线切割加工

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线切割加工范文第1篇

线切割是冲模零件的主要加工方式，然而进行合理的工艺分析，正确计算数控编程中电极丝的设计走丝轨迹，关系到模具的加工精度。通过穿丝孔的确定与切割路线的优化，改善切割工艺，这对于提高切割质量和生产效率，是一条行之有效的重要途径。

2 实际轨迹的计算

根据大量的统计数据表明，线切割加工后的实际尺寸大部分处于公差带的中位值（或称“中间尺寸”）附近，因此对于冲模零件图样中标注公差的尺寸，应采用中位值尺寸作为实际切割轨迹的编程数据，其计算公式为：中位值尺寸=基本尺寸+（上偏差+下偏差）。

例如：图样尺寸外圆半径R250.04，其中位值尺寸为25+（0-0.04）/2=24.98（mm）。

由于线切割放电加工的特点，工件与电极丝之间始终存在放电间隙。因此，切割加工时，工件的理论轮廓与电极丝的实际轨迹应保持一定的距离，即电极丝中心轨迹与工件轮廓的垂直距离，称为偏移量f0（或称为补偿值）。 f0=R丝+δ电式中R丝――电极丝半径δ电――单边放电间隙

线切割加工冲模的凸、凹模，应综合考虑电极丝半径R丝、单边放电间隙δ电以及凸、凹模之间的单边配合间隙δ配，以确定合理的间隙补偿值f0。

例如：加工冲孔模（即要求保证工件的冲孔尺寸），以冲孔的凸模为基准，故凸模的间隙补偿值为：f凸=R丝+δ电，凹模尺寸应增加δ配。而加工落料模（即要求保证冲下的工件尺寸），以落料的凹模为基准，凹模的间隙补偿值f凸=R丝+δ电，凸模的尺寸应增加δ配。见图1。偏移量的大小将直接影响线切割的加工精度和表面质量。若偏移量过大，则间隙太大，放电不稳定，影响尺寸精度；偏移量过小，则间隙太小，会影响修切余量。修切加工时的电参数将依次减弱，非电参数也应作相应调整，以提高加工质量。

图1凸模与凹模的间隙补偿值

（a）凸模（b）凹模

根据实践经验，线切割加工冲裁模具的配合间隙应比国际上所流行的“大”间隙冲模（《手册》推荐值）应小些。因为凸、凹模线切割加工中，工件表面会形成一层组织脆松的熔化层，电参数越大，表面粗糙度越差，熔化层较厚。且随着模具冲裁次数的增加，这层脆松的表层会逐渐磨损，使模具的配合间隙逐渐增大，满足“大”间隙的要求。

3 穿丝孔的确定

穿丝孔的位置对于加工精度及切割速度关系甚大。通常，穿丝孔的位置最好选在已知轨迹尺寸的交点处或便于计算的坐标点上，以简化编程中有关坐标尺寸的计算，减少误差。当切割带有封闭型孔的凹模工件时，穿丝孔应设在型孔的中心，这样既可准确地加工穿丝孔，又较方便地控制坐标轨迹的计算，但无用的切入行程较长。对于大的型孔切割，穿丝孔可设在靠近加工轨迹的边角处，以缩短无用行程。在切割凸模外形时，应将穿丝孔选在型面外，最好设在靠近切割起始点处。切割窄槽时，穿丝孔应设在图形的最宽处，不允许穿丝孔与切割轨迹发生相交现象。此外，在同一块坯件上切割出两个以上工件时，应设置各自独立的穿丝孔，不可仅设一个穿丝孔一次切割出所有工件。切割大型凸模时，有条件者可沿加工轨迹设置数个穿丝孔，以便切割中发生断丝时能够就近重新穿丝，继续切割。

穿丝孔的直径大小应适宜，一般为Φ2mm～Φ8mm。若孔径过小，既增加钻孔难度又不方便穿丝；若孔径太大，则会增加钳工工作量。如果要求切割的型孔数较多，孔径太小，排布较为密集，应采用较小的穿丝孔（Φ0.3mm～Φ0.5mm），以避免各穿丝孔相互打通或发生干涉现象。

4 切割路线的优化

切割路线的合理与否将关系到工件变形的大小。

因此，优化切割路线有利于提高切割质量和缩短加工时间。切割路线的安排应有利于工件在加工过程中始终与装夹支撑架保持在同一坐标系内，避免应力变形的影响，并遵循以下原则。

4.1一般情况下，最好将切割起始点安排在靠近夹持端，将工件与其夹持部分分离的切割段安排在切割路线的末端，将暂停点设在靠近坯件夹持端部位。

4.2切割路线的起始点应选择在工件表面较为平坦、对工作性能影响较小的部位。对于精度要求较高的工件，最好将切割起始点取在坯件上预制的穿丝孔中，不可从坯件外部直接切入，以免引起工件切开处发生变形。

4.3为减小工件变形，切割路线与坯件外形应保持一定的距离，一般不小于5mm。

线切割加工范文第2篇

关键词：线切割；后处理；多边形；偏移

Research algorithm of WEDM code post-processing

Yu Shengpin, Gu Wenwei, Huang He

Yibin vocational and technical college, Yibin, 644003, China

Abstract: Based on analysis of WEDM code data, a new method is proposed to transform one code to multiple code, and put forward a method to judge the work inside and outside, and the line and arc in the definition above the plane offset algorithm, and support part of the transformation method.

Key words: wire-cutting; post-process; polygon; offset

数控电火花加工是利用电腐蚀作用原理，对金属工件进行加工的一种工艺方法。电火花加工形式很多，其中电火花成形加工(简称电火花加工)和电火花线切割加工(简称线切割加工)的应用最为广泛。目前线切割加工采用的编码一般采用G代码或3B代码，其中3B代码为我国独创的程序格式，其针对性强，通俗易懂，为我国绝大多数快走丝线切割机床生产厂家采用。

当前线切割加工趋于经多次切割而获得较高精度表面，且第一次加工时，加工速度较低，放电波形稳定，每个加工脉冲放电能量基本稳定，在后续加工时能降低表面粗糙度值，在多次加工中根据加工次数选择不同的电参数和走丝速度，从而达到多次加工、提高加工精度的目的。在此加工过程中根据加工件是凸模或凹模而选择不同的切割方法。目前有两种方法，即往复切割与重复切割法。往复切割是在加工一件凸模或凹模时，先设定工件某一段暂不切割，作为支撑臂，然后让电极丝在设定的起切点和返回点之间往复切割，每切一次都可按设定的偏移量进行偏移，一直达到加工要求的尺寸。重复切割法则是不留支撑臂，电极丝按一个方向对工件进行加工。这就要求对线切割加工码进行相应的后处理以满足不同切割的需要。

线切割一次加工码的后处理首先是对加工码的分析，得出穿丝孔位置、加工形式、加工方向等信息，按实际加工的需要设置加工次数、分配每次加工量、设计支撑余量、加特定控制参数，生成多次处理加工码。其中加工形式判断、加工码的偏移、支撑余量的处理是关键性问题。本文侧重研究如何有效利用原有一次加工码，按往复切割与重复切割法对其进行变换，自动分析与处理该码并生成合格的多次加工码的方法与步骤，重点探讨了原有加工码的内外加工识别、对象偏移、支撑处理方法。通过此研究开发出了一套通用的一次加工码后处理软件，并已投入使用。

1 内外加工判断

对于一次加工3B代码(见表1)，其有穿丝孔位置和引线，对凸模或凹模一般都存在。在一般情况下，作为通用的判断方法，单通过加工码无法事前知道工件的形状，工件边界的构成是直线、圆弧或曲线，或者说工件的构成是由曲线所围成的封闭区域。内外加工判断依据为穿丝孔位置是在该封闭区域之内还是之外。对于点与多边形的关系问题现已提出了很多判断方法。针对多边形或多边形与圆弧或圆弧所围成的区域进行判断点与其位置关系问题，提出一种简洁、快速的判断方法。

表1 线切割3B文件代码

设穿丝位置点为P0(X0，Y0)，如果加工工件区域为多边形，则可定义其顶点为P1(X1，Y1)，P2(X2，Y2) ，…，PN(XN，YN)及多边形的各边P1P2，P2P3，…，PNP1。并构造线段P0Pi，其中Pi为临时二维点，即Pi(X，Y)。

根据射线交叉法，如果线段P0Pi与上述多边形的边分别相交，如果有偶数个交点，则说明穿丝点在多边形外，如果有奇数个交点则说明穿丝点在多边形内。

过穿丝点P0作射线P0Pi，选择多边形中顶点Pi，判断线段P0Pi与线段P1P2，P2P3，…，PNP1是否有交点。由于Pi是多边形上的点，所以P0Pi在与多边形求交的过程中已与线段PiPi+1有一个交点了(取一条线的一端点)，则只要求与其他线段是否有交即可，如果有交点数目和为奇数，则说明穿丝点P0在内部，在进行后处理时，无论是几次加工，钼丝都向内部偏移；反之，则只能向外进行偏移。所以问题的关键是判断两线段是否有交点。

设PmPl为构成多边形中的一段，P0Pi为过穿丝点P0所作的线段，假如线段PmPl和线段P0Pi所在直线相交，交点为Pk(Xk，Yk)，如果两线段是延长相交〔如图1(a)所示〕，Pk则为虚交点，则Xk＜X0和Xi，或者Xk＞X0和Xi ；如果两线段是实相交〔如图1(b)所示〕，Pk则为实交点，则X0＞Xk＞Xi，或者X0＜Xk＜Xi。只要判断Pk与 P0和Pi的坐标位置关系就可判断两线段是相交还是不相交。对于直线处于特殊位置则更易判断是否相交。

(a) (b)

图1 两线段相交判断

综上所述，遍列 P1P2，P2P3…，PNP1各边，得出实相交点数目，即可判断内外加工的类型。前面主要论述了工件是多边形的情况，如果工件的边中含有圆弧则可利用将圆弧分解为折线的方法构建新的多边形，按上述方法同样可以判断出穿丝点在其内部还是外部。

2 加工码的偏移算法

2.1 直线圆弧的偏移算法

在线切割加工码中只有两类线型：直线和圆弧。直线是通过方向和终点来定义的，而圆弧则是终点、起点相对圆心的坐标值、计数长度和加工码来定义的。对于单段直线的偏移是其起点和终点垂直于加工方向(与原直线平行)在上述多边形外侧或内侧偏移δmm(偏移量)得到；对于单段圆弧是其起点和终点沿着径向向内或外侧偏移δmm(偏移量)得到(如图2所示)。

图2 直线和圆弧外偏移

在图2中，直线偏移的结果是与其等长且平行的线段，圆弧偏移后也是圆弧，该圆弧是原圆弧的同心圆弧，起点和终点、圆心、原起点和终点同线。这样偏移的结果会造成如图2所示的加工掉段现象，也可能出现图3所示直线与直线、圆弧与直线、圆弧与圆弧偏移后相交的情况，为解决此问题则需对其进行补线处理或截线求交点处理(如图4所示)。对于补线的情况，一般采用补直线的方法；对偏移后相交则求出偏移后两线段的交点，以该交点代代替偏移后的两个交点。对于补线在进行逐条线段偏移过程中应进行排序处理，以避免加工顺序混乱。

图3 直线和圆弧内偏移

图4 补线与截线处理

2.2 偏移次数的奇偶性

当偏移次数等于1时，产生的偏移码与原码一致，没有发生变化；当偏移次数大于等于2，加工次数为偶数时，加工偏移对象与原加工码顺序相反；加工次数为奇数时，加工偏移对象与原加工码顺序一致。如图5所示，当偏移次数为奇数时，偏移顺序由“指令1”开始，到“指令N”结束；在进行下一次偏移时，偏移次数为偶数，偏移顺序由“指令N”到“指令1”结束。

图5 偏移次数奇偶性

对于不需支撑余量的多次加工码变换，按原加工顺序进行偏移变换，顺序由“指令1”“指令2”“指令3”……“指令N”，又从“指令1”开始，此时加工偏移对象与原加工码顺序一致(重复切割)；对于有支撑余量的多次加工码变换，支撑余量宽度应从“指令N”开始，按所需长度量从“指令N”截取，若“指令N”所代表线段长度不够，则应从“指令N-1”进行累截，直到所截长度与支撑宽度相等为止。奇次变换结束部分不再是“指令N”所在位置了，而应在被截线段位置开始作为起点进行偶次指令偏移变换(如图6所示)。

图6 支撑余量对偏移变换位置的影响

2.3 支撑余量处理

对于有支撑余量的多次变换，在进行变换以后还需要对支撑部分〔图7(a)中虚线所在位置〕进行多次切割。切割顺序应根据变换的次数和余量构成进行，图7中所示是进行4次切割加工变换，4次加工完成后，钼丝在如图7(b)所示“进行支撑余量切割”位置，处理时应对支撑部位丝转折点进行位置确定，并按图示序号进行多次切割。如果切割次数是奇数，“进行支撑余量切割”位置应在右则，加工方向应与图示相反。

(a) (b)

图7 支撑余量处理

3 结束语

线切割一次加工码的构成较简单，但是对其进行多次加工变换涉及的问题相对较多，除应注意本文所述变换的关键要素之外，还应注意加工方向、过切保护、支撑余量跨线段多次变换等问题，本文所述设计思路与相应解决方法已在实际工程中得以应用，并开发出了一套有效的变换软件，变换结果如图8所示。

(a) 一次加工码； (b)三次加工(无支撑余量)；

(c) 三次加工(有支撑余量)

图8 一次加工码变多次加工码

参考文献

[1] 刘润涛.一种简单多边形凸包的新线性算法[J].工程图学学报,2008,2:89-92.

线切割加工范文第3篇

Abstract： This paper analyzes the influence of WEDM's electrical parameters on processing quality， summed up the impact of the law of the main electrical parameters of the processing quality， and illustrates how to select a reasonable electrical parameters in industrial production for processing， the application of this conclusion guidanceindustrial production will have important practical value.

关键词： 电火花线切割；电参数

Key words： WEDM；electrical parameter

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0035-02

0 引言

电火花线切割加工（Wire electrical discharge machining，简称WEDM）作为特种加工技术的一种，在对一些难加工的材料、特殊及形状复杂零件的加工上较传统的切削加工方法具有明显的优势，因此在汽车、航空航天、模具、刀具和冲模制造等领域得到广泛的应用。由于电火花线切割加工的固有特性，加工速度相对比较慢，特别是在精加工条件下，电火花线切割加工的表面粗糙度和生产效率之间存在很大的矛盾。

影响电火花线切割加工质量的因素很多，比如加工工艺路线、工件材料、电极丝材料、脉冲电源、工作液浓度与脏污程度、机床加工精度等。其中，在其他工艺参数基本相同的情况下，电参数对加工质量的影响非常显著，是加工中应该考虑的主要因素。

目前，矩形波被广泛应用于脉冲电源，矩形波脉冲电源的波形如图1所示，本文以矩形波脉冲电源的波形为例，分析主要电参数（脉冲电压、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔）对加工质量（加工速度、表面粗糙度）的影响，并进行合理的选择。

1 主要电参数对加工质量的影响

1.1 开路电压（Ui）的影响 开路电压Ui是指间隙开路或间隙击穿之前的极间峰值电压，等于电源的直流电压，会引起放电峰值电流和放电间隙的改变。图2所示为开路电压对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，在其他条件不变的情况下，加工电流随着开路电压峰值的提高而增大，随之加工速度提高，表面粗糙度值增大，从而使加工间隙变大。为了提高加工稳定性和脉冲利用率，有利于放电产物的及时排除和消除电离，必须使加工间隙变大，但是，加工间隙变大容易造成电极丝抖动，加剧电极丝的损耗，近而影响加工精度。一般情况下，Ui=60～120V。

1.2 峰值电流（Ie）的影响 峰值电流Ie是指放电电流的最大值，它是决定单个脉冲能量的主要因素之一。图3所示为峰值电流对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，在其他条件不变的情况下，放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕迹增大，加工速度提高，表面粗糙度值增大，加剧电极丝的损耗。因此，第一次切割加工及加工较厚工件时取较大的放电峰值电流。实践证明，放电峰值电流不能无限制的增大，当其达到一定临界值后，若再继续增加峰值电流，则加工稳定性变差，加工速度明显下降，甚至引起断丝。

1.3 脉冲宽度（Ti）的影响 脉冲宽度Ti是指脉冲电流的持续时间，简称脉宽。图4所示为脉宽对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，在其他条件不变的情况下，增大脉宽，线切割的加工速度迅速提高，加工表面粗糙度值也随之迅速增大。这是因为脉宽增大，单个脉冲放电能量增多，放电痕迹也会增大。同时，随着脉宽的增加，将会加速电极丝损耗，因为脉宽增加时，正离子对电极丝的轰击加强，结果会使接负极的电极丝损耗加剧。当脉宽增大到一定临界值后，加工速度将随脉宽的增大而明显降低，加工稳定性变差，近而影响了加工速度。一般来说，精加工时，Ti

1.4 脉冲间隔（To）的影响 脉冲间隔T。是指两个相邻脉冲之间的时间间隔，简称脉间，直接影响平均电流。图5所示为脉间对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，脉间与脉宽对加工质量的影响是完全相反的。其他条件不变，在单个脉冲放电能量确定的情况下，减小脉间，致使脉冲放电频率提高，即单位时间内放电切割的次数增多，平均电流增大，从而提高了加工速度。由图可知，脉间对加工速度影响较大，对表面粗糙度影响较小。

在实际应用中，脉间的主要作用是消除电离和恢复液体介质的绝缘。但脉间不能太小，否则会影响电蚀产物的排出和火花通道的消电离，导致加工稳定性变差和加工速度降低。但是脉间也不能太大，否则会明显降低加工速度，严重时不能连续进给，使加工变得不稳定。对于厚度较大的工件，应适当加大脉间，以充分消除放电产物，形成稳定的切割加工。一般情况下，对于普通快走丝线切割机床而言，脉间在10～250μs范围内，才能适应各种加工条件，保证机床的稳定加工。

2 电参数对加工质量影响的规律

综上所述，电参数对电火花线切割加工质量的影响有如下规律：

①加工速度随着开路电压、加工峰值电流、脉冲频率和脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高，即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。实践证明，增大功率、峰值电流对加工速度的影响比用增大脉宽的办法显著，脉冲间隔对加工速度的影响最小。

②加工表面粗糙度值随着开路电压、功率管数、加工峰值电流、脉冲宽度的减小和脉冲间隔的增大而减小，而脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。

③加工间隙随着开路电压的提高而增大。

④在电流峰值一定的情况下，增大开路电压，有利于提高加工稳定性和脉冲利用率。

⑤脉冲间隔对切割速度影响较大，对表面粗糙度影响较小，因此，必须选择适当的脉冲间隔，才能保证加工稳定。

3 结语

总之，在电火花线切割加工中各项电参数之间既相互影响、又相互制约，电参数的合理选择直接关系到加工表面质量的好坏和加工效率的高低。因此，在选择电参数时，应综合考虑各因素及其相互影响关系，客观地运用它们的最佳组合，从而获得最优的加工效果。

参考文献：

[1]陈志明.浅谈线切割加工中电参数的选择[J].工程技术，2007，11（33）：65-66.

[2]张桦.线切割加工中电参数的分析研究[J].内蒙古科技与经济，2008，7（14）：210-212.

[3]闫锴.往复走丝线切割机床工艺数据库技术研究[J].西华大学，2010，（1）.

[4]袁永全，杨世春，曹明让.影响电火花生产率因素的实验分析[J].机械工程与自动化，2007，（3）.

[5]陈德航.线切割电参数的合理选择.四川职业技术学院学报，2006，5（2）：115-116.

[6]刘瑞已，龙华.电火花线切割加工工艺研究[J].新技术新工艺，2009，（05）.

[7]王纪周，司兆平.降低数控线切割加工表面粗糙度的方法[J].辽宁工学院学报，1999，（03）.

[8]张华.工欲善其事必先利其器访北京电加工所工程师赵晋胜先生[J].现代制造，2009，（23）.

线切割加工范文第4篇

【关键词】 线切割 锥度加工步骤 过程控制

HL线切割控制系统有两种锥度加工方法：（1）标准锥度加工，只须在锥度设置子菜单中输入要加工的锥度角度，即可对普通的3B文件进行锥度切割。同时也可在3B文件中插入锥度控制指令，进行变锥或等圆弧处理。（2）异形锥度加工，预先编制上下面的两个3B文件。为了保证切割零件的锥度与尺寸都满足加工要求，技术人员必须掌握好加工锥度的方法及技巧。

1 锥度零件加工的步骤

（1）研究图纸，确定在线切割机床上加工的部位，计算锥度，制定加工路线，装夹方案；（2）启动机床电源，执行开机；（3）检查丝卷所剩余丝是否够用，如不够用，则须更换新丝；（4）根据加工零件的精度要求、工艺数据，选择电极丝类型，应考虑电极丝的材料和丝直径。（5）穿丝，利用找正器完成电极丝找正；（6）紧固并找正工件，虽然数控低速走丝电火花线切割加工作用力小，不象机械切削机床那样要承受很大的切削力，但因其切割时要高压冲水，所以装夹要稳定牢固；（7）定位加工起始点。利用加工准备的各种功能和手控盒，完成加工起始点的定位，并将Z轴移动到适当高度。将所有轴坐标设为参考点；（8）锥度加工的编程， HL系统是目前国内最广受欢迎的线切割机床控制系统之一，上电后，电脑即可快速进入本系统，选择1.RUN运行，按回车键即进入主菜单。在主菜单下，进入绘图编程AUTOP；（9）调入文件后正式切割之前，为保险起见，先进行锥度加工参数设置，进行模拟切割，观察其图形（特别是锥度和上下异形工件）及回零坐标是否正确，避免因编程疏忽或加工参数设置不当而造成工件报废；（10）经模拟切割无误后，装夹工件，开启丝筒、水泵、高频，可进行正式切割。

2 锥度零件加工有关参数的设置

加工开始时需设置以下参数，参数设置一定要准确：（附参考图）

（1）Degree锥度：填写锥度值，锥度角按单边计，单位是度，十进制。如非十进制先要转换成十进制（例：1°30'=1.5°）。 逆时针方向切割时取正角度工件上小下大（正锥）；取负角度则工件上大下小；（2）File2异形文件：此项菜单可作上下异形加工，File2为工件上面图形，将光标移到所需文件，按回车键，调入上图形文件，按ESC即可显示上下图形叠加；（3）Width工件厚：工件的厚度；（4）Base基准面高：即尺寸面高度，由下导轮中心算起。切割出来的工件，只有在这个高度上的尺寸与3B指令相符；（5）Hight丝架距：上导轮中心与下导轮中心（或摇摆支点）的距离；（6）Idler导轮半径：HL的切点补偿是根据给出的导轮半径计算的；（7）Vmode锥度模式：切点补偿根据不同的锥度模式作不同的计算。一般的小锥度机（6度以下）都选“小拖板”模式；立柱摇摆的机床（如长风机，旧江南机等）选“摇摆丝架”模式；一般的6度以上的大锥度机都应选“摇摆导轮”模式；（8）Rmin：等圆半径一经输入等圆弧半径值，则工件中凡半径小于所设等园弧半径值的圆弧将以各自圆弧的半径值作等圆弧切割。如果只希望某指定圆弧作等圆弧切割，其余按正常锥度切割；（9）Cali.校正计算：在测量丝架距和基准面高不很准确的情况下（要求尽可能准确），可先切割出一锥度园柱体，然后实测锥度园柱体的上下直径，输入电脑即可自动计算出精确的丝架距和基准面高。

3 加工过程控制

对于锥度切割，其尺寸往往难以控制，且切割效率与无锥度切割相比低很多，尤其是在锥度很大的情况下，差别更大。这主要是由于锥度加工时排屑困难、切削液的环境不理想及电参数不合理等多方面的原因造成的。所以在加工过程中应该注意以下几点：

（1）由于锥度切割时排屑困难，导丝模导头部的切割丝拖动力较大，容易断丝，因此必须降低加工能量，增大放电间隔时间，增加加工过程中的平均电压；（2）改善喷流状况，使用专用喷嘴，采取大开口朝上增加喷流流量，采用闭合加工法，减小Z轴高度，尽量使两喷嘴之间的距离最小；（3）由于在锥度的加工过程中，各个断面层上的加工周长不同，放电间隙也不同，因此精加工时应采用比无锥度加工更多的切削量；（4）由于切割丝自身的刚性等原因，上下导丝模导头与切割丝的倾斜会产生误差，改硬丝为软丝进行加工可减小因切割丝刚性引起的误差；（5）由于线切割加工其数控程序补偿是在xy平面内进行的，对于锥度加工，其补偿量与实际的补偿值会产生误差，所以在大锥度切割时，对程序补偿进行修正也是提高其切割精度的有效措施之一；（6）锥度加工时，步进电机的空走速度应尽可能设定得快一点，特别对于大锥度机（30度以上），如果UV步进电机走得较慢，则根本不可能切割出精度来；（7）丝架距应尽量调底，特别对于大锥度（30度以上）切割，最好能紧贴着工件上表面。

4 不断总结精益求精

数控线切割锥度加工从原理上讲，锥度是可以切准的。但实际切割时，仍有许多因数直接影响精度的误差存在。锥度功能的使用有一个熟练的过程，针对性的工艺试验和输入参数对加工结果的影响估测是锥度切割的重要经验。试验和经验可以帮助你切割出精度很高的锥度零件，第一件可能不够满意，但第二件或第三件完全有把握拿到一个合格的产品。因为改变输入参数中的任何一个，比如上下导轮的中心距或是锥度角，它可以直接控制上平面的尺寸或下平面的尺寸。以第一件做参照，第二件做修正，第三件成功的可能性是很大的。这样的参照，修正和成功经过几次，也可以到得心应手的程度。最终以我们现有的机床，锥度切割的控制能力，可以达到的精度通常在0.05左右，这对锥度零件的生产来说，适用性和满意度已经很高了。

线切割加工范文第5篇

关键词：慢走丝；线切割；加工精度；工艺方法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.026

加工的精度指的是表面粗糙程度、尺寸的精度或是形状位置精度等。在对慢走丝线进行切割的过程中，其表面的粗糙程度和形状的精度为主要难点。对线切割加工精度造成影响的因素有很多，其中主要包括工件的形状、硬度、厚度、加工方式、装夹和定位方式、走丝速度、走丝线的张力、水压与切入方式等。为了更好的将加工精度得到完善，除了选择合理的放电参数，其加工的工艺方式也是一项十分重要的环节。为此，本文就将对提高慢走丝线切割加工精度的工艺方式进行分析，全面解读其相应的工艺措施。

1 减少断丝，对表面质量进行完善

为了将断丝的情况得到优化和完善，操作者在进行加工条件选择的过程中，一般会对放电的能量进行降低，这种方式能有效减少断丝的情况，但是这种方式的实际加工效率也将明显受到负面影响[1] 。造成断丝的原因比较多，因此在实际工作过程中需要根据对应的情况采用措施，切记一概而论。本文将以日本的SODICK机床系统举例。

在对加工参数进行选择过程中，对工件的最终质量和效率将产生十分明显的影响，系统中提供的相应条件通常只能被当做大概依据，对于不同工件的处理和加工，我们还是需要根据实际情况做出调整。比如，在这个系统中，加工条件使其应用的理论依据，那么当工件的厚度需要控制在20-30毫米的时候，就要选择H值为30的加工条件，通过这种参数的控制，但是用这种参数对23毫米的工件进行加工也显然是不正确的。并且两者虽然均为加工钢材，但是由于其材质存在较大差异，因此对其进行热处理的状态也是不同的，那么加工参数必然是不相同的。一般情况下，对参数进行调整的过程中，可以借助以下状态进行判断。

（1）对火花的颜色进行详细观察，在正常放电状态下，火花的颜色应为蓝色，当火花发出红色或是黄色的情况则表明加工情况存在不稳定因素。

（2）对电流表中指针的指示情况进行仔细观察，在正常切割状态下，电流表的指针会在稳定的刻度线上保持不动或是轻微浮动。

（3）对加工状态进行仔细观察和研究，通常情况下指针会显示在M或是H区域。

（4）认真对放电加工的声音进行分析，如果在工作过程中听到的声音比较光滑、清脆，并且出现连续“嗤嗤”的声音，说明加工工件的加工状态为正常的。但是如果听到的声音为断断续续的“嘶嘶”声，则说明加工不稳定，效果比较差。

即便是掌握了相应的判断标准，但是究竟应该如何对参数进行调整，调整多少，还需要在实际工作过程中，不断总结和探索，从而达到最佳的加工效果。

2 对传统工艺进行改进，尽量减少和克服变形情况

当金属材料经过锻造或是热处理等方式进行处理或加工之后，材料中将会存在大量的残余应力，线切割对金属进行大面积去除将使得材料中的残余应力的基本平衡情况受到严重影响甚至破坏，使得工件出现变形的情况，同时还将对工件的精度和质量造成不利影响。为了进一步减少工件的变形问题等，建议采用以下处理方式：

（1）强化回火质量，减少不利应力的出现。

（2）大余量铣削和磨削加工工作完成以后，相应的加工工件应该进行及时高温或是低温处理。

（3）在对型腔去除的量较大或开口的时候需要相应的进行预加工处理，在进行淬火前应该将口部铣空，保证线切割还能保存在2到3毫米的余量即可。

（4）在对多型腔模板进行处理的过程中首先需要粗加工和切割，之后再对其开展精切割工作。对于精度要求较高模具而言，应该在粗切割之后及时对其进行低温时效的相应处理，通过精密磨削工作的开展，在精切条件下，单面精切余量控线径的二倍。

（5）当对凸模进行精细加工的过程中，还应该在坯料上钻出凸模的外形起点穿丝孔，而不是直接从切入。

（6）对于窄长薄壁的零件，对其切割的过程中需要适当增加切割次数，实施少量多次加工的方式。

（7）对装夹和工艺路线进行更为合理的安排。一般切出结束程序段需要靠近夹持部分，而加工工件的装夹要保证靠牢，不要因为切割即将完成就将废料等进行浪费，以免造成对工件的不利影响，使得加工工件造成倾斜现象。因此，在对工件进行装夹的环节中，夹紧力的作用点需要进一步明确，避免在金属切去量大的地方或是壁薄的地方进行作用。薄壁件在进行装夹过程中，应该加强定位的接触面积及其受力面积，同时让夹紧受力的方向始终处于壁厚的方向上，当切薄壁出现开口型的时候，良好的避免加工部位受到过多的力量[2]。

由于工件的壁薄，因此点支撑受力十分容易产生变形的情况，这就需要用圆柱形面对其进行定位，使得整个圆周能够得到均匀受力，将大大减少局部变形的情况。并且，批量生产的零件，由于重复定位的精度要求较高，因此还能在很大程度上增强加工效率。

3 结束语

综上所述，我们应该认识到对慢走丝线切割的加工精度需要相关工作人员在日常工作中注重积累，在工作过程中加强观察，通过不断的分析和归纳将这项工作进行有效提升。在加工环节过程中，如果能良好掌握相应工艺和技巧，则能在很大程度上减少对模具零件的报废程度，并且也能给模具的制造成本或使用周期带来积极影响。希望通过笔者对慢走丝线切割加工精度提升工艺方法的研究和分析，进一步提升这项技术的整体水平。

参考文献：

线切割加工范文第6篇

一、图像的前期处理

以图1为例，在这个图像上有明暗两种蓝色，底色为黑色，不符合我们的使用要求。

1．用photoshop打开图像，魔法棒点选黑色背景，再点选择（s）中反向按钮选择标示区域，用橡皮擦工具，擦除蓝色及色差。见图2

2．点选菜单图像中的模式—灰度—8位/通道，这一步的目的是去除杂色，使图像更加纯净。见图3

3．对处理过的图像进行保存。点击文件菜单中的存储为…，打开对话框，选择png；pcx；bmp；jpg四种格式中的一种进行保存（caxa仅对这几种图像格式支持），关闭绘图软件。

二、用caxa线切割软件生成加工代码，进行产品加工

1．将图形导入caxa线切割xp软件。新建一个caxa文件，设定一个文件名，双击文件，打开软件“caxa线切割”电子图版。点击菜单栏中的绘制——高级

曲线——位图矢量化——矢量化，打开对话框，选择前面保存的图像，给定图形宽度值。见图4

再点击绘制——高级曲线——位图矢量化——清除位图将图像底色除去，只\保留蓝色的轮廓图形。

2．图形的处理。观察发现蓝色线条生硬、不连续，无法满足线切割加工要求，更不能满足金属logo所要达到的构图简洁、形象生动、永久性强的产品要求。因此要对图形做进一步的修整，形成类似一笔画的图形，首先根据原图用做图的方法替换蓝色线条，再消除不连续、生硬的线条，将线条串联起来，形成一条封闭的图形,选择整个图形，点击右键，在快捷菜单中点击成比例缩放，输入数值点回车，确定图形尺寸。见图5

3．生成线切割加工轨迹。点线切割——轨迹生成，在参数表中根据钼丝的直径选择偏移量大小，按提示操作，拾取轮廓、选偏移方向、生成绿色加工轨迹。

4．生成代码。点线切割——生成3b代码，选择存储位置，输入文件名，点回车，左键单击绿色加工线，点右键确认后生成代码。见图6

5．检查代码是否正确，确认无误后放入线切割机床进行加工。

结语

在caxa中导入图像后，如果认为蓝色线条不符合你的要求可以删除，然后用软件中的样条命令勾画图形，然后点击等距线形成封闭图形的方法。不管你用这种方法还是用前一种方法，都能得到较理想的图形。用图片加工logo的方法也可用于电火花机床电极的加工，以方便企业在产品上打上logo标记。小小的金属logo，能够使用户在享受产品优质服务的过程中不经意间记住公司，极大地拓展了产品的影响力。

参考文献：

1.caxa电子图版2007基础实例教程机械工业出版社

线切割加工范文第7篇

关键词：线切割；粉末冶金；压销；组配

1 概述

近年来，随着粉末冶金技术的飞速发展，粉末冶金材料能够充分满足零件的使用要求，大大降低了生产成本，国内外电动工具厂纷纷使用粉末冶金齿轮等零件，我厂也在手枪钻、冲击钻、电动螺丝批等系列电动工具进行了大批量生产，产品成熟稳定，客户反映良好。粉末冶金的高速发展也促进了快走丝线切割技术的发展和运用，例如：粉末冶金模具的制作、产品特殊部位切割方便检测、大型零件设计机加工无法批量加工等。而电动工具的生产一般是成套的，存在某些产品组配的工序，最常见的就是行星架和行星齿轮的压销组配，本文介绍的就是在这道工序中线切割的应用，具体就是用线切割切割组配工装中的压销垫，用于固定压销钉，确保行星齿轮与行星架的配合完好。

2 线切割的工作原理

电火花线切割简称线切割，线切割是一种电加工机床，其基本工作原理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。主要用于加工各种形状复杂、材料特殊、精密细小的工件等。目前已经广泛应用于生产中。

根据电极丝移动速度的大小分为高速走丝线切割和低速走丝线切割。我国普遍采用高速走丝线切割。高速走丝时，线电极采用高强度钼丝，加工过程中钼丝可重复使用。低速走丝时，多采用铜丝，电极丝只能一次性使用。

电极丝与工件之间的相对运动一般采用自动控制，现在已全部采用数字程序控制，即电火花数控线切割。

工作液起绝缘、冷却和冲走屑末的作用。工作液一般采用皂化液。

3 压销垫制作实例

3.1 压销垫材料选择与制作

根据实际要求我们选择45#钢为原材料，并且经过调质处理使其硬度达到HRC28-32，这样能基本保证生产过程中的使用周期和组配质量的基本要求。

压销垫一般尺寸为Φ40，M8的螺纹孔和Φ30，M6的螺纹孔两种，这是根据我厂的产品特性制作出来的，其他尺寸需根据情况调整。

3.2 下料

本文我采用我厂生产较成熟产品为例作说明，组配的两个产品分别为（图2）：

根据两个产品的尺寸要求O计压销工艺，如下（图3）：

并提出如下技术要求：销钉中心距、高度符合图纸要求，销钉与孔配合牢固，每只销钉脱拔力？芏1kN，注意检查压销钉时，孔口不允许开裂。

根据产品特性及压销工艺我们确定了压销垫的高度，然后将制作好的压销垫材料固定于线切割机床上，通过打火花的方式确定销垫材料是否垂直，保证切下来的材料保持很好的平面度，可适当放大材料高度，便于后道工序的加工，材料固定好后，利用电脑编程直接切割直线即可。

粗糙的材料准备好后，需要经过磨床的平磨方可得到需要的尺寸，经过平磨的材料平面度必须达到要求，否则压销过程中会出现相关问题。

3.3 编程

目前我所采用的是CAXA xp软件对产品加工轨迹进行编程，首先根据产品的尺寸绘制加工轨迹如下（图4）：

轨迹的设置需要根据压销垫材料的内孔径的大小、销钉的直径等因素综合考虑，根据实际经验我们一般设置的加工轨迹的偏移量是向内部的，这样能保证销钉能充分完好的配合，避免冲压时造成销钉倾斜甚至崩掉，这主要由销钉的直径大小这一关键因素决定的。

3.4 线切割加工

将生成好的3B代码导入电脑，并将准备好的压销垫材料平整的放在待加工区，穿好电极丝，这里要保证电极丝不能抖动，在X和Y轴方向的垂直度很好，调整好脉冲宽度及脉冲间隙，打开运丝筒电机和水泵电机开始加工。

3.5 组配

加工好的压销垫开始装机，利用压销垫M8的螺纹孔固定在底座上，将销钉放入孔内，再将行星架对准销钉，利用压销机的压力将销钉与行星架配合在一起，如图5所示：

这一步的关键是销钉与行星架的配合度，销钉不易过松，会脱落；也不易过紧，会造成行星架边缘开裂；销钉冲入行星架的深度也有一定标准，不可露头太多或太少，不然影响装配。这些因素都直接影响产品后期组配情况：噪音、使用持久度等。

销钉与行星架组配完成后，与行星齿轮的组配效果如下（图6）：

4 装机效果

实际装车后，这一整套电动工具组配安装调试结果良好，各项性能均符合要求，使用效果良好，现已大批量生产。

参考文献

[1]周作平，申小平.粉末冶金机械零件实用技术[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2]王卫兵.CAXA线切割应用案例教程[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]伍端阳，梁庆.数控电火花线切割加工实用教程[M].北京：化学工业出版社，2015.

线切割加工范文第8篇

[关键词]线切割编程 数字图像处理矢量化 刀位信息

电火花线切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,简称 WEDM),有时又称线切割。20世纪中期,苏联拉扎林科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、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法,线切割放电机也于 1960年发明于苏联。其基本工作原理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。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件,例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等,成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极,各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等,具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点,已在生产中获得广泛的应用,目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的 60%以上。

一、系统总体设计的依据原理

实际工程中由于产品结构复杂,图像的曲线关系复杂、线型种类繁多等特点,导致了绘制图像的难度。扫描矢量化是解决图像数字化难题的必然途径,所以利用扫描栅格数据的可视化,有效地提取关系复杂的线条,并确保矢量数据的质量满足要求,是本图像扫描矢量化编程软件系统的依据原理。采用计算机的图形学原理和图形处理技术,实现图像栅格化数据处理,有效地实现了扫描栅格图像数据的快速可视化,对图像进行二值化和滤波消噪,利用数学形态学原理对图像进行细化,在 Freeman链码基础上进行线条矢量跟踪,可以极大地提高线条识别的精度和效率。根据画法几何中的原理对线素拓扑关系进行分析和校正,确保矢量数据的质量。在矢量化处理的数据的基础上根据线切割加工中的实际情况对零件轮廓进行偏移和修改,建立描述刀具路径节点坐标信息和左右关系的节点表,将围成加工区域的轮廓分解为单调链并建立单调链表,通过单调链表建立刀具路径节点的前后关系,最后按照一定链接原则链接所有节点从而生成刀具路径。

二、系统总体设计的基本原则

根据软件开发者和使用者的实际情况,下面是设计和建立基于图像扫描矢量化线切割编程系统总体结构的基本原则:

1.实用性原则。要满足生产实际对线切割加工提出的要求,使扫描和编程系统能完成所要求的各项输入输出、数据管理和编程功能,实现实时控制和多任务。

2.有效性原则。在保证线切割加工编程和数据管理控制的功能和特点的前提下,简化系统结构,使得设计和建立的系统稳定可靠而有效。

3.通用性原则。软件的设计和开发要具有通用性,易于移植、扩展和修改。另一方面,软件的使用要简单易学,因此人机界面要友好,符合使用者的水平和要求,美观、简洁、易懂和操作方便的人机界面是系统开发的一个重要方面。

4.可扩展性原则。随着科学技术的发展,生产实际对线切割加工的功能会越来越多,所以,这里设计和建立的系统要能方便地扩展,以适应新的需求。

5.可靠性原则。产品设计和生产中,对数据来源的准确性要求比较高。因此对扫描的图像信息处理过程要保证其正确不失真。

6.采用结构化、模块化的设计方法。在软件系统设计过程中把软件划分成具有各种功能的模块。模块程序的编写要采用结构化程序设计的方法,保证系统结构的清晰,提高程序的可读性。

经过实际考察线切割加工编程的过程,查阅相关的资料,结合线切割加工行业的发展要求,分析软件编程的可行性,并结合扫描矢量化在其他领域中的应用,将本文研究的基于图像扫描矢量化的线切割编程系统的功能和特点总结如下:

首先,它是一个简单易用的图形矢量化软件。它把光栅图转换成可供AutoCAD编辑的矢量图形,可以处理图像信息,按照用户的需要设置参数,对光栅图像进行方向变换、清理、加粗线条等编辑功能,还可以结合外部编辑器对通过设置参数进行更进一步的处理,以获得更完美的效果。

其次,它是一个线切割编程系统。根据电火花走丝原理,可以把图像处理后的信息生成加工路线,进行必要的处理后以语言的形式表达出加工的全部内容,生成可以直接用于数控机床的 NC加工程序。本系统的图像信息可以通过现在广泛使用的各种硬件设备进行采集,如数字化仪、扫描仪、摄影测量设备等,随着科技水平的不断提高,其信息采集手段也不断提高和扩展,保证图像信息来源的质量。

另外系统图标命令及菜单功能、自动编程系统的基本操作方法简单易学,智能化和集成化的操作命令使得软件使用起来也方便快捷。

基于以上系统功能和特点分析及设计依据和原则,设计出了基于图像扫描矢量化的线切割编程系统的总体结构框图如下:

图1 基于图像扫描矢量化的线切割编程系统的总体结构框图

1.通过了解开发基于扫描图像矢量化的线切割编程系统的研究现状,指出它是推动线切割技术进一步发展的需要,它的成就将是推动整个自动编程技术向更高层次发展的重要手段,提高机床的应用层次,也是现阶段必须突破的关键技术,是机械制造领域的重要方面,并引出本文研究的主要内容,即:(1)信息扫描输入;(2)信息预处理;(3)矢量化跟踪处理;(4)数据质量的检验和数据优化整理;(5)刀具路径生成。

2.主要讨论了基于扫描图像矢量化的线切割编程系统的设计依据和原则及其主要功能,根据扫描图像矢量化的线切割编程系统功能的需求和结构特点,划分了系统的各个模块,从而构建系统的结构,分析了该系统总体工作的流程,给软件开发提供了参照和方向指导。

3.主要研究了计算机图形学中的图像的存储和管理特点,初步提出了图形矢量化的原理,阐明了图像信息预处理的的主要方法及其解决方案,阐述了其运算和处理过程,并用VC++语言实现了图像处理的功能。比较不同图元处理的各种方法,选择较优的和适合本系统的方法,完成了图像的灰度变换、二值化处理和滤波去噪及图形细化的功能。

4.介绍了图像矢量跟踪的原理和方法,实现了图像的矢量化处理,Freeman链表和矢量化使得矢量化后的图像分支点、交叉点、切点等处仍很好保持了原图中的拓扑关系,为后续曲线的拟合及线段拼合等处理提供了有利条件。通过研究图形元素的特征和属性,利用最小二乘化方法进行曲线的拟合,并进一步进行图元的识别,拟合的精度高,提高了机械工程图形矢量处理的水平。

5.针对图像预处理和矢量化过程中产生的数据信息偏差,结合人机界面交互的方式,系统通过对图形信息的智能化验证和修改和优化整理,使得图元间的拓扑关系忠实于设计图像,减少错误的产生,最终使图形矢量化信息达到准确性、一致性、完整性。

6.讨论了基于矢量化图形的线切割编程模块的实现原理和方法,研究了图形轮廓排序的方法和步骤及轨迹生成中转接情况的判别算法。给出了系统设计的主要步骤和流程,实现了根据用户输入的零件设计参数,根据数控代码的编制规则生成机床加工所需要的数控代码。

7.用简单的实例说明系统操作的界面和基本功能,主要包括系统运行的主界面、图形预处理和矢量化操作界面及其结果、轨迹生成界面、程序代码生成界面。界面的操作简单、易学,界面简洁,对使用者的技术水平和知识水平要求不高,有助于系统的普及。

线切割编程与加工技术在机械制造中的应用非常广泛,同时扫描图像矢量化以图像形式输入,以富含逻辑关系和结构特征及属性的矢量模型输出,因此它在线切割行业的中有一定的应用前景。

基于此目的,研究了基于扫描图像矢量化的线切割编程系统的设计和实现方法,主要要进行了以下研究工作:

1.研究了计算机图形学中的图像的存储和管理特点,并在此基础上指导图像信息的处理和变换。

2.研究了图像信息预处理的方法,用程序语言实现了运算和处理过程。完成了用浮点法处理图像的灰度变换;采用最大类间方差法求最佳阈值,完成了图像的二值化处理和滤波去噪功能;为了得到图像的轮廓和结构信息,结合数学形态学的原理对图像信息进行了图形细化和图像轮廓的提取。

3.实现了图像的矢量化跟踪,用Freeman链表存储和矢量化处理,使图像由一个没有逻辑联系的图像点阵图片变成一个有着自己的特征和属性的可识别和追踪的矢量图像。

4.研究了图形元素的识别和调整方法,利用最小二乘化方法进行了直线、圆弧等曲线的拟合,并对图元进行了识别和校正。

5.总结了图像矢量化过程中导致误差产生的各种因素,针对这些情况对矢量后的数据进行后处理,对数据进行检验和优化整理,对图元间的拓扑关系进行识别和修正,使得图元自身更加精确,使它们之间的逻辑关系符合机械制图的一般规律,满足了编程的基本要求。

6.最后在矢量化图形数据信息的基础上,根据实际线切割加工的情况,对图形轮廓进行了排序,形成适合实际加工的刀具路径,最后用数控代码实现线切割编程,形成数控代码。

虽然本系统已经基本达到了所必需的功能,但是还有许多工作需要去做,从而使系统更完善,以适应更多的需求和发展。主要有以下几方面:

1.随着线切割加工技术的发展,它所加工的零件也在不断变化,图像图线的结构变化过多,之间的拓扑关系也越来越复杂,要随着技术的发展不断更新和改进。

2.编程过程中所面临的困难是实际加工时情况复杂,将本编程系统与数据库技术相结合在大量试验基础上建立数据库和知识库,引入专家系统等技术以获得最佳的综合加工指标,最大限度地发挥本线切割编程功能,其实际应用价值将是巨大的。

3.在充分发挥自身特点的基础上应采用集成的概念。充分开放各自的开发技术平台,允许并欢迎各种其他领域的软件共同实现集成,集成各个软件的优秀功能。

4.另外加强对文件的组织管理以及引入远程邮件管理等,以扩展该系统的应用范围,使其功能提高一个档次。

三、本文小结

本文主要讨论了基于图像扫描矢量化的线切割编程系统的设计依据和原则及其主要功能,根据图像扫描矢量化的线切割编程系统功能的需求和结构特点,划分了系统的各个模块,从而构建系统的结构。分析了该系统总体工作的流程,给软件开发提供了参照和方向指导。

参考文献:

[1]李京江.Windows系统下的线切割编程控制软件的设计[J].计算机辅助设计与制造,2000(11): 50-51.