完整版高速走丝气中电火花线切割精加工编程设计毕业论文设计.docx

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高速走丝气中电火花线切割精加工编程设计

摘要

最近几年来，随着模具的飞速发展，对模具加工表面质量要求不断提高，电火花线切割表面加工技术因此备受关注。

这就要求电火花线切割要提高加工面的机械性能，降低表面粗糙度，从而达到提高模具使用寿命的目的。

本文介绍电火花线切割加工的加工原理以及工作介质的应用。

对传统电火花线切割加工基本原理和基本规律进行了探索和介绍。

叙述了电火花线切割新方法的发展，它在合适条件下加工可提高加工精度。

在高速走丝电火花线切割中由于加工反作用力是微小的，线电极振动也小。

另外，因在一定条件下放电间隙也可以比传统电火花线切割窄，所以试件腐蚀也可以较小。

高精度的精加工在高速走丝电火花线切割中可以实现。

本文介绍了电火花线切割加工过程中发生的现象和相关的解释并结合MastercamX2软件对线切割实例进行编程设计。

关键词电火花线切割；精加工；MastercamX2软件

ProgrammingdesignofMechanismofHigh-SpeedWireElectricalDischargeFinishing

Abstract

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofthemold,theWEDMsurfaceprocessingtechnologycausesomuchattentionbecauseofthemoldsurfacequalityrequirescontinuousimprovement.ThisrequiresimprovingmechanicalpropertiesofWEDMmachiningsurface,andreducingthesurfaceroughness,soastoachievethepurposeofimprovingthemoldlife.

ThisarticledescribestheapplicationoftheWEDMprocessingprincipleandmedia.ExploresandintroducestraditionalEDMwirecuttingbasicprinciplesandlaws.DescribesthedevelopmentoftheWEDMnewmethod,itcanimprovetheprecisionundertheproperenvironment.SincetheprocessingreactionforceissmallintheWireElectricalDischargeFinishing,wireelectrodevibration.Inaddition,thedischargegapundercertainconditionsisnarrowerthantraditionalEDMwirecutting,sothespecimencorrosioncanalsobesmaller.High-precisionfinishingcanbeachievedintheoccurredintheprocessingandinterpretationofwirecutinstanceofprogrammingdesigncombinedwithMastercamX2software.

KeyWords：

WEDM;finishing;MastercamX2software

摘要

Abstract

插图清单

图2-1气体放电特性…………………………………………………………………………-3-

图2-2击穿放电………………………………………………………………………………-4-

图2-3气化膨胀………………………………………………………………………………-5-

图2-4电极料抛出……………………………………………………………………………-5-

图2-5极间恢复绝缘…………………………………………………………………………-6-

图3-1低速走丝线切割原理…………………………………………………………………-9-

图3-2高速走丝线切割原理…………………………………………………………………-9-

图3-3电火花加工表面硬度…………………………………………………………………-11-

图3-4线切割加工表面硬度…………………………………………………………………-11-

图3-5腰鼓型…………………………………………………………………………………-13-

图3-6二次切割示意图………………………………………………………………………-14-

图4-1机床结构示意图………………………………………………………………………-16-

图4-2机床控制系统图………………………………………………………………………-18-

图4-3试验部件尺寸图………………………………………………………………………-18-

图5-1设置多边形参数………………………………………………………………………-20-

图5-2产生多边形……………………………………………………………………………-20-

图5-3产生连续线……………………………………………………………………………-21-

图5-4删除后结果……………………………………………………………………………-21-

图5-5分割结果………………………………………………………………………………-21-

图5-6设置参数菜单…………………………………………………………………………-21-

图5-7保存菜单………………………………………………………………………………-22-

图5-8电极丝切割参数设置菜单……………………………………………………………-22-

图5-9工件参数设置菜单……………………………………………………………………-23-

图5-10切割轨迹模拟图………………………………………………………………………-23-

图5-11实体切割模拟图………………………………………………………………………-23-

第一章绪论

1.1电火花加工来源和电火花线切割综述

电火花线切割加工方法是机械制造领域中一种重要的加工技术，它通过两极间脉冲放电的电蚀现象进行各种轮廓和形状的零件加工。

这种方法不是靠机械能来对材料进行去除，而是利用电热能、电化学能等特殊的能量形式来实现材料去除。

线切割加工无切削力，工件材料硬度对可加工性影响不大，基于这种特点，适合加工各种特殊性能的材料和各种复杂表面及微细、精密、薄壁以及低刚性零件，因而广泛应用于航空、电子、电器、汽车、家电、轻工等领域。

关于电蚀现象的最早报道是十七世纪六十年代开始的。

首先是利用电蚀现象来制取金属粉末的胶体溶液，至于电蚀现象用于金属加工则较晚。

1878年美国用电笔刻字取得专利权，1935年至1937年美国人斯廷纳（A·P·Steiner）和英国人鲁道夫先后取得交流放电切割和直流放电切割的专利权。

1943年几乎同时由前苏联人古雪夫发明了阳极机械加工（anodemachining）和拉扎连科夫妇发明的电蚀加工，或叫电火花加工。

1946年拉扎连科夫妇为此获得斯大林奖金。

1947年美国人帕特斯（C·G·peters）发表了非金属（金刚石）的电火花加工方法。

1948年在前苏联又发展了一种电接触加工，前苏联人毕尔林将此法用于磨刀，而高夫曼则用其来加工滚珠。

1951年至1955年前苏联人又在电火花加工的基础上发展了电脉冲加工（electro-impulsemachining）。

从此，一种新的加工方法即电蚀加工就逐步发展起来了。

1.2本题的背景

电火花加工是用高密度能量的脉冲放电来去除材料的加工方法，它适用于普通机械加工方法难以加工或无法加工的特殊材料或具有复杂形状的工件，因而获得了广泛的应用。

生产实践的需要及相关科学技术进步，推动着电火花加工技术不向前发展，20世纪70年代以后其发展速度呈现出明显加快的趋势。

我国机械程学会电加工分会赵万升教授等，于1999年曾撰文就国外电火花加工技术的最新发展进行了较为详尽的阐述。

其中首先介绍了微细电火花加工的进展：

日本东京大学增泽隆久等1984年开发出线电极电火花磨削技术，解决了微细电极的制作与安装问题，并加工出微米极微细轴与孔；1997年该大学的余祖元博士等提出了电极等损耗概念，在其加工中由于电极的损耗只发生电极底面，通过加工路径合理规划，电极端部处于等损耗状态，因此损耗补偿策略变得极为简单，使微三维轮廓的精密电火花加工成为可能。

1.3课题探讨内容

本课题从探讨电火花线切割精加工的方法和手段入手，以提高加工精度，加工表面质量，加工效率为目的。

着力于探讨电火花线切割精加工的影响因素和编程设计。

着重以下几方面问题的探讨：

1.高速走丝电火花线切割精加工的加工规律探讨，包括放电间隙、表面粗糙度、直线度及加工速度；

2.寻求高速走丝电火花线切割精加工的合理加工参数；

3.高速走丝电火花线切割多次加工实验探讨。

4.应用软件对电火花线切割进行了实例编程设计。

第二章电火花加工基本原理

2.1气体的放电特性

放电时指电流通过绝缘介质（气、液或固）的一种现象，放电是一种极为复杂的过程，对于电火花加工条件下微小电极间隙内的放电现象，目前探讨的还不深入，通常引用大间隙条件下的气体放电过程来说明。

这种放电的伏安特性随时间变化关系如图2-1所示。

当置于气体中的两金属电极上的电压逐渐升高时，由于外界的高能粒子能使介质电离，形成了很小的电离电流，即0-a段对于液体，因为会产生气体，也存在电离电流，电压继续提高会使绝缘部分破坏，造成电晕放电，即a-b段，这是一种不稳定的放电状态，带电粒子不能自行增殖，只能在某些局部产生和消灭，保持平衡的放电。

若继续提高电压，带电粒子的速度增加，能事被碰撞的分子、原子电离，造成带电粒子不断增殖，向全路绝缘破坏转移，电流急剧增大，成为不稳定的放电，电弧放电，即d-e段，这种放电在时间上连续在空间上集中，放电加工中如出现这一种情况常引起电极和工件的烧伤。

但电弧放电在工业上可用作光源、热源、焊接等用处。

靠外界因素激发才能维持的放电称为非自持放电；靠本身带电粒子增殖就能的放电称为自持放电，两种放电之间的转折点，即自持放电的初始阶段，称为介质击穿。

从介质击穿到电弧放电之间的过渡形式称为脉冲放电（即为广义火花放电）。

这种放电在时间上断续、在空间上分散，是电火花加工所采用的放电形式。

脉冲放电又可分为火花放电和过渡电弧放电，前者的特点是放电电流密度和伏安特性有急剧的变化（b-c）段，后者的特点是放电电流密度随时间而下降，放电电压随电流的增加而降低（c-d）段。

图2-1气体放电特性

2.2电火花加工的机理

电火花放电时，电极表面的金属材料究竟是怎样被蚀除下来的，这一微观的物理过程也就是电火花加工的物理本质，或称机理。

了解这一微观过程，有助于掌握电火花加工工艺的基本规律，对脉冲电源、进给装置、机床设备等提出合理的要求。

从大量实验资料来看，每次电火花腐蚀的微观过程是电场力、磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程[1]。

这一过程大致可分为以下四个连续阶段：

极间介质的电离、击穿，形成放电通道；介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀；电极材料的抛出；极间介质的消电离。

2.2.1介质间的电离、击穿，形成放电通道

当脉冲电压施加于工具电极与工件之间时，两极之间立