广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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《特种加工技术》教案
2016 学年第 2 学期
课程类型： 理实一体化 授课班级： 15级数控技术 授课教师： 蔡文华
2016年 9月 21 日
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一体化教案
小批量零件的线切割加工 1．掌握电火花线切割加工的原理、特点及应用； 2．了解电火花线切割加工的基本工艺规律； 3．熟悉电火花线切割加工机床的组成及各部分 的功用。 课题名称 理论课时 2 实训课时 2 课题目标 合计课时 4 授课日期 2016.10.15 教 具 多媒体、实物、挂图等 教学重点 掌握电火花线切割加工原理、特点、应用。 教学难点 电火花线切割加工机床。 教学回顾 说明 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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教 学 过 程
一、组织教学。（5分钟） 1、点名并登记好出勤情况。 2、讲解注意事项、检查学生自身安全隐患并排除。 3、让学生合编成几个小组、以小组组长为每组负责人。 二、导入新课。（5分钟） 电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WCEDM)自20世纪50年代末诞生以来，获得了极其迅速的发展，已逐步成为一种高精度和高自动化的电加工方法。在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的制造等方面获得了广泛应用。目前电火花线切割机床已占电加工机床的60％以上。 电火花线切割加工是一种用线状电极做工具的电火花加工，又称线电极电火花加工。其特点是电极丝作双向高速的走丝运动，工件相对电极作X、Y方向的任意轨迹运动，直接利用电能、热能进行尺寸加工的一种工艺方法。 三、理论新授。 （一）电火花线切割加工原理、特点、应用（35分钟）（重点讲解） 1、电火花线切割加工的发展 电火花线切割加工历经半个多世纪的发展，已经成为先进制造技术领域的重要组成部分。电火花线切割加工不需要制作成形电极，能方便地加工形状复杂、大厚度的工件，且工件材料的预加工量少，因此在模具制造、新产品试制和零件加工中 得到了广泛应用。 2、电火花线切割加工的原理（结合实物讲解） 电火花线切割加工原理
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1—储丝筒； 2—支架； 3—导向轮； 4—钼丝； 5—脉冲电源； 6—工件； 7—绝缘底板 3、电火花线切割加工与电火花成形加工的异同 1）电火花线切割加工与电火花成形加工的共同点 （1）电火花线切割加工的电压、电流波形与电火花成形加工基本相似。 （2）电火花线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花成形加工基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。 2）电火花线切割加工与电火花成形加工的不同点 （1）电火花线切割加工以很细的金属丝为工具电极，可加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件,但不能加工盲孔。 （2）电火花线切割加工不需要制造特定形状的电极，大大降低了工具电极的设计和制造费用，靠数控技术实现复杂的切割轨迹，缩短了生产准备时间，加工周期短，这不仅对新产品的试制很有意义，也增加了大批量生产的快速性和柔性。 （3）电火花线切割加工由于采用移动的长电极丝（快速走丝时）或一次性电极丝（慢速走丝时）进行加工，使单位长度电极丝的损耗较少，从而对加工精度的影响小。但是另一方面，也正是由于工具电极是直径较小的细丝，故脉冲宽度、平均电流等不能太大，加工工艺参数的范围较小，属于中、精正极性电火花加工，工件常接脉冲电源正极。 （4）电火花线切割加工进行轮廓加工时所需加工的余量小，能有效地节约贵重的材料。 （5）电火花线切割加工是采用乳化液或去离子水的工作液，不易引燃起火，可实现安全无人运转。 （6）电火花线切割加工的电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。 （7）电火花线切割加工依靠数控系统的线径偏移补偿功能使冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。 （8）电火花线切割加工一般没有稳定电弧放电状态。 （9）电火花线切割加工可加工任何复杂形状的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批量零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。 （二）电火花线切割加工机床（20分钟）（难点，通过观看视频方法讲解） 1、常用电火花线切割机床的种类 （1）按走丝速度分类① 高速走丝线切割机床 ② 低速走丝线切割机床 （2）按控制轴的数量分类① X、Y两轴控制， ② X、Y、U、V四轴控制。 （3）按步进电动机到工作台丝杠的驱动方式分类 ① 经减速齿轮驱动丝杠 ② 由步进电动机直接驱动丝杠 （4）按丝架结构形式分类 ① 固定丝架 ② 可调丝架 2、常用电火花线切割机床的主要性能 ① 机床与高频脉冲电源柜配套使用。 ② T形床身结构，可使工作台完全在床身内运动，提高了机床刚性，有效保证了工作台运动精度，使机床稳定可靠。 ③ 机床采用大型可调式线架，结构合理，刚性好，适于大厚度切割，可调范围根据机床型号的不同分为100~300mm 、100~400mm或100~500mm。 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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④ 锥度线架采用独特的四连杆技术，可实现大锥度切割。锥度加工时上下导轮同步旋转，既保证了加工精度和光洁度，又可有效地防止锥度加工时的跳丝现象。 （三）电火花线切割基本规律（15分钟） 1、切割速度及其影响因素 高速走丝的切割速度通常是指平均切割速度，目前高速走丝机实用的切割速度为60～80mm2/min，在使用复合工作液（佳润系列产品）后切割速度可以达到100～150mm2/min，它与加工电流大小有关。 低速走丝切割大多采用多次切割加工工艺。 蚀除速度指的是在单位时间内蚀除的工件材料体积，与切割速度及切缝宽度有关。 影响电火花线切割切割速度的因素 2、电参数对加工的影响 在一定范围内，切割速度随脉冲放电峰值电流的加大而增加；但当脉冲放电峰值电流达到某一临界值后，电流的继续增加会导致极间冷却条件恶化，加工稳定性变差，切割速度呈现饱和甚至下降趋势。
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3、电极丝对加工的影响 在高速走丝加工中，电极丝的丝径损耗直接影响切割加工的精度。 电极丝损耗是指电极丝在切割工件一定面积后直径的变化量。 影响因素：主要有脉冲参数、脉冲电源波形、电极丝材质、工件材质以及工作液性能等。 电极丝的损耗也与加工系统和工作介质有关。 脉冲宽度对电极丝损耗的影响 脉冲宽度对电极丝损耗的影响 四、小结（5分钟） 1、了解电火花线切割加工的基本工艺规律； 2、了解电火花线切割加工机床的分类。 五、实操 （一）电火花线切割加工工艺知识讲解（40分钟） 1、大致分为如下四个步骤 ① 对工件图样进行审核及分析，并估算加工工时； ② 工作准备，包括机床调整、工作液的制配，电极丝的选择及校正，工件准备等； ③ 加工参数设定，包括脉冲参数及进给速度调节； ④ 程序编制及控制系统制作。 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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电火花线切割加工工艺路线安排 2、穿丝孔加工的目的（结合实物讲解） 切割凸形零件有无穿丝孔比较 3、工件的一般装夹 1）高速走丝线切割加工工件的装夹特点 （1）装夹时夹紧力要求不大。 （2）对切缝周围的材料余量没有要求。 （3）一般采用悬臂支撑或桥式支撑方式装夹。 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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桥式支撑 2）低速走丝工件的安装 支撑螺柱与上机头部件产生碰撞示意图 （二）电火花线切割机床的基本操作实例（结合实物讲解）（30分钟） 1、操作前的准备 1）将工作台移动到中间位置。 2）摇动储丝筒，检验拖板往复运动是否灵活，调整左右撞块，控制拖板行程。 3）开启总电源，启动走丝电机，检验运转是否正常，检查拖板换向动作是否可靠。换向时“高频电源”是否自行切断，并检查限位开关是否起到停止走丝电机的作用。 4）工作台作纵横向移动，检查输入信号与移动动作是否一致。 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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2、机床的操作程序 1）安装钼丝 2）穿丝 3）垂直找正块的使用方法 4）安装工件 钼丝的安装 3、电火花线切割机床常见的故障与排除方法 序 加工故障 产 生 原 因 号 1 排 除 方 法 工件表面钼丝松、抖动导轮和轴按排除松丝或抖丝方法处理，检丝痕大 承坏 查更换导轮及轴承。 导轮转动导轮磨损过大，轴承精更换导轮，更换轴承， 调整轴向2 不灵活导轮度降低，轴向间隙大，工间隙，清除轴承脏物，充分润滑。 跳动有噪音 作液进入轴承。 3 丝 抖 钼丝松动，导轮轴承精更换导轮，导轮轴承检查调整导度低，导轮槽磨损。 轮轴承，重新张紧或更换钼丝。 4 高频电源电规准选择不调整电规准，更换工作液，检查烧 丝 当，工作液太脏，及供应高频电源检测电路及数控装置变频不足，变频跟踪过慢不稳。 电路，跟紧调稳变频。 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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钼丝使用时间长老化变脆， 工作液供应不足或太更换钼丝，正常选择电 规准。增脏，工件厚度与电规准选加工作液流量或更换清洁工作液。择不当，钼丝太紧或抖丝断 丝 检查限位开关，重新卷丝，清洗调严重，限位开关失灵，导整导轮轴承或更换导轮，调整进电轮转动不灵活，导轮进电块位置，使其接触表面良好。 块、断丝保护块磨损过大出沟槽。 5 传动丝杠间隙过大，传调整滚珠丝杠副和减速齿轮间工件精度动齿轮间隙过大，导轮 隙，及传动链中联轴器，检查数控6 不符 装置。更换导轮及轴承，电参数应保持一件加工不变为好。 4、机床的润滑系统 序号 1 2 润滑部位 丝筒拖板导轨 丝筒拖板丝杠副 润滑油脂类别 20# 20# 轴承润滑脂 凡士林 黄油 凡士林 黄油 轴承润滑脂 4# 润滑方式 注油 压配式压注油杯 填封 注油换 油周 次数 期 1 1 3 丝筒支架轴承 1 4 工作台导轨 填封 1 5 滚珠丝杠副 填封 1 6 7 8 滚珠丝杠轴承 导轮轴承 填封 注油 填封 2 1 1 可调线架丝杠支轴承润滑撑轴承 脂 广东工贸职业技术学院成人教育（广州南华工贸技工学校教学点）
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六、实操小结。（3分钟） 掌握电火花线切割加工基本原理。 七、课后作业。（2分钟） 电火花线切割加工基本原理？ 八、整理清洁。（5分钟） 1、设备恢复和整理 2、整理工量具 3、教学场地的清洁 4、人走五关（关门、关窗、关灯、关风扇、关工具箱）
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六、实操小结。（3分钟） 掌握电火花线切割加工基本原理。 七、课后作业。（2分钟） 电火花线切割加工基本原理？ 八、整理清洁。（5分钟） 1、设备恢复和整理 2、整理工量具 3、教学场地的清洁 4、人走五关（关门、关窗、关灯、关风扇、关工具箱）