電火花加工工藝

　　電火花線切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM），有時又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)外的電火花線切割機床已占電加工機床總數(shù)的60％以上。 
      根據(jù)電極絲的運行速度不同，電火花線切割機床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復(fù)運動，一般走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓，使加工質(zhì)量下降，是我國生產(chǎn)和使用的主要機種，也是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式；另一類是低速走絲電火花線切割機床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì)量較好，但加工速度較低，是國外生產(chǎn)和使用的主要機種。
      根據(jù)對電極絲運動軌跡的控制形式不同，電火花線切割機床又可分為三種：一種是*模仿形控制，其在進行線切割加工前，預(yù)先制造出與工件形狀相同的*模，加工時把工件毛坯和*模同時裝夾在機床工作臺上，在切割過程中電極絲緊緊地貼著*模邊緣作軌跡移動，從而切割出與*模形狀和精度相同的工件來；另一種是光電跟蹤控制，其在進行線切割加工前，先根據(jù)零件圖樣按一定放大比例描繪出一張光電跟蹤圖，加工時將圖樣置于機床的光電跟蹤臺上，跟蹤臺上的光電頭始終追隨墨線圖形的軌跡運動，再借助于電氣、機械的聯(lián)動，控制機床工作臺連同工件相對電極絲做相似形的運動，從而切割出與圖樣形狀相同的工件來；再一種是數(shù)字程序控制，采用先進的數(shù)字化自動控制技術(shù)，驅(qū)動機床按照加工前根據(jù)工件幾何形狀參數(shù)預(yù)先編制好的數(shù)控加工程序自動完成加工，不需要制作*模樣板也無需繪制放大圖，比前面兩種控制形式具有更高的加工精度和廣闊的應(yīng)用范圍，目前國內(nèi)外95％以上的電火花線切割機床都已采用數(shù)控化。

線切割原理介紹
線切割原理介紹及工業(yè)安全
線切割加工機發(fā)展史 
          20世紀(jì)中期, 蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關(guān)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(dāng)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(rèn)為加工速度雖慢，卻可加工傳統(tǒng)機械不易加工的微細(xì)形狀。代表的實用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當(dāng)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(zhuǎn)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(shè)計，對使用者是很大的負(fù)擔(dān)。在廉價的自動程序設(shè)計裝置(Automatic Programed 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(shè)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APT的出現(xiàn)為線切割放電機發(fā)展的重要因素。
線切割放電加工基本原理
     線切割放電加工以銅線作為工具電極，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓，并保持5~50um間隙，間隙中充滿煤油、純水等絕緣介質(zhì)，使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕.在工件表面上電蝕出無數(shù)的小坑，通過NC控制的監(jiān)測和管控，伺服機構(gòu)執(zhí)行，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品.
電火花加工的物理原理如下：
        為了在2個電極之間產(chǎn)生電火花，這2個電極之間的電壓必須高于間隙(電極-工件之間)擊穿電壓取決于：
1) 電極和工件之間的距離；
2) 電介液的絕緣能力(水質(zhì)比電阻)；
3) 間隙的污染狀況(腐蝕廢物)。
      放電首先在電場最強的點發(fā)生，這是個復(fù)雜的過程；自由正離子和電子在場中積累，很快形成一個被電離的導(dǎo)電通道；在這個階段，兩板間形成電流。導(dǎo)致粒子間發(fā)生無數(shù)次碰撞，形成一個等離子區(qū)，并很快升高到8000到12000度的高溫，在兩導(dǎo)體表面瞬間熔化一些材料，同時，由于電極和電介液的汽化，形成一個氣泡，并且它的壓力規(guī)則上升直到非常高；然后電流中斷，溫度突然降低，引起氣泡內(nèi)向爆炸，產(chǎn)生的動力把溶化的物質(zhì)拋出彈坑，然后被腐蝕的材料在電介液中重新凝結(jié)成小的球體，并被電介液排走；對于電極及工件腐蝕對不對稱的問題，主要取決于電極熱傳導(dǎo)性，材料的熔點,持續(xù)時間以及放電密度，發(fā)生在電極上稱作損耗，發(fā)生在工件上稱作去除材料.
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(shè)備長時間保持原有加工性能及精準(zhǔn)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(shè)備及其操作人員有直接的關(guān)系，環(huán)境選擇的好壞有以下影響：其一、損壞設(shè)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.滿足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(shè)備，如果所放置的地方有振動和沖擊，將會對機臺造成嚴(yán)重的損傷，從而嚴(yán)重影響其加工精度，縮短其使用壽命，甚至導(dǎo)致機器報廢。
4.選擇沒有粉塵的場所，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(yán)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(dāng)嚴(yán)格的，當(dāng)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(dǎo)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)由于線切割放電機器本身工作時產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量，如果溫度變化太大,則會對機器使用壽命造成嚴(yán)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(fēng)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(shè)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(shè)備損壞，從而影響機臺精度甚至使設(shè)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(shè)備時需注意以下事項。
1.只有經(jīng)過此類機器設(shè)備培訓(xùn)的人員才能獲準(zhǔn)使用該機器設(shè)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(guān)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(yīng)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；