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上篇 电火花线切割加工1

第1章 电火花线切割加工基础知识1

1.1 电火花加工的基本原理1

1.2 电火花线切割加工、成形加工的基本工作过程2

1.2.1 电火花蚀除过程的几个阶段2

1.2.2 电火花线切割加工工作过程5

1.2.3 电火花成形加工工作过程5

1.3 适合电火花加工的零件5

1.3.1 线切割加工的适用范围5

1.3.2 电火花成形加工的应用范围6

1.4 电火花加工工艺中的基本规律6

1.4.1 影响材料放电腐蚀量的主要因素6

1.4.2 影响电火花加工精度的主要因素9

1.4.3 电火花加工的表面质量10

1.4.4 电火花加工工艺参数选择及工艺参数曲线图表14

1.5 线切割工艺基础19

1.5.1 基本概念19

1.5.2 常用材料热处理和其切割性能20

1.5.3 工件的装夹、找正21

1.5.4 影响加工精度的因素22

1.5.5 提高线切割机床加工精度的几种途径23

1.5.6 加工经验及加工中注意事项24

第2章 数控电火花线切割机床分类及典型机床结构26

2.1 线切割机床分类26

2.1.1 线切割机床型号26

2.1.2 线切割加工机床分类26

2.2 线切割机床的结构特点28

2.2.1 高速走丝线切割机床结构特点28

2.2.2 低速走丝线切割机床结构特点29

2.3 典型线切割机床技术参数31

2.4 机床工作台结构32

2.4.1 工作台的纵横向移动32

2.4.2 导轨32

2.4.3 丝杠传动副33

2.5 储丝走丝部件结构33

2.5.1 对高速走丝机构的要求33

2.5.2 FW1高速走丝机构结构及特点34

2.6 线架、导轮部件结构35

2.6.1 线架结构35

2.6.2 导轮部件36

2.6.3 张力机构36

2.7 工作液系统36

2.7.1 工作液性能和作用36

2.7.2 工作液系统37

2.7.3 工作液分类和构成37

2.8 走丝换向调节及超程保险38

2.9 进电方式38

2.9.1 储丝筒进电方式38

2.9.2 线架进电方式38

2.10 机床电气39

2.10.1 机床电气柜39

2.10.2 系统信号流程40

2.11 机床的维护保养润滑43

2.11.1 定期润滑43

2.11.2 定期调整43

2.11.3 定期更换43

第3章 电火花线切割加工工艺与加工技巧44

3.1 典型零部件加工工艺分析44

3.1.1 冷冲模加工44

3.1.2 零件加工46

3.2 电火花线切割加工步骤及要求47

3.2.1 对工件图纸进行审核和分析47

3.2.2 加工前的工艺准备、加工与检验47

3.2.3 工件正确装夹方法和常用工具介绍54

3.3 工作液对工艺指标的影响56

3.3.1 工作液的作用56

3.3.2 切割加工工作液的配制57

3.3.3 工作液的使用方法58

3.3.4 工作液对工艺指标的影响58

3.4 电极丝对线切割工艺性能的影响59

3.4.1 常用电极丝材料的种类、名称和规格59

3.4.2 常用电极丝材料性能和用途59

3.4.3 电极丝直径的影响59

3.4.4 电极丝上丝、紧丝对工艺指标的影响以及调整方法60

3.4.5 电极丝垂直度对工艺指标的影响61

3.5 线切割工艺参数的选择61

3.5.1 电参数对工艺指标影响的规律61

3.5.2 合理选择电参数62

3.5.3 合理调整变频进给的方法62

3.6 电火花线切割加工产生废品的原因及预防方法64

3.6.1 电火花线切割产生废品及质量差的原因64

3.6.2 电火花线切割加工预防废品或次品的方法65

3.7 电火花线切割加工工艺技巧65

3.7.1 特殊工件的电火花线切割加工工艺方法66

3.7.2 切割不易装夹工件的加工方法66

3.7.3 切割薄片工件67

3.7.4 线切割加工表面产生的黑白条纹68

第4章 数控线切割编程及自动编程技术70

4.1 CAXA线切割V2系统简介70

4.1.1 运行环境70

4.1.2 软件安装与运行70

4.2 CAXA线切割V2系统用户界面与绘图70

4.2.1 用户界面70

4.2.2 基本操作71

4.2.3 命令系统简介73

4.3 CAXA线切割V2系统快速入门78

4.3.1 作图78

4.3.2 生成加工轨迹78

4.3.3 生成代码78

4.3.4 传输代码79

4.4 数控线切割自动编程基础79

4.4.1 轮廓79

4.4.2 加工误差与步长79

4.4.3 拐角处理80

4.4.4 切入方式80

4.4.5 拟合方式80

4.5 轨迹生成81

4.5.1 概述81

4.5.2 轨迹生成81

4.5.3 轨迹跳步82

4.5.4 取消跳步83

4.5.5 轨迹仿真83

4.5.6 计算切割面积83

4.6 代码生成83

4.6.1 概述83

4.6.2 生成3B代码84

4.6.3 生成4B/R3B代码84

4.6.4 校核B代码84

4.6.5 生成G代码85

4.6.6 校核G代码85

4.6.7 查看／打印代码85

4.7 代码传输与后置设置85

4.7.1 概述85

4.7.2 应答传输86

4.7.3 同步传输86

4.7.4 串口传输87

4.7.5 机床设置87

4.7.6 后置设置90

4.7.7 R3B设置91

4.8 零件设计92

4.8.1 齿轮设计92

4.8.2 花键设计92

4.9 典型零件数控线切割自动编程实例93

4.9.1 例一：对刀样板93

4.9.2 例二：渐开线内花键样板95

第5章 慢走丝CF20线切割机床编程与操作99

5.1 用户界面99

5.1.1 手控盒99

5.1.2 用户界面介绍99

5.1.3 手动准备窗口100

5.1.4 放电加工窗口101

5.1.5 文件管理窗口103

5.1.6 图形检查窗口103

5.1.7 CNC系统与CAD/CAM系统的相互切换104

5.2 操作104

5.2.1 加工前的准备104

5.2.2 加工开始106

5.2.3 加工过程107

5.2.4 加工结束以后107

5.3 工艺方法108

5.3.1 工艺108

5.3.2 电柜参数109

5.3.3 电极丝参数110

5.3.4 冲流参数110

5.3.5 多次切割110

5.3.6 高低压冲水的应用110

5.3.7 零件的装夹与找正111

5.3.8 影响加工精度的因素112

5.3.9 锥度零件的切割方法113

5.3.10 切割中的注意事项114

5.4 编程实例115

5.4.1 一般生成程序步骤115

5.4.2 凸模一次切割程序116

5.4.3 凸模四次切割程序116

5.4.4 凹模一次切割程序117

5.4.5 凹模四次切割程序117

5.4.6 复合模（跳步模）的多次切割程序118

5.4.7 带锥度零件程序119

5.4.8 变锥度多次加工程序120

5.4.9 异形切割程序，上圆下方，切凸模，切两遍120

5.5 维护121

5.5.1 滤芯的更换121

5.5.2 离子交换树脂的更换122

5.5.3 上、下导电盒的调整122

5.5.4 电磁阀的拆洗122

5.5.5 导电块的清洗和重新安置（含转动、移位）122

5.5.6 倒空储丝筒123

5.5.7 检查、清洗驱动轮与导轮123

5.5.8 清洗脏水箱内循环过滤网123

5.5.9 检查和清洗吹丝管123

5.5.10 全程移动X、Y、U、V、Z各轴123

5.5.11 检查和清洗上下导丝嘴、导向器及红宝石棒123

5.5.12 清洗电柜空气过滤网124

5.5.13 清洗电导率测头124

5.5.14 换水并清洗水箱124

5.5.15 润滑XY轴丝杠、导轨124

5.5.16 清扫电柜124

5.5.17 检查运丝、收丝和Z轴三处同步齿形带124

5.5.18 润滑U、V、Z各轴丝杠、导轨124

5.6 部分提示信息125

第6章 FW系列快走丝线切割机床编程与操作128

6.1 线切割机床操作128

6.1.1 手控盒128

6.1.2 用户界面128

6.1.3 手动模式129

6.1.4 编辑模式131

6.1.5 自动模式132

6.1.6 自动编程系统133

6.1.7 系统参数设置134

6.2 ISO代码编程135

6.2.1 代码一览表135

6.2.2 概要135

6.2.3 段137

6.2.4 顺序号137

6.2.5 段跳过指令“／”137

6.2.6 G代码137

6.2.7 X,Y,(I,J),U,V坐标轴142

6.2.8 锥度加工142

6.2.9 M代码143

6.2.10 C代码144

6.2.11 T代码144

6.2.12 子程序144

6.2.13 关于运算145

6.2.14 H代码（补偿）146

6.2.15 代码的初始设置146

6.2.16 R转角功能146

6.3 编程示例147

6.3.1 直线加工147

6.3.2 圆弧加工147

6.3.3 直线圆弧加工147

6.3.4 子程序运用148

6.3.5 图形旋转运用148

6.3.6 部分锥度（此格式只对直线有效）149

6.3.7 上下异形149

6.3.8 过切指令150

6.4 加工参数表150

6.5 错误信息153

第7章 电火花线切割加工实训156

7.1 实训一 电火花线切割机床操作156

7.1.1 实训目的156

7.1.2 实训项目156

7.1.3 实训器材156

7.1.4 实训内容156

7.1.5 实训思考题158

7.2 实训二 CAXA-V2线切割软件编程159

7.2.1 实训目的159

7.2.2 实训项目159

7.2.3 实训器材159

7.2.4 实训内容159

7.2.5 实训思考题162

7.3 实训三 电火花线切割穿丝与找正163

7.3.1 实训目的163

7.3.2 实训项目163

7.3.3 实训器材163

7.3.4 实训内容163

7.3.5 实训思考题165

7.4 实训四 电火花线切割工件装夹与找正165

7.4.1 实训目的165

7.4.2 实训项目165

7.4.3 实训器材165

7.4.4 实训内容165

7.4.5 实训思考题167

7.5 实训五 角度样板的电火花线切割加工167

7.5.1 实训目的167

7.5.2 实训项目167

7.5.3 实训器材167

7.5.4 实训内容167

7.5.5 实训思考题168

7.6 实训六 自制工件压板垫块的电火花线切割加工169

7.6.1 实训目的169

7.6.2 实训项目169

7.6.3 实训器材169

7.6.4 实训内容169

7.6.5 实训思考题170

7.7 实训七 电极扁夹的电火花线切割加工170

7.7.1 实训目的170

7.7.2 实训项目170

7.7.3 实训器材170

7.7.4 实训内容170

7.7.5 实训思考题172

7.8 实训八 电火花线切割跳步加工172

7.8.1 实训目的172

7.8.2 实训项目172

7.8.3 实训器材172

7.8.4 实训内容172

7.8.5 实训思考题174

7.9 实训九 齿轮的电火花线切割加工174

7.9.1 实训目的174

7.9.2 实训项目174

7.9.3 实训器材174

7.9.4 实训内容174

7.9.5 实训思考题176

7.10 实训十 文字的电火花线切割加工176

7.10.1 实训目的176

7.10.2 实训项目176

7.10.3 实训器材176

7.10.4 实训内容176

7.10.5 实训思考题178

7.11 实训十一 矢量图的电火花线切割加工178

7.11.1 实训目的178

7.11.2 实训项目178

7.11.3 实训器材178

7.11.4 实训内容178

7.11.5 实训思考题180

7.12 实训十二 锥度零件的电火花线切割加工181

7.12.1 实训目的181

7.12.2 实训项目181

7.12.3 实训器材181

7.12.4 实训内容181

7.12.5 实训思考题182

7.13 实训十三 上下异形零件的电火花线切割加工183

7.13.1 实训目的183

7.13.2 实训项目183

7.13.3 实训器材183

7.13.4 实训内容183

7.13.5 实训思考题184

第8章 电火花线切割加工机床的安装调试与维护185

8.1 FW1数控线切割机床的安装和调试185

8.1.1 一般线切割机床的安装和调试要求185

8.1.2 FW1数控线切割机床的安装185

8.1.3 FW1数控线切割机床的调试186

8.2 电火花线切割机床的精度检验方法188

8.2.1 机床几何精度的检验188

8.2.2 机床数控精度的检验190

8.2.3 机床工作精度的检验191

8.3 电火花线切割机床精度检验的常用量具192

8.3.1 水平仪192

8.3.2 量块193

8.3.3 千分表193

8.4 电火花加工用的工作液过滤系统193

8.5 电火花加工用的脉冲电源194

8.5.1 对脉冲电源的要求195

8.5.2 线切割脉冲电源的基本组成196

8.6 电火花加工用的伺服进给系统197

8.6.1 先测出工件和电极丝之间的放电间隙197

8.6.2 将测得的间隙电压输入给“变频电路”197

8.6.3 由步进电动机驱动工作台（工件）在X或Y方向进给198

8.7 加工过程中的参数控制199

8.7.1 电火花加工过程中参数控制的目的199

8.7.2 电火花加工过程中参数控制的难度200

8.7.3 控制参数的调整200

8.7.4 适应控制系统202

8.8 电火花线切割加工的数控系统203

8.8.1 逐点比较法轨迹控制插补原理203

8.8.2 逐点比较法插补举例208

8.8.3 逐点比较法插补控制框图210

8.9 数控线切割机床常见故障及排除210

8.9.1 线切割机床常见故障与处理210

8.9.2 线切割机床典型故障分析与处理213

8.9.3 装拆导轮的方法215

8.9.4 电极丝垂直度校正工具及校正方法216

8.10 正确执行安全技术规程217

8.10.1 电火花线切割加工安全操作规程217

8.10.2 正确执行安全技术规程217

下篇 电火花成形加工220

第9章 电火花成形加工基础220

9.1 电火花成形加工（EDM）220

9.1.1 EDM加工条件220

9.1.2 主要电参数对工艺指标的影响221

9.1.3 电极材料的选择223

9.1.4 加工对象及措施224

9.1.5 加工条件的设定224

9.1.6 EDM影响加工精度的因素225

9.1.7 平动加工227

9.1.8 加工中的异常现象及措施229

9.2 电火花加工工艺230

9.2.1 常用工件金属材料230

9.2.2 常用电极材料231

9.2.3 热处理基本知识232

9.2.4 模具方面的知识233

9.2.5 影响加工质量的因素234

9.3 电火花加工机床主要精度和技术指标检验237

9.3.1 电火花成形机床产品的主要质量分等237

9.3.2 电火花穿孔成形加工机床的几何精度239

9.3.3 数控电火花加工机床的数控精度241

9.3.4 电火花穿孔成形加工机床的工作精度（加工技术指标考核）243

9.4 电火花加工的安全技术规程244

9.4.1 电火花加工中的技术安全规程244

9.4.2 正确执行电火花加工安全操作规程245

第10章 SE系列电火花成形机操作247

10.1 SE操作247

10.1.1 手控盒247

10.1.2 准备屏（Alt+F1）247

10.1.3 自动生成程序及加工屏（Alt+F2）249

10.1.4 编辑屏（Alt+F3）250

10.1.5 其他屏251

10.1.6 机床操作251

10.1.7 脉冲宽度、脉冲间隙、管数设定值与实际值对应表253

10.1.8 加工面积与最佳粗糙度Ra的关系253

10.2 ISO代码编程253

10.2.1 代码一览表253

10.2.2 概要254

10.2.3 段254

10.2.4 顺序号255

10.2.5 段跳过指令“／”255

10.2.6 G代码255

10.2.7 X,Y,Z（I,J,K）坐标轴257

10.2.8 M代码257

10.2.9 C代码257

10.2.10 T代码258

10.2.11 子程序258

10.2.12 关于运算258

10.2.13 H代码258

10.2.14 代码的初始设置259

10.2.15 R转角功能259

10.3 SE编程示例259

10.3.1 圆形无平动加工程序260

10.3.2 圆形有自由平动加工程序261

10.3.3 方形有伺服平动加工程序262

10.3.4 多孔位加工程序263

10.3.5 螺纹加工程序263

10.3.6 斜孔加工程序264

10.3.7 向两个方向分别加工的程序264

10.3.8 C轴加工螺纹的程序265

10.3.9 圆周上多孔加工程序265

10.3.10 换电极加工程序265

10.3.11 多坐标系加工266

10.4 SE提示信息266

10.5 加工参数表270

10.5.1 铜打钢——最小损耗参数表270

10.5.2 铜打钢——标准型参数表271

10.5.3 铜打钢——最大去除率参数表271

10.5.4 铜打钢——反向工艺参数表272

10.5.5 困难条件下的铜打钢参数表——半精／精加工272

10.5.6 困难条件下的铜打钢参数表——粗加工272

10.5.7 铜打钢（盲孔加工）——最小损耗参数表273

10.5.8 铜打钢（盲孔加工）——标准型参数表273

10.5.9 铜打钢（盲孔加工）——最大去除率参数表273

10.5.10 铜打硬质合金——最小损耗参数表273

10.5.11 铜打硬质合金——最大去除率参数表274

10.5.12 铜钨打硬质合金——最大去除率参数表274

10.5.13 铜打硬质合金——标准型参数表274

10.5.14 铜钨打硬质合金——标准型参数表275

10.5.15 铜钨打硬质合金——孔参数表275

10.5.16 普通石墨打钢——最小损耗参数表275

10.5.17 普通石墨打钢——标准型参数表276

10.5.18 普通石墨打钢——最大去除率参数表276

10.5.19 细石墨打钢——最小损耗参数表276

10.5.20 细石墨打钢——标准型参数表277

10.5.21 细石墨打钢——最大去除率参数表277

10.5.22 普通石墨打钢——扩展电流最小损耗参数表278

10.5.23 普通石墨打钢——扩展电流标准值参数表278

10.5.24 普通石墨打钢——扩展电流最大去除率参数表278

第11章 电火花成形加工实训279

11.1 实训一 电火花成形机床操作279

11.1.1 实训目的279

11.1.2 实训项目279

11.1.3 实训器材279

11.1.4 实训内容279

11.1.5 实训思考题282

11.2 实训二 电火花冲孔落料模工具电极设计282

11.2.1 实训目的282

11.2.2 实训项目282

11.2.3 实训器材283

11.2.4 实训内容283

11.2.5 实训思考题284

11.3 实训三 电火花型腔模工具电极设计284

11.3.1 实训目的284

11.3.2 实训项目284

11.3.3 实训器材284

11.3.4 实训内容284

11.3.5 实训思考题286

11.4 实训四 电火花工具电极找正286

11.4.1 实训目的286

11.4.2 实训项目286

11.4.3 实训器材286

11.4.4 实训内容286

11.4.5 实训思考题288

11.5 实训五 电火花工件电极的装夹与定位289

11.5.1 实训目的289

11.5.2 实训项目289

11.5.3 实训器材289

11.5.4 实训内容289

11.5.5 实训思考题290

11.6 实训六 电火花自动多步加工291

11.6.1 实训目的291

11.6.2 实训项目291

11.6.3 实训器材291

11.6.4 实训内容291

11.6.5 实训思考题293

11.7 实训七 去除断在工件中的钻头和丝锥的电火花加工293

11.7.1 实训目的293

11.7.2 实训项目293

11.7.3 实训器材293

11.7.4 实训内容293

11.7.5 实训思考题294

11.8 实训八 内六角套筒的电火花加工294

11.8.1 实训目的294

11.8.2 实训项目294

11.8.3 实训器材294

11.8.4 实训内容294

11.8.5 实训思考题296

11.9 实训九表面粗糙度样板的电火花加工296

11.9.1 实训目的296

11.9.2 实训项目296

11.9.3 实训器材296

11.9.4 实训内容296

11.9.5 实训思考题297

11.10 实训十 工件套料的电火花加工297

11.10.1 实训目的297

11.10.2 实训项目298

11.10.3 实训器材298

11.10.4 实训内容298

11.10.5 实训思考题298

第12章 电火花加工工艺299

12.1 电极299

12.1.1 电极材料及其加工性能299

12.1.2 电极设计要点301

12.1.3 影响电极损耗的主要问题302

12.1.4 电极夹头306

12.2 数控电火花成形加工的一般规律308

12.2.1 参数的设置规律308

12.2.2 常见问题及其处理方法312

附录315

附录1 《电切削工（职业代码：6-04-03-01）》职业技能鉴定（初级）考核样题及参考答案315

附录2 《电切削工（职业代码：6-04-03-01）》职业技能鉴定（中级）考核样题及参考答案318

附录3 《电切削工（职业代码：6-04-03-01）》职业技能鉴定（高级）考核样题及参考答案321

附录4 《电切削工（职业代码：6-04-03-01）》技师、高级技师技能大赛相关题库及解答324

参考文献341