数控电火花线切割加工及编程-wenkub

　

【正文】 工时，最好采用夹具，以提高生产效率；细小、精密、薄壁的工件应固定在不易变形的辅助夹具上。 (2) 选择某些工艺基准作为电极丝的定位基准，用来将电极丝调整到相对于工件正确的位置。除此以外，还要分析零件的形状及材料热处理后的状态，考虑会不会在加工过程中发生变形，哪些部位最容易变形。首先对零件图进行分析以明确加工要求。 cm) ～ 50 10 ～ 100 最高切割速度 / (mm2/ min ) 300 300 ( 国外 ) 最高尺寸精度 / mm  1  05 表面粗糙度 /  m 数控装置 开环、步进电机形式 闭环、半闭环、伺服电机 程序形式 3B 、 4B 程序，国际 ISO 代码程序 国际 ISO 代码程序 第 章 数控电火花线切割加工及编程 数控电火花线切割加工工艺 数控线切割加工时，为了使工件达到图样规定的尺寸、形状位置精度和表面粗糙度要求，必须合理制定数控线切割加工工艺。此外，还配备了电极丝张力调节机构，使电极丝在慢速运动过程中平稳、均匀、抖动小，所以在加工高精度零件时，慢速走丝数控线切割机床得到了广泛的应用。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 电火花线切割机的种类 1．快速走丝数控线切割机床 快速走丝数控线切割机床通常使用钼丝作为电极，线切割速度可达 300 mm2/min，即单位时间 (每分钟 )内电极丝中心线在工件上切过的面积总和为 300 mm2；切割零件的表面粗糙度值 Ra一般为 ～ μm，最佳 Ra也只有 1 μm；线切割零件的加工精度在 ～ mm之间。 (3) 加工零件。线切割机还可以用于加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑料模等通常带锥度的模具。 (8) 当零件无法从周边切入时，工件上需钻穿丝孔。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 (4) 电极丝在加工中是移动的，不断更新 (低速走丝 )或往复使用 (高速走丝 )，可以完全或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 电火花线切割具有电火花加工的共性，金属材料的硬度和韧性并不影响加工速度，常用来加工淬火钢和硬质合金；对于非金属材料的加工，也正在研究，当前绝大多数的线切割机都采用数字程序控制。在移动的同时，电极和工件间不断地产生放电腐蚀现象，工作液通过喷嘴注入，将电蚀产物带走，最后在金属工件上留下细丝切割形成的细缝轨迹线，从而达到了使一部分金属与另一部分金属分离的加工要求。脉冲电源对放电加工的加工速度、工件的表面质量、加工过程的稳定性和工具电极的损耗等技术经济指标有很大的影响。电火花线切割一般采用去离子水或乳化液。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 (3) 工件与工具之间必须保持合理的距离 (即放电间隙 )。为了使电火花放电产生的热量来不及传导扩散出去，而是形成极小范围的瞬时高温，使金属局部熔化、气化，放电时间必须极其短促，一般小于 1 ms。当电压升高时，会在某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，产生火花放电，瞬时高温使电极和工件表面都被蚀除 (熔化或气化 )掉一小块材料，各自形成一个小凹坑。第 章 数控电火花线切割加工及编程 第 5章 数控电火花线切割加工及编程 数控电火花线切割加工 数控电火花线切割编程 小结 思考与练习题 第 章 数控电火花线切割加工及编程 数控电火花线切割加工 电火花加工概述 1. 电火花加工的物理本质 电火花加工是建立在“电蚀现象”基础上的，即在一定介质中，通过工具电极和工件之间脉冲性火花放电的电腐蚀作用来蚀除多余的金属，从而获得所需零件的尺寸、形状及表面质量。电火花加工实际是电极和工件间的连续不断的火花放电。放电之后，为使介质有足够的时间恢复到绝缘状态，还需要有一定的放电停歇时间，否则，会引起持续的电弧放电。如果两极间距大于放电间隙，则介质不能被击穿，无法产生火花放电；如果两极间距小于放电间隙，则会导致积炭，甚至发生电弧放电。绝缘介质是实现电火花放电的必要条件。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 电火花线切割机的工作原理与特点 1．电火花线切割机的工作原理 数控线切割加工的基本原理是利用移动的细金属丝 (铜丝或钼丝 )作为工具电极 (接高频脉冲电源的负极 )，对工件(接高频脉冲电源的正极 )进行脉冲火花放电而切割成所需的工件形状与尺寸。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 图 快速走丝线切割加工原理 第 章 数控电火花线切割加工及编程 2．电火花线切割的特点 和电火花成型机床不同，线切割是利用电极来进行加工的。其工艺特点为： (1) 不像电火花加工那样制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的细金属丝 (铜丝或钼丝等 )作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。 (5) 依靠计算机对电极丝轨迹的控制和偏移轨迹的计算，可方便地调整凹凸模具的配合间隙；依靠锥度切割功能，有可能实现凹凸模一次加工成型。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 电火花线切割机的用途 数控线切割加工为新产品的试制、精密零件及模具加工开辟了一条新的途径，主要应用于以下几个方面： (1) 加工模具。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 (2) 加工电火花成型加工用的电极。在试制新产品时，用线切割机在板料上直接割出零件，由于不需另行制造模具，因而可大大缩短制造周期、降低成本。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 2．慢速走丝数控线切割机床 慢速走丝数控线切割机床使用铜丝作为电极，且铜丝仅使用一次，不重复使用。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 在选择数控线切割机床时一般都选快速走丝数控线切割机床，只有在加工高精度零件时，才选择慢速走丝数控线切割机床。只有工艺合理，才能高效率地加工出质量好的工件。其次，对工件上已加工表面进行分析，确定哪些面可以作为工艺基准，采用什么方法定位。线切割加工往往是最后一道工序，如果发生变形，则难以弥补，应在加工中采取措施，制定出合理的加工路线。对于以底平面作主要定位基准的工件，当其上具有相互垂直而且又同时垂直于底平面的相邻侧面时，应选择这两个侧面作为电极丝的定位基准。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 装夹方法主要有以下几种： (1) 悬臂式装夹。如图 ，这种方式装夹方便、稳定，定位精度高，但不适于装夹较大的零件。如图 ，这种方式是根据常用的工件形状和尺寸，采用有通孔的支撑板装夹工件，装夹精度高，但通用性差。这种方式可节省工件找正和调整电极丝相对位置等的辅助工时，易保证工件加工的一致性。若沿工件端面加工，则放电时电极丝单向受电火花冲击力，使电极丝运行不稳定，难以保证尺寸和表面精度。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 图 加工路线选择之二 (a) 错误，从同一穿丝孔开始加工； (b) 正确，从不同穿丝孔开始加工 第 章 数控电火花线切割加工及编程 2．电极丝的选择和穿丝孔位置的确定 1) 电极丝的选择 电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性，抗拉强度高、材质均匀。钼丝抗拉强度高，适用于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在 ～ mm范围内。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 2) 穿丝孔位置的确定 (1) 当切割凸模需要设置穿丝孔时，位置可选在加工轨迹的拐角附近，以简化编程。 穿丝孔的设置具有一定的灵活性，应根据具体情况确定。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 1) 脉冲参数的选择 (1) 脉冲宽度。 (2) 脉冲间隙。峰值电流是指放电电流的最大值。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 2) 机械参数的选择 (1) 走丝速度。但走丝速度过高，将引起机械振动，易造成断丝。进给速度要维持接近工件被蚀除的线速度，使进给均匀平稳。放电间隙脉冲电压幅值经分压后作为检测信号，按其大小转变为相应的频率，驱动步进电机进给，从而控制进给速度。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 在电火花线切割中，进给速度对表面粗糙度的影响较大。对淬火后低温回火的工件用电火花线切割进行大面积去除金属和切断加工时，会因材料内部残余应力发生变化而产生很大变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。加工淬火钢，使电阻率在 2 104Ω乳化液是由乳化油和工作介质配制 (浓度为 5%～ 10%)而成的。 (3) 具有较好的冷却性能。加工过程中如果电流表指针经常向小的方向摆动，则表示有瞬时开路，可提高变频进给速度；反之，如果电流表指针经常向大的方向摆动，则表示有瞬时短路，应减慢变频进给速度。若剩下电极丝还可使用，则直接在工件预孔中重新穿丝，并在人工紧丝后重新进行加工。如果割错的部分是在废料上，则工件还可挽救；否则，工件只得报废。但是，即便加工参数相同，对不同的工件厚度，这个进给速度是不一样的。 2) 坐标值 X、 Y 一般规定只输入坐标的绝对值，其单位为 μm， μm以下应四舍五入。对于平行于 X轴或 Y轴的直线，即当 X或 Y为零时， X或 Y值均可不写，但分隔符号必须保留。以直线的起点为切割坐标系的原点，若直线终点坐标 (Xe， Ye)落在阴影区域内，则计数方向取 GY；若直线终点坐标 (Xe， Ye)落在阴影区域外，则计数方向取 GX；若直线终点正好在 45176。线上，则计数方向可任意选取。 加工如图 OA，其终点为 A(Xe,Ye)，OA斜线与 X轴夹角大于 45176。加工如图 (b)所示的圆弧，因 |Xe|＞|Ye|，故计数方向取 GY， J为各象限的圆弧段在 Y轴上投影长度的总和，即 J＝ JY1＋ JY2＋ JY3。 (2) 与坐标轴相重合的直线，根据进给方向，其加工指令可按图 (b)选取。由于大多数机床通常都只具有直线和圆弧插补运算的功能，因此对于非圆曲线段，应采用数学的方法，将非圆曲线用一段一段的直线或小段圆弧去逼近。程序为： B5000 BB010000 GY SR2 第 章 数控电火花线切割加工及编程 图 加工斜线 第 章 数控电火花线切割加工及编程 图 加工与Ｙ轴正方向重合的直线 第 章 数控电火花线切割加工及编程 图 加工半圆弧 第 章 数控电火花线切割加工及编程 例 加工如图 1/4圆弧，加工起点的坐标为 A(， )，终点的坐标为 B(－ ， )。m 计数长度： JYAC＝ 9000 181。m＝ 25440 181。 该凸模由三段直线与一段圆弧组成，编程时还应增加钼丝从工件外部切入到轮廓线的引入段和从轮廓结束顺原路径引出的程序段。→C39。→A39。为使图形不出现尖角，常在图形尖角处用半径 r小于 0. 1 mm的小圆弧平滑过渡，可以认为工件的形状几乎无改变。这样，为了用对编程轨迹编制的 3B格式程序来切割补偿后的电极丝中心轨迹，只要在切割圆弧时增加切割圆弧半径 R和图形凸、凹信息即可形成 4B程序格式。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 ISO格式程序编制 我国快速走丝数控电火花切割机床常用的 ISO代码指令与国际上使用的标准基本一致。 (2)  X, Y为工作台的运动坐标， U, V为斜度切割装置的运动坐标，采用不带小数点的格式，单位是 μm。 (5)  C为加工条件，用两位数字规定，共 100个，从 C0到 C99。 G92后面直接写 X和 Y坐标值，设定当前位置在所选坐标系中的起始点坐标值，该坐标值一般作为加工程序的起始点。注意 G00指令有效时，一般还没有穿丝。 (2) 一个整圆不能只用一条圆弧插补指令来描述，编程时需要将圆分成两段以上的圆弧。这是一组模态加工指令，缺省状态为 G50。进行锥度加工编程之前，要求给出 W、 H、 S值。在采用 G92设定起始点坐标之前，可以用 G54～ G59选择坐标系。 10) 半程移动 (G82) 利用半程移动指令 G82，可以使电极丝沿指定坐标轴移动指令路径一半的距离。此功能有效后，开丝筒、高频钼丝接近导电体会产生微弱放电。 14) 接触感知解除 (M05) 接触感知解除指令 M05用于解除接触感知 G80。 第 章 数控电火花线切割加工及编程 3．编程举例 例 加工简单图形 —— 线切割加工正方形，如图。 (2) 采用丝半径补偿切割时，进刀线和退刀线不能与程序的第一条边或最后一条边重合或平行。 G92 X0 Y0； W60000； 下导轮中心与工作台面之间的距离为 60 mm H40000； 工件厚度为 40 mm S100000； 上导轮中心到工作台面之间的距离为 100 mm G52 α4；