更換保險絲

45、FU2。6、工作液泵不轉或轉速慢。液泵工作接觸器KM3不吸合；2、工作液泵電容損壞或容量減少；1、按下SB4，KM3線包二端若有115V電壓，則更換KM3，若無115V電壓，檢查控制KM3線包電路；2、換同規(guī)格電容或并上一只足夠耐壓的電容7、高頻電源正常，走絲正常，無高頻火花（模擬運行正常切割時不走）。若高頻繼電器K1不工作，則是行程開關SQ3常閉觸點壞；若高頻繼電器K1能吸合，則是高頻繼電器觸點壞或高頻輸出線斷。換行程開關SQ3；換高頻繼電器K1，檢查高頻電源輸出線，并排除開路故障。五）工業(yè) 安 全為了確保操作者和機床在最佳安全條件下，及同一廠內(nèi)人員的健康和具備舒適的工作環(huán)境，使機器設備長時

46、間保持原有加工性能及精準度，延長使用壽命，必須遵守線切割放電加工的安全規(guī)則。（一）環(huán)境：環(huán)境的選擇與線切割放電加工設備及其操作人員有直接的關系，環(huán)境選擇的好壞有以下影響：其一、損壞設備性能及精度，使其機床壽命縮短；其二、影響工件加工精度，造成品質(zhì)不良；其三、對操作者的安全及身體健康也有所危害。故而，在環(huán)境場所的選擇請參考以下事項：1、線切割機床所要求的空間尺寸；2、選擇能承受機床重量的場所；3、選擇沒有振動和沖擊傳入的場所。 線切割放電機床是高精度加工設備，如果所放置的地方有振動和沖擊，將會對機臺造成嚴重的損傷，從而嚴重影響其加工精度，縮短其使用壽命，甚至導致機器報廢。4、選擇沒有粉塵的場所，

47、避免流眾多的通道旁邊；(1) 線切割放電機器之本身特性，其空氣中有灰塵存在，將會使機器的絲桿受到嚴重磨損，從而影響使用壽命；(2) 線切割放電機器屬于計算機控制，計算機所使用的磁盤對空氣中灰塵的要求相當嚴格的，當磁盤內(nèi)有灰塵進入時，磁盤就會被損壞，同時也損壞硬盤；(3)線切割放電機本身發(fā)出大量熱，所以電器柜內(nèi)需要經(jīng)常換氣，若空氣中灰塵太多，則會在換氣過程中附積到各個電器組件上，造成電器組件散熱不良，從而導致電路板被燒壞掉。因此，機臺防塵網(wǎng)要經(jīng)常清潔。5、選擇溫度變化小的場所，避免陽光通過窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方(1)高精密零件加工之產(chǎn)品需要在恒定的溫度下進行，一般為室溫20C；(2)

48、由于線切割放電機器本身工作時產(chǎn)生相當大的熱量，如果溫度變化太大,則會對機器使用壽命造成嚴重影響。6、選擇屏蔽屋：因線切割放電加工過程屬于電弧放電過程，在電弧放電過程中會產(chǎn)生強烈的電磁波，從而對人體健康造成傷害，同時會影響到周圍的環(huán)境。7、選擇通風條件好，寬敞的廠房，以便操作者和機床能在最好的環(huán)境下工作。（二）搬運1、搬運方式的選擇：線切割放電加工機設備搬運用叉車式和滾輪式，特殊情況下時選用吊式移動；2、搬運前的鎖定：在搬運之前，必須用專用隨機固定件將床臺和各軸鎖定。以防止在搬運中造成設備損壞，從而影響機臺精度甚至使設備報廢。（三）操作安全為不使機床及人員受到損壞及危害，在操作線切割加工設備時需

49、注意以下事項。1、只有經(jīng)過此類機器設備培訓的人員才能獲準使用該機器設備。2、為了避免加工液及電柜過熱，冷卻系統(tǒng)必須處于連續(xù)工作狀態(tài)；3、為了避免直接接觸到通電的電線，必須關閉機臺防護門；4、不允許2人同時操作同一機臺，在運行畫面操作時，應盡量將熒屏亮度降低，并選擇斜視觀察畫面，從而減少熒屏輻射給眼睛帶來的傷害；5、加工者應熟練掌握操作面板各按鍵的具體功能及使用中的狀態(tài)，在機臺的操作過程中靈活運用，熟知畫面的轉換，特別是幾個重要的畫面(如準備畫面，觀察畫面)所具有的功能，避免在加工中因不熟悉操作面板而造成各種異常，另因各按鍵(特別是常用鍵)的高密集使用容易受損，所以在操作面板時，表面應附一層塑料

50、紙作保護，以延長操作面板之使用壽命；6、同操作面板一樣，加工者也應熟知遙控器的具體使用方法，遙控器之按鍵外表應有一層塑料紙作保護，另外，遙控器之所以可以脫離操作板遠距離操作，是利用一根電線作傳導，所以遙控器的保護還應包括對電線的保護。在使用過程中不可大力拉動電線，以免遙控器失靈，電線列的部分應圈起放置，使用后，一定要放回原處掛好；7、在機床或機頭移動時，絕不可將手可手指置于機頭和工作物之間，經(jīng)防因指令輸錯或方向鍵按錯，造成安全事故；8、加工平臺的保護：在加工工件時，應注意裝夾方式是否會傷到加工平臺，在機臺使用時應吹干平臺，長期不使用時應上防銹油加以保護機床；9、在工件的架設過程中，應注意切割中

51、是否會撞到上下機頭，對于有小孔的加工應采用特殊加工工藝，避免因廢料無法取出而造成卡料，影響機床精度；10、工件的裝夾以方便和穩(wěn)固為原則，在架設工件時壓緊力以工件不被水沖動為原則，以免造成螺釘滑絲而無法卸除；11、在日常的工作中，經(jīng)常會遇到使用一般架模方法而無法加工之工件，在這時就必須使用特殊的裝夾治具：(1)小型工件壓板無法架設時可慮使用正角器或麥石進行加工；(2)如遇大斜度類工件-無法傾斜加工時，應采用正弦臺或斜度墊塊輔助傾斜的加工方法進行加工；(3)多件加工時-可考慮采用正角器或麥石進行重迭加工(4)在治具的使用過程中，應保證治具不受到損傷。(如:為方便架模而在切割中傷到治具等動作都是不可行的)12、加工時應特別注意設備:電壓表之電壓是否在規(guī)定的標準范圍內(nèi)；13、加工中不能直接用手觸摸工作物及銅線，落料時應注意料頭卡機頭的現(xiàn)象，料頭較難取出時要小心設備和手指不受到傷害；14、在清洗加工物時，會用到草酸清洗液，在使用時應采用毛刷洗凈加工物,