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电火花线切割技术 一、原理 电火花加工又称放电加工，加工时工件与加工用电极为极性不同的电极对，电极对之间充满工作液，起到恢复电极间的绝缘状态及带走放电时产生的热量的作用。在正常电火花加工过程中，电极与工件不接触，而是保持一定的距离（称为间隙），在工件与电极间施加一定的电压，当电极向工件进给至某一距离时，两极间的工作液介质被击穿，局部产生火花放电，放电产生的瞬时高温（8000到12000℃左右）将电极对的表面材料融化（钕铁硼主相熔点1185℃）甚至汽化，逐步 其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过CNC（数控机床）控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。（正负极表面的高温除使工作液气化、热分解气化外，也使金属材料熔化甚至沸腾气化。这些气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，在放电间隙内成为气泡，迅速热膨胀并产生爆炸。观察电火花线切割加工过程可以看到气泡冒出，同时有黑色的工作液流出，并可听到轻微而清脆的爆炸声。电火花线切割加工主要靠热膨胀和局部微爆炸，使熔化、气化了的金属材料抛出蚀除。） 图1 电火花线切割加工示意图 图1 电火花线切割加工示意图 1坐标工作台，2夹具，3工件，4脉冲电源，5工具电极丝，6导向轮，7支架，8工作液箱，9储丝筒 电火花线切割是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型的一种加工机床。加工时在线电极与工件之间存在的疏松接触式轻压放电现象。通过多年观察研究发现：当柔性电极丝与工件接近到通常认为的放电间隙(例如8～10μm)时，并不发生火花放电，甚至当电极丝已接触到工件，从显微镜中已看不到间隙时，也常常看不到火花，只有当工件将电极丝顶弯并偏移一定距离(亚微米级100-1000nm)时才发生正常的火花放电。此时线电极每进给1μm，放电间隙并不减少1μm，而是电极丝增加一点线间张力，而工件则增加一点侧向压力，显然，只有电极丝和工件之间保持一定的轻微接触压力后才能形成火花放电。据此认为在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，当电极丝和工件接触时因其在不停运动，移动摩擦使该绝缘薄膜介质减薄到可被击穿的程度才会发生火花放电。 二、特点 1、电极丝材料不必比工件材料硬； 2、加工过程中不直接接触工件； 3、利用电热加工，其影响加工的因素（脉冲宽度、间隔、电流等）可调整，操作方便，便于自动化； 4、无需成型电极，工件材料预加工少； 5、电极丝很细，可加工复杂形状、微细异形孔、窄缝等，且其切缝小，切除量小，损耗小，节约成本； 6、单位长度电极丝损耗小，对加工精度影响小。 三、应用范围 模具加工、特殊形状、难加工零件、贵重材料加工、多件叠加加工（获得一致尺寸）、制造电火花成型用电极等。 四、工艺指标 1、切割速度Vs：单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和称为切割速度，单位为mm2/min。 2、表面粗糙度Ra：用微观轮廓平面度的平均算术偏差值Ra来表示。 3、加工精度：尺寸精度、形状精度、（如：直线度、平面度、椭圆度）和位置精度（如：平行度、垂直度、倾斜度），其影响因素有：切割轨迹的控制精度、机械传动精度、工件装夹定位精度及脉冲电源参数的波动、电极丝的直径误差以及损耗和抖动、工作液脏污程度的变化、加工者的熟练程度等。 4、电极丝损耗θ：可用电极丝在切割10000 mm2后电极丝减少量表示，一般长100m的钼丝，切割10000 mm 五、各工艺参数对加工的影响 1、电参数 1.1、脉冲宽度ti的影响，增加脉冲宽度，切割速度提高，表面粗糙度变差。（增加脉冲宽度，则单脉冲放电能量增加，当ti40μs，加工速度增加不多，而电极丝损耗却增大）。[通常ti为1～60μs，脉冲频率为10～100KHz] 1.2、脉冲间隔t。的影响，减小脉冲间隔，切割速度提高，表面粗糙度稍有增大，但太小，放电产物来不及排除，间隙间不能充分消除电离，未回复绝缘状态，易造成烧伤工件或断丝。[一般t。=4～8ti，工件增厚，t。增加] 1.3、开路电压ui的影响，开路电压峰值提高，加工电流增大，切割速度提高，表面粗糙度差（高电压使加工间隙变大，有利于放电产物排除，提高加工稳定性和脉冲利用率，但造成电极丝振动，降低加工精度，