1、數(shù)控線切割加工實驗指導(dǎo)書一、實驗忖的1. 了解數(shù)控線切割加工的原理、特點和應(yīng)用。2. 了解數(shù)控線切割機床的結(jié)構(gòu)和保養(yǎng)常識。3. 了解數(shù)控線切割機床的操作。二、實驗內(nèi)容1. 講解數(shù)控線切割機床的結(jié)構(gòu)、原理、特點和應(yīng)用。2. 操作機床，加工簡單的工件3. 學生上機演示。三、實驗設(shè)備蘇州金馬線切割機床（DK7732F）臺。四、線切割加工介紹1、電火花線切割的起源1943年前蘇聯(lián)拉扎連柯夫婦和古雪夫幾乎同時分別發(fā)明了電蝕加工和陽極機械加工，1955年，詢蘇聯(lián)捉出電火花線切割加工（ Wire Cut EDM,簡稱WEDM）方案并于次年生產(chǎn)出第 一臺電火花線切割機床。我國于1958年開始著手設(shè)計制造簡易電

2、火花線切割機床，并于 1960 年首次展出電火花線切割機樣品。2、電火花線切割加工原理線切割加工是電火花加工的一種，其基木原理如圖所示。數(shù)控裝胃電脈沖信號絲杠步進電機絕緣塊貯絲筒導(dǎo)輪鋁絲工件 切割臺脈沖一電源JUUL1被切割的工件作為工件電極，鉗絲作為工具電極，脈沖電源發(fā)出一連串的脈沖電壓，加到工 件 電極和工具電極上。鉗絲與工件之間施加足夠的具有-?定絕緣性能的丁作液（圖中未畫出）。當 鉗絲與工件之間的距離小到一立程度時，在脈沖電壓的作用下，工作液被擊穿，在 鋁絲與匚件 之間形成瞬間放電通道，產(chǎn)生瞬時高溫，使金屬局部熔化其至汽化而被蝕除下來。 電極絲與工件 之問脈沖性地火花放電，電極絲沿其軸

3、向（垂直或 Z方向）作定絲運動，工件 相對于電極絲在 工卩平面內(nèi)作數(shù)控運動，工作臺在水平面兩個坐標方向各自按預(yù)定的控制 程序,根據(jù)火花間隙狀 態(tài)作伺服進給移動，從而合成各種曲線軌跡，把工件切割成形電火花線切割加工設(shè)備一般山脈沖電源、口動控制系統(tǒng)、機床床身和丄作液循環(huán)過濾 系統(tǒng) 纟成。脈沖電源為電火花加匸提供放電能量；自動控制系統(tǒng)使電極與工件間維持適當?shù)?間隙距 離（通常為數(shù)微米到數(shù)仃微米），防止發(fā)牛短路和拉弧燒傷等界常情況發(fā)牛 ；機床給加工過程提 供支撐，并使電極打工件的相對運動保持一定的精度，工作液冇助于脈沖放電，并 起冷卻及間 隙消電離（使通道中的帶電粒子恢復(fù)為中性粒子）作用，循環(huán)過濾系統(tǒng)

4、保證蝕出產(chǎn) 物的有效排 出，以防止工作液中的導(dǎo)電微粒過多而減小絕緣強度。3、電火花線切割加工主要用途和適用范圍 電火花加工方法是一種與機械加工性質(zhì)完全不同的新工藝、新技術(shù)，它不同于普通車 削等 機加工，不是靠比工件材料更硬的刀具來切除工件上多余的部分，而是靠兩電極間脈沖 放電時 產(chǎn)生的電腐蝕(包括熱融化、氣化，液動力、電子轟擊等造成的工件及電極的腐蝕) 對材料進行 去除加工，可以用較軟的材料來加工任何硬、脆、韌、軟、高熔點的導(dǎo)電材料， 如果釆用特殊方 法還可用來加工半導(dǎo)體、 甚至非導(dǎo)電體。 主要用在模具加工行業(yè)， 全壯界約 有 70%的 WEDM 機 床是用來加工模具的。電火花線切割加工，是電

5、火花加工的一個分支，是一種冑接利用電能和熱能進行加丄的 新 工藝，對于新型材料、傳統(tǒng)冷加工困難的材料和復(fù)雜型腔等情況，線切割加工成為好的解決方法，為新產(chǎn)品試制、精密零件加工及模具制造開辟了一條新的工藝途徑。1) 加工模具。 適用于各種形狀的模具。 切割凸模、 凸模固定板、 凹模及卸料板等， 模具 配 合間隙、加工精度通常都能達到耍求。還可加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑壓模等通常帶錐度的模具。2) 加工電火花成形加工用的電極。一般穿孔加工用的電極和帶錐度型腔加工用的電 極， 以及銅鉤、銀鉤介金之類的電極材料，同時也適用于加工微細復(fù)雜形狀的電極。3) 加工零件。在試制新產(chǎn)品時，用電火花線切割在

6、坯料上直接割出零件，加工薄件時還 可多片疊在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品種多，數(shù)量少的零件，特殊的、難加 工 材料的零件，材料試驗樣件，各種型孔、特殊凸輪、樣板、成型刀具。同時述nJ 進行微細 加工，異形槽、窄槽和標準缺陷的加工等。蘇州金馬公司生產(chǎn)的線切割機床適介加工高精度、高碩度、高韌性的導(dǎo)電金屬模具， 樣板 及形狀復(fù)雜的零件。廣泛應(yīng)用于電子儀器，家用電器，精密機械，輕工，軍工等部門。 能加工 各種高破度、高強度、高韌性和高脆性的導(dǎo)電材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。加工時 , 鑰絲與 工件始終不接觸，有 0.01mm 的左右的間隙，幾乎不存在切削力；能加工各種沖模、 凸輪、樣 板等外形

7、復(fù)雜的精密零件及窄縫等；尺寸精度可達 0.020.01mi】i,表而粗糙度R； i值可達1. 6 帥。五、 DK7732-F 型機床的介紹：一)、 DK7732-F 型數(shù)控線切割機床主要結(jié)構(gòu)數(shù)控線切割機床的外形如圖所示，包括機床主機、脈沖電源、數(shù)控裝置、工作液循環(huán)過 濾 四人部分。1 、 機床上機部分：由床身、運絲機構(gòu)、錐度裝置、工作臺、夾具與附件等組成。1 ) 床身：床身是一基座。因該機床切削力小，床身和地基采用犁鐵接觸。床身上安裝中 拖板，上拖板，通過螺母絲桿運動，實現(xiàn)工作臺運動。床身后部連接立柱，錐度裝置及 卷 絲筒組合件。2) 運絲部件與絲架：運絲部件上的卷絲筒旋轉(zhuǎn)帶動電極絲往復(fù)運動，

8、絲架上的排絲輪， 導(dǎo)軌保持電極絲的運動軌跡，導(dǎo)電塊用來給電極絲加高頻電。3) 錐度裝置：線架的錐度通過兩個步進電機控制十字拖板U、V 向運動，實現(xiàn)錐度切 割。4) 工作臺：工作臺及上拖板，工作臺上冇 T 型槽，是用來安裝夾緊裝置。5) 夾具與附件：本機床有一套夾具。附件有上絲機構(gòu)，緊絲輪組合，斷絲保護裝置，頂尖夾具等。2、 脈沖電源：乂稱髙頻電源，是線切割加工中提供加工電源的部件。調(diào)節(jié)功能如下：1 ) 、功率管個數(shù)選擇開關(guān)：共 8 個開關(guān)，全部開通時加工峰值電流最大，全部關(guān)閉時峰值 電流最小。根據(jù)加工工件的厚度選擇功率管個數(shù)。一般厚度為 2-5mm 時開二至三只 , 5 lOnim 時開三至四

9、只，最多開六個，留兩個備用。2) 、脈沖寬度開關(guān)：分 10 扌妝可調(diào)節(jié)脈沖電流脈寬。脈寬人時，放電能量大，可加工較 厚材料。加大脈寬還可加快加工速度，但對表面質(zhì)量冇影響。脈沖寬度選擇45 檔。3) 、脈沖間隔開關(guān)：調(diào)節(jié)脈沖脈間。脈間比例的調(diào)整，可提高加工的穩(wěn)定性。脈沖間隔 開關(guān)調(diào)節(jié)范圍大于 4小于 12。3、 數(shù)控裝置：以PC機為核心，配備HF編程軟件。加工程序可用鍵盤輸入或磁盤輸入。其控 制精度為). 001mm,加工精度為). 001mino4、工作液循環(huán)過濾：采用專門的乳化液，水泵強制循環(huán)。二) 、機床的傳動路線 機床機械部分主耍山床身，工作臺，運絲部件，線架，冷卻系統(tǒng)，夾具，防水罩等部

10、件組成。傳動路線如下。1 、 工作臺的傳動路線：X向：控制系統(tǒng)發(fā)出進給脈沖一一步進電機 Q齒輪23/齒輪24絲桿13螺母14Y向：控制系統(tǒng)發(fā)出進給脈沖一一步進電機 P齒輪11/齒輪12絲桿16 一一螺母15控 制系統(tǒng) 每發(fā)出一個進給脈沖，工作臺就移動 0.001mm,另外通過X、丫向兩個搖手柄也 可以讓 工作臺實現(xiàn) X、 Y 向移動。2、運絲部件的傳動路線電動機M 聯(lián)軸節(jié) 卷絲筒高速旋轉(zhuǎn)齒輪 17/齒輪18齒輪19/齒輪20絲 桿22 一一螺母 21 帶動拖板一一行程開關(guān)。 運絲部件帶動電極絲按一處線速度運動，并將電極絲整齊的排繞在卷絲筒上，行程式開關(guān)控制卷絲筒的正反轉(zhuǎn)。3、線架卷絲筒帶動電極

11、絲往復(fù)運動，排絲輪，導(dǎo)輪保持電極絲軌跡，導(dǎo)電塊進電，兩步進電機E、B 控制錐度十字拖板 U、 V 向運動，實現(xiàn)錐度切割。U 向：控制系統(tǒng)發(fā)出進給脈沖 - 步進電機 E 齒輪 10/齒輪 9 絲桿 5 螺母 4V向：控制系統(tǒng)發(fā)出進給脈沖一一步進電機 B齒輪6/齒輪8絲桿7螺母3 搖手柄搖動蝸輪桿副，帶動上懸臂升降，實現(xiàn)變跨距。4、走絲方式： 卷絲筒一一排絲輪寶石擋絲塊導(dǎo)電塊一一上導(dǎo)輪一一下導(dǎo)輪導(dǎo)電塊 寶石 擋絲塊一一寶石棒一一斷絲保護一一卷絲筒。用戶可根據(jù)需要變更掛絲途徑。三) 、機床的潤滑和維護保養(yǎng) 開機前，要將各潤滑部位充分潤滑以保證機床的壽命和性能。六、數(shù)控線切割機床操作方法(現(xiàn)場講述)1

12、 、機床按鈕面板：兩表： A 加工電流， V 工件與鉗絲間隙電壓七開關(guān)：急停旋鈕，運絲開關(guān)，水泵開關(guān)，高頻開關(guān) 功放管開關(guān)，脈寬選擇開關(guān)，脈間調(diào)節(jié)開關(guān)，1 ) 急停按鈕一一按下急停按鈕，運絲機構(gòu)及水泵同時停止。指示燈同時亮起。2) 運絲開關(guān)按鈕一一按下運絲 0N 按鈕，運絲機構(gòu)開始工作，運絲指示燈滅。3) 水泵開關(guān)按鈕一一按下水泵 0N 按鈕，水泵開始丄作，水泵指示燈滅。4) 脈沖電源開關(guān)按鈕一一按下脈沖電源 0N 按鈕，脈沖電源接通。2、 操作步驟1）、啟動電源開關(guān)2）、把加工程序輸入控制主機，修改、檢查、后置、存儲、調(diào)用加工程序。3）、根據(jù)工件的厚度調(diào)節(jié)絲架跨距（允許在電極絲安裝后調(diào)整，但

13、必須在啟動運絲電機 前，切割工件時不得調(diào)節(jié)跨距）。4）、繞電極絲（電極絲纏繞結(jié)束后，應(yīng)手動緊絲一到兩遍，緊絲時應(yīng)用力均勻），5）、工件安裝在夾具上。6）、絲速選擇：根據(jù)工件厚度決定絲速，工件越厚絲速越高。 （允許運絲電機開機選擇，但不得在切割時選擇）7）、開運絲電機（不得接觸運絲筒、電極絲和工件）。注意：確定手搖把不在絲筒上。8）、開水泵電機，調(diào)節(jié)噴水量。 開水泵時，請先把調(diào)節(jié)閥調(diào)至關(guān)狀態(tài)，然后逐漸開啟，調(diào)節(jié)至上下水柱包容電極絲 , 水柱射向切割區(qū)即可，水量不必太人。注意造成冷卻液 E 濺9）、開高頻，選擇電參數(shù)：用戶可根據(jù)對切割效率或表面粗糙度的要求進行選擇。電極 絲切入時，把脈沖間隔相對拉

14、開，待切入后，穩(wěn)定時再調(diào)節(jié)脈沖間隔，使加工電流 滿 足耍求。10）啟動程序運行，進入切割時，調(diào)節(jié)電位器旋鈕，觀察機床電流農(nóng)，使指針穩(wěn)定。 （允許電流表指針略有晃動）11）加工結(jié)束：應(yīng)先關(guān)脈沖電源，然后關(guān)水泵電機，再關(guān)運絲電機，檢查X 、Y 朋標是否到終點，到終點時拆下工件并檢查質(zhì)量；（注：控制柜控制面板上有紅色急停按鈕，工作中如有意外情況或誤操作發(fā)牛，按下 此 開關(guān)即可斷電停機。）進入全繪式編程界而1 清屏；2 繪圖（用 cad 繪圖存為 dxf 格式文件，再調(diào)用 dxf 文件，或直接在本機作圖）；3 排序（復(fù)雜的圖形，在 cad 中繪，不考慮繪圖順序，只需加排序一步）；4 添加引入引出線（加

15、工時的鈕絲的切入線）；5 執(zhí)行，間隙補償、后置，生成 G 代碼存盤；轉(zhuǎn)到加工界面，6 讀盤，讀所存的 G 代碼程序；7 工件裝夾鉗絲定位；8 開運絲電機、開工作液、開高頻；9 加工界而上點切割，進行加工；10 加工結(jié)束，關(guān)機，關(guān)電源。七、數(shù)控線切割機床編程方法（見 IIF 使用說明書）八、實驗報告實驗報告要求：1、 用規(guī)范的實驗報告紙2、 寫淸實驗的冃的、原理、內(nèi)容、方法、設(shè)備等。3、 本實驗為演示性實驗，寫出心得體會。思考題一、線切割加工的原理特點及應(yīng)用。二、如何上絲，調(diào)整，潤滑？（保養(yǎng)“十字”作業(yè)方針？）三、如何提高加工的質(zhì)量？（ 1）合理安排切割路線。指導(dǎo)思想是盡量避免破壞工件材料原有的

16、內(nèi)部應(yīng)力平衡，防止工件 材 料在切割過程中因在夾具等作川卜 ?，由于切割路線安排不介理而產(chǎn)生顯著變形，致使切割 表而 質(zhì)量下降。正確選擇切割參數(shù)。 加工過程中應(yīng)將各項參數(shù)調(diào)到最佳適配狀態(tài)。 對于不同的粗、 精加 工，其 絲速、絲的張力和噴流壓力應(yīng)以參數(shù)表為基礎(chǔ)作適當調(diào)整，為了保證加工工件具冇更 高的精度 和表向質(zhì)量，應(yīng)在不斷絲的前提下適當調(diào)高絲速和張力。 （3） 注意加工工件的固定。 當加工工 件行將切割完畢時，其與母體材料的連接強度勢必下降，此時要防止因加工液的 沖擊使得加工 工件發(fā)生偏斜，（ 4）實施少量多次加工。對于這個量，一般 rh 機床的加工參數(shù)決定，四、如何作異面合成？ 隨著牛產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展， 耍求數(shù)控線切割能切割加工具有落料角的沖模， 亦即電極絲不僅能始終 處 于垂直運動狀態(tài)，也能根據(jù)需要傾斜某一角度。 其基本原理是： 除了工件 （工作臺） 能在 X, Y 軸 方向作數(shù)控運動外，電極絲的上支承（上導(dǎo)