1、第六章 數(shù)控電火花加工設(shè)備的編程與操作第一節(jié) 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床一、電火花線切割的加工原理與特點(diǎn)1電火花線切割的加工的原理與特點(diǎn) 線切割加工是利用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線（銅絲或鉬絲）做為負(fù)電極，對(duì)導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料的工件（作為正電極）進(jìn)行脈沖火花放電，切割成型的一種工藝方法，如圖6-1所示。2.電火花線切割工藝特點(diǎn)（1）可以完成一般切削加工方法難以或無(wú)法完成的復(fù)雜形狀的工件的加工。（2）適宜于加工低剛度工件及細(xì)小零件。（3）材料的利用率高，能有效地節(jié)約貴重金屬。（4）便于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化控制。（5）使沖模加工的凹、凸模間隙可以任意調(diào)節(jié)。3.電火花線切割加工的應(yīng)用表6-1電火花線切割的應(yīng)用應(yīng)用

2、領(lǐng)域應(yīng)用舉例模具加工沖模、粉末冶金模、拉拔模、擠壓模電火花成型加工的電極加工形狀復(fù)雜的電極、穿孔用電極、帶錐度電極輪廓量具、刀具、樣板的加工各種卡板量具、模板、成形刀具試制品和特殊形狀零件的加工試制件、單件、小批量零件、凸輪、異型槽、窄槽、淬火零件特殊用途、特殊材料零件的加工材料試樣、硬質(zhì)合金、半導(dǎo)體材料、化纖噴嘴二、數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的組成及主要技術(shù)參數(shù)1.數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的組成快走絲和慢走絲線切割機(jī)床的區(qū)別見(jiàn)表6-2?？熳呓z慢走絲線電極材料線徑運(yùn)絲方式運(yùn)絲速度工作液加工精度表面粗糙度鉬絲0.10.25雙向往返循環(huán)300-700m/min乳化液0.01mmRa值為0.631.2

3、5um銅絲0.10.35單向通過(guò)加工區(qū)域，不重復(fù)3m/min左右去離子水0.001mmRa值為0.30.8um表6-2快、慢走絲線切割機(jī)床的區(qū)別2.數(shù)控電火花線切割機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)（1）主要技術(shù)參數(shù)（AP200L慢走絲線切割機(jī)床）最大工件尺寸 300mmx270mmx100mm最大工件質(zhì)量 50kg工作臺(tái)行程（X*Y*Z) 220mmx150mmx120mm輔助軸移動(dòng)距離(U*V) 35 mm*35mm斜度加工角度 7電極絲直徑 0.05 0.20mm電極絲走絲速度 最大15m/min電極絲張力 0.32.5N工作液 去離子水工作液容量 380L工作液過(guò)濾方式 紙質(zhì)過(guò)濾器機(jī)床主體尺寸 205

4、0mmx2665mmx2220mm 機(jī)床主體質(zhì)量 2800kg(2)數(shù)控裝置主要參數(shù)電源輸入規(guī)格 220V 、50HZ用戶(hù)存儲(chǔ)容量 編輯區(qū)域：10MB,保存區(qū)域：50MB 顯示方式 10.4液晶顯示器鍵盤(pán) 標(biāo)準(zhǔn)101鍵盤(pán)指令方式 增量/絕對(duì)輸入范圍 9999 9999.999/ 99 999.9999（可切換）放電加工條件登錄功能 可登1000個(gè)條件C000C999偏置功能 可登1000個(gè)偏置H000H999 子程序嵌套級(jí) 50 坐標(biāo)系個(gè)數(shù) 60聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 4插補(bǔ)功能 直線、圓弧最小指令單位 0.0001mm最小驅(qū)動(dòng)單位 0.0001mm三、數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床的主要裝置1.機(jī)械裝置（1）工

5、作臺(tái) 數(shù)控線切割機(jī)床常采用XY軸向移動(dòng)工作臺(tái)，又稱(chēng)為十字工作臺(tái)，是用來(lái)裝夾工件并相對(duì)線電極進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的部分。（2）走絲系統(tǒng) 快走絲線切割機(jī)床的線電極被整齊地排列在一只由普通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的儲(chǔ)絲筒上，如圖6-2所示。2.脈沖電源裝置 脈沖電源是數(shù)控線切割機(jī)床最重要的組成部分，是決定線切割加工工藝指標(biāo)的關(guān)鍵部件。 脈沖電源組成如圖6-4所示。主振級(jí)前置放大級(jí)功率放大級(jí)低壓直流高壓直流火花間隙圖6-4脈沖電源組成3.工作液與供給系統(tǒng) 工作液的主要作用：能夠恢復(fù)極間絕緣，產(chǎn)生放電的爆炸壓力，冷卻線電極和工件，排除電蝕產(chǎn)物?？熳呓z線切割機(jī)床最常用的工作液是乳化液，慢走絲線切割機(jī)床最常用的是純水。 工作液供

6、給系統(tǒng)主要由電泵、儲(chǔ)液箱、管路、閥、噴頭及過(guò)濾裝置等組成。四、數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床加工程序的編制1.工藝處理（1）圖樣分析（2）工藝基準(zhǔn)的選擇（3）加工路線的選擇（4）穿絲孔位置的確定2.加工程序的編制（1）ISO格式編程 加工起點(diǎn)確定 G92 編程格式：G92 X_Y_; 功能：確定程序的加工起點(diǎn)。 說(shuō)明：X、Y表示起點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。鏡像加工指令 G05G12 在加工和原工件形狀對(duì)稱(chēng)的工件時(shí)，可以利用原來(lái)的程序加上鏡像加工指令，即可方便地得到新程序。鏡像加工指令單獨(dú)成為一個(gè)程序段，在該程序段以下的程序段中XY坐標(biāo)按照一定的關(guān)系式變化，直到取消鏡像指令為止。 編程格式：G05； 功

7、能：X軸鏡像。 關(guān)系式：X=-X編程格式：G06；功能：Y軸鏡像。關(guān)系式:Y=-Y例：N10 G92 X0 Y0; N20 G01 X10000 Y25000; N30 G01 X20000;X軸鏡像后程序段：N10 G92 X0 Y0;N20 G05;N30 G01 X10000 Y25000;N40 G01 X20000;編程格式：G07；功能：X、Y軸交換。關(guān)系式：X=Y,Y=X。例：完成圖6-8的程序編制。編程格式：G08；功能：X軸鏡像、Y軸鏡像（相當(dāng)于同時(shí)執(zhí)行G05、G06)。關(guān)系式：X=-X,Y=-Y。編程格式：G09；功能：先X軸鏡像，再X、Y軸交換（相當(dāng)于同時(shí)執(zhí)行G05后再執(zhí)

8、行G07)。關(guān)系式：X=-X,然后X=Y,Y=X 。編程格式：G10；功能：先Y軸鏡像，再X、Y軸交換（相當(dāng)于同時(shí)執(zhí)行G06后再執(zhí)行G07)。關(guān)系式：Y=-Y,然后X=Y,Y=X 。編程格式：G11；功能：先X、Y軸鏡像，再X、Y軸交換關(guān)系式：X=-X, Y=-Y,然后X=Y。編程格式：G12；功能：取消鏡像。電極絲半徑和放電間隙補(bǔ)償指令G41、G42、G40編程格式：G41 D_;功能：左補(bǔ)償。說(shuō)明：D為電極絲半徑和間隙之和。編程格式：G42 D_;功能：右補(bǔ)償。編程格式：G40 ;功能：取消補(bǔ)償。例6-1 編制一凸模加工程序，如圖6-9所示，電極絲直徑0.15mm,放電間隙0.01mm。程

9、序如下：N10 G92 X-20000 Y-20000;N20 G41 D85;N30 G01 X-10000 Y-10000;N40 G01 X-20000 Y-10000;N50 G02 X-20000 Y10000 I0 J10000;N60 G01 X-10000 Y10000；N70 G01 X-10000 Y20000；N80 G02 X10000 Y20000 I10000 J0；N90 G01 X10000 Y10000；N100 G01 X20000 Y10000；N110 G02 X20000 Y-10000 10 J-10000；N120 G01 X10000 Y-100

10、00；N130 G01 X10000 Y-20000；N140 G02 X-10000 Y-20000 I-10000 J0；N150 G01 X-10000 Y-10000；N160 G40；N170 G01 X-20000 Y-20000；N180 M02；錐度加工指令 G51、G52、G50加工帶錐度的工件時(shí)，用工件下平面尺寸編程。由上平面加工軌跡相對(duì)于下平面加工軌跡的偏置方向決定工件加工后的形狀，分左偏和右偏兩種。另外還要給出下導(dǎo)輪到工作臺(tái)的高度W、工件的厚度H、工作臺(tái)到上導(dǎo)輪的高度S，如圖610所示。 編程格式：G51 A_； 功能：左偏。 說(shuō)明：沿加工軌跡方向看，電極絲上端在底平面

11、加工軌跡的 左邊，如圖611b所示。A為錐度值。 編程格式：G52 A_； 功能：右偏。 說(shuō)明：沿加工軌跡方向看，電極絲上端在底平面加工軌跡的 右邊，如圖611a所示。 編程格式：G50； 功能：取消錐度。 錐度加工左、右偏置示例如圖611所示。 例62 編制一圓臺(tái)加工程序，如圖611a所示。圓臺(tái)底圓直徑40mm，高50mm,錐度為4：1，電極絲直徑為 015 mm，放電間隙0 .01 mm。程序如下：N10 G92 X-30000 Y0；N20 W60000：N30 H50000；N40 S100000：N50 G52 A4；N60 G41 D85；N70 G01 X-20000 Y0；N8

12、0 G02 X20000 Y0 120000 J0；N90 G02 X-20000 Y0 I-20000 J0；N100 G50；N110 G40；N120 G01 X-30000 Y0：N130 M02；(2)3B格式編程 3B指令的程序段格式為B X B y B J G_Z _ ； 符 號(hào)名 稱(chēng)作 用備 注B分隔符分隔X、y、 J ，避免混淆 當(dāng)X或y為零省略時(shí)，分隔符B不能省寫(xiě)X、Y坐標(biāo)值 加工斜線時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)移至加工起點(diǎn)。X， y為終點(diǎn)坐標(biāo)值。加工圓弧時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)移至圓心。X， y為圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值當(dāng)直線平行于坐標(biāo)軸時(shí)，X= y =0符 號(hào)名 稱(chēng)作 用備 注J計(jì)數(shù)長(zhǎng)度 用于控制加工長(zhǎng)度

13、。等于加工線段在選定坐標(biāo)軸上的投影長(zhǎng)度直線：為投影長(zhǎng)度較大的坐標(biāo)軸上的投影圓?。焊飨笙尥队敖^對(duì)值之和G計(jì)數(shù)方向計(jì)數(shù)時(shí)選擇作為投影軸的坐標(biāo)軸方向以Xe，ye表示X和y方向終點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)斜線：當(dāng)| Xe | ye |時(shí)取GX當(dāng)| ye | Xe |時(shí)取Gy，對(duì)圓弧：當(dāng)| Xe | ye |時(shí)取Gy ，當(dāng)| ye | Xe |時(shí)取GXZ加工指令用來(lái)傳達(dá)機(jī)床發(fā)出的命令直線：L1、L2、L3、L4順圓：SR1、SR2、SR3、SR4逆圓：NR1、NR2、NR3、NR4直線：由終點(diǎn)所在象限決定。當(dāng)終點(diǎn)在坐標(biāo)軸上時(shí)，X軸正向?yàn)長(zhǎng)1 ，反向?yàn)長(zhǎng)3 ；Y軸正向?yàn)長(zhǎng)2 ，反向?yàn)長(zhǎng)4 圓?。河蓤A弧起點(diǎn)所在象限決定。當(dāng)起

14、點(diǎn)在坐標(biāo)軸上時(shí)，由切割的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)決定R1、R2、R3、R4五、數(shù)控電火花線切割加工的操作要點(diǎn)數(shù)控電火花線切割加工的工作過(guò)程如圖6-12所示。1.工件的裝夾(1)數(shù)控線切割加工對(duì)工件裝夾的基本要求工件的裝夾基準(zhǔn)面應(yīng)清潔無(wú)毛刺。 夾具精度要高。如圖6-13所示。裝夾工件的位置要有利于工件的找正，并能滿(mǎn)足加工行程的需要。裝夾工件的作用力要均勻，不得使工件變形。加工批量零件時(shí)，最好采用專(zhuān)用夾具，以提高效率。細(xì)小、精密、壁薄的工件應(yīng)固定在輔助工作臺(tái)或不易變形的輔助夾具上，如圖614所示。(2)工件的裝夾方式懸臂支承方式，如圖615a所示。兩端支承方式，如圖615b所示。橋式支承方式，如圖615c所示。板

15、式支承方式，如圖615d所示。復(fù)式支承方式，如圖615e所示。2.線電極的位置校正（1）目視法(2)火花法（3）自動(dòng)找中心3.加工參數(shù)的確定（1）脈沖寬度（2）脈沖間隔（3）峰值電流（4）進(jìn)給速度（5）走絲速度六、數(shù)控電火花線切割加工實(shí)例例6-3 加工一防松墊圈，如圖6-20a所示。1.工藝分析按單件生產(chǎn)來(lái)處理，盡管該零件為沖壓件，但從加工成本考慮，采取不制作模具的銑削和切割方法都可以。但考慮該零件很薄，不易銑削，故選用線切割方法最為合理。2.確定工藝基礎(chǔ)選擇底平面作為定位基準(zhǔn)面，孔的中心作為工藝尺寸基準(zhǔn)，并作為加工內(nèi)孔時(shí)的穿絲點(diǎn)。3.確定加工路線加工內(nèi)孔時(shí)對(duì)工件的強(qiáng)度影響不大，采用順、逆方向

16、加工均可。加工外輪廓時(shí)，應(yīng)向遠(yuǎn)離工件夾具的方向進(jìn)行加工，避免加工中因內(nèi)應(yīng)力釋放引起工件變形。該零件若采用懸臂式裝夾，應(yīng)從起點(diǎn)開(kāi)始逆時(shí)針?lè)较蚣庸ぁ?.圖形數(shù)學(xué)計(jì)算圖形數(shù)學(xué)計(jì)算主要是計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo)和圓心坐標(biāo)I、J。內(nèi)孔：A(-5，-8663) B(-5，8663)外輪廓：外輪廓上各點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蚍謩e記作1、2、3、，5編制加工程序加工該零件電極絲直徑015 mm、放電間隙001 mm。內(nèi)孔加工程序：N10 G92 X0 Y0;N20 G42 D85;N30 G01 X-5000 Y-8663；N40 G01 X-5000 Y-8663;N50 G02 X-5000 Y-8663 I5000;N60

17、G40；N70 G01 X0 Y0；N80 M02；外輪廓加工程序N10 G92 X50000 Y10000；N20 G42 D85；N30 G01 X29580 Y5000；N40 G01 X19356 Y5000;N50 G03 X14013 Y14271 I-19356 J-5000；N60 G01 X19120 Y23117;N70 G03 X10460 Y28117 I-19120 J-23117；N80 G01 X5352 Y19271：N90 G03 X-14271 Y14013 I-5352 J9271；N100 G01 X-23117 Y19120：N110 G03 X-28117 Y10460 I23117 J-19120；N120 G01 X