熔化材料还会大量抛出。因为放电过程产生气泡，随着脉冲电流的增大，气泡内压力增高。电流经过最大值后，汽化速度降低，气泡内的压力降低，气泡壁上蒸汽冷凝以及液体运动的惯性均导致气泡内压力的降低，电流结束后，气泡继续扩展，残余蒸汽继续冷凝，致使气泡内压力急剧下降，甚至降到大气压力以下，形成局部真空，使高压力下溶解在熔融和过热的气体放出，材料本身沸腾，使得熔融的液滴和蒸汽从小坑中再次抛出，至此放电小坑最后形成。总之，材料的抛出是热爆炸力电磁力流体动力的等综合作用的结果。图.线切割时的极间电压波形.电火花线电火花,切割,加工,试验,实验,参数,优化,分析,毕业设计,全套,图纸第章引言.电火花线切割的发展.电火花线切割机床的分类.电火花线切割的加工环境.本章小结第二章电火花线切割加工的机理及应用.电火花线切割加工原理.电火花线切割加工物理过程.电火花线切割加工的特点.电火花线切割加工的局限性.电火花线切割加工的应用.本章小结第三章电火花加工设备.机床传动系统.机床操作步骤.机床控制系统.本章小结第四章加工试验及分析.试验简介.电极工具头制作.本章小结第五章试验总结体会及前景.实验总结.体会.前景.本章小结致谢参考文献第章引言电火花线切割的发展电火花线切割机简称，属电加工范畴，是由前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。线切割机也于年发明于前苏联，我国是第个用于工业生产的国家。目前电火花线切割加工技术的研究与发展趋势主要表现在以下几个方面.新型走私系统.油基工作液.自动化，人工智能技术．微细电火花线切割加工.多次切屑工艺今后的趋势是将在以下几个方面进行深人开发研究开发和完善开放式的数控系统。目前高速走丝电火花线切割机所用的数控软件是在基础上开发的，有很大的局限性，难于进步扩充其功能。现在应加速向以机为基础的开放式多任务管理与控制系统发展，以便充分开发机的资源，扩充数控系统功能。继续完善数控电火花线切割加工的计算机绘图自动编程加工规机控制及其缩放等功能，扩充自动定位自动找中心低速走丝及自动穿丝高速走丝及自动紧缩等功能，提高电火花线切割加工的自动化程度。研究放电间隙状态数值检测技术，建立伺服控制模型，开发加工过程伺服进给自适应控制系统。为了提高加工精度，还应对传动系统的丝距误差及传动间隙进行精确检测，并利用机进行自动补偿。开发和完善数值脉冲电源，并在工艺试验基础上建立工艺数据库，开发加工参数优化选取系统，以帮助操作者根据不同的加工条件和要求合理选用加工参数，充分发挥机床潜力。深人研究电火花线切割加工工艺规律，建立加工参数的控制模型，开发加工参数自适应控制系统，提高加工稳定性。进步开发有自主版权的电火花线切割和人工智能软件。积极采用现代技术，促进电火花线切割技术发展今后的电火花线切割技术开发研究将会涉及到用激光测量技术来分析研究机床零部件的制造质量用有限元技术来分析机床结构的力学性能和热稳定性用陶瓷等新材料来制造机床的关键零部件及其工夹具用模糊控制技术来开发伺服进给和加工参数控制系统用人工神经网络技术来研究各种复杂系统的输入量与输出量之间的关系,并建立相关的神经网络模型用数值模拟计算机仿真技术上的各种疑难问题，并预测其结果用专家系统或人工智能系统来控制加工过程等。.电火花线切割机床的分类电火花线切割机床根据电极丝的运行方向和速度电火花线切割机场通常风味两大类类是往复高速走丝电火花线切割机床，般走丝速度为,这是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式另类是单向低速走丝电火花线切割机床，般走丝速度低于.，这是国外生产和使用的主要机种。按电极丝运动轨迹的控制形式分靠模仿形控制电火花线切割机床靠模仿形电火花线切割机床，其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的靠模，加工时把工件毛坯和靠模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧的贴着靠模边缘作轨迹运动，从而切割出与靠模形状和精度相同的工件。二光电跟踪控制电火花线切割机床光电跟踪控制电火花线切割机床，其在进行线切割前，先根据零件图样按定比例描绘出张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上，跟踪台上的光点头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气机械的联动，控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动，从而切割出与图样形状相同的工件。三数字程序控制电火花线切割机床数字程序控制电火花线切割机床，采用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工，不需要制作靠模样板也无需绘制放大图，比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围，目前国内外以上的电火花线切割人机床都以采用数字化。按加工尺寸范围分类按加工尺寸范围可分为大，中，小型，还可以分为普通型于专用型等。目前国内外的线切割机床采用不同水平的微机数控系统，从单片机，单板机到卫星计算机系统，般都还具有自动编程的功能。.电火花线切割的加工环境环境的选择与线切割电放电加工设备及其操作人员有直接关系，环境选择的好坏有以下影响其，损坏设备性能及精度，使其机床寿命缩短其二，影响工件加工精度，造成品质不良其三，对操作者的安全及身体健康也有危害。故而，在环境场所的选择应考虑以下事项．满足线切割机床所要求的空间尺寸．选择能承受机床重量的场所．选择没有振动和冲击传入的场所。线切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。．选择没有粉尘的场所，避免流众多的通道旁边。线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命。线切割放电机器属于计算机控制，计算计所使用的磁盘对空气中灰尘的要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘。线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。因此，机台防尘网要经常清洁。．选择温度变化小的场所，避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的地方。高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，般为室温。由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变化太大则会对机器使用寿命造成严重影响。．选择屏蔽屋因线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境。．选择通风条件好，宽敞的厂房，以便操作者和机床能在最好的环境下工作.图.为电火花线切割加工机床.本章小节本章节主要是对电火花线切割的发展介绍，了解电火花线切割的未来发展和目前电火花线切割加工技术的研究与发展趋势。了解电火花线切割机床的分类以及加工环境，为以后的加工提供理论的支持。第二章电火花线切割加工的机理及应用.电火花线切割加工原理电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细金属导线铜丝或者钼丝作电极，利用脉冲电源对工件进行脉冲火花放电，利用数控技术控制电极丝相对工件运动，可切割成形各种二维三维表面。自由正离子和电子在场中积累，很快形成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，形成个等离子区，并很快升高到到度的高温，在两导体表面瞬间熔化些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成个气泡，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。然后通过控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀致，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。图.电火花线切割原理绝缘底板工件脉冲电源钼丝导向轮支架贮丝筒低速走丝线切割加工基本原理低速走丝电火花线切割机床的电极丝作低冲单向运动,般走丝速度为.。低速走丝电火花线切割加的电极丝为黄铜丝镀锌黄铜丝或者钼丝，电极丝直径般为。图.所示为低速走丝电火花线切割工艺装置示意图。电极丝的路径是从储丝筒出来，经过上导轮后穿过要切割的工件，再经过下导轮，被收丝筒没收或排出不再重复使用。被切割的工件固定在工作台上，被切割面水平放置。在切割过程中，工件在工作台上受电动机的拖动，在水平方向按照预置的轨迹伺服运动，电极丝除了由上至下不停运转外，还可以下导轮为轴心，上导轮在上拖板的拖动下按预置轨迹作方向的运行，这些运动的合成可以切割出不同曲面及锥面的工件。脉冲电源的正负极性通过进电块分别加在工件和电极丝上，为放电加工提供脉冲能量。低速走丝的加工方式般为浸液式，工作液为去离子水，与高速走丝线切割相比，低速走丝对工作液的要求比较高，工作液的电阻率离子数量杂质含量都要严格控制在允许范围内。由于低速走丝的电极丝张力可以得到很好的控制，电极丝的振幅影响比较小，在加上工作液的电阻率也比高速走丝的电阻率高许多，因此低速走丝线切割加工时，间隙电压以及伺服跟踪速度与电火花成形加工相似。脉冲电源工件工作液箱去离子水泵储丝筒工作台轴电动机数控装置轴电动机收丝筒电极丝进电块图.低速走丝电火花线切割工艺装置示意图高速走丝线切割加工基本原理高速走丝电火花线切割机床的主要特点是电极丝作高速往复运动，般走丝速度为，电极丝的直径为为，电极丝的材料为钼丝。图.所示为高速走丝电火花线切割工艺装置示意图。它是利用电极丝作为工具电极进行切割的，电极丝穿过工件上预钻好的小孔，经导轮由储丝筒带动电极丝作正反向交替运转。加工能量由脉冲电源供给，靠进电块分别加在电极丝及工件两端。工件安装在工作台上，由数控装置按加工要求发出指令，控制执行电动机带动工作台在水平两个坐标方向移动，加工出的零件截面形状与设计轨迹完全相同。如果机床带有锥度切割装置，上下导轮受步进电动机驱动的十字托板控制，使电极丝与中心线偏移角度，并与轴的运动轨迹合成来实现锥度加工，从而可以实现各种变截面零件加工。在加工时，由喷嘴将工作液以定的压力喷向加工区。高速走丝线切割加工因为电极丝往复运动后容易松丝，张力不好控制，电极丝振动明显，极间短路是不可避免的。为了抑制电极丝的振幅，般都采用过跟踪方法控制切割的进给速度，换句话说就是加工过程中，间隙电压偏短路。为了避免由于频繁短路造成烧丝现象发生，利用提高电极丝的运转速度，靠高速运转的电极丝向放电间隙内带人的工作液的速度加快，冲液量加大，蚀除物更有效地排出，同时有助于断弧和消除电离，这也是高速走丝线切割的电极丝运行速度相对较高的