1、特種加工實訓(xùn)報告院 系： 工 學(xué) 部 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 班 級： 11機(jī)自A5班 學(xué) 號： 20114817177 姓 名： 韓旭 指導(dǎo)老師： 楊浩泉 完成日期： 2014年12月13日 一、電火花線切割工作原理與特點電火花線切割工作原理：如圖1a、b為往復(fù)高速走絲電火花線切割工藝及機(jī)床的示意圖。利用細(xì)鉬絲4作工具電極進(jìn)行切割，貯絲筒7使鉬絲作正反向交替移動。加工能源由脈沖電源3供給，工件接脈沖電源正極，鉬絲接負(fù)極。電極絲與工件之間保持一定的輕微接觸壓力，才形成火花放電。加工時，在電極絲和工件之間澆注工作液介質(zhì)，工作臺在水平面兩個坐標(biāo)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(jìn)

2、給移動，從而合成各種曲線軌跡，把工件切割成形。圖1.工作原理 1-絕緣底板 2-工件 3-脈沖電源 4-鉬絲 5-導(dǎo)向輪 6-支架 7-貯絲筒電火花線切割的特點：（1）以0.030.35mm的金屬線為電極工具，不需要制造特定形狀的電極，加工材料為導(dǎo)體或半導(dǎo)體的材料，無論硬度如何。（2）雖然加工的對象主要是平面形狀，但是除了內(nèi)側(cè)圓角（直徑是金屬線半徑加放電間隙）等個別限制外，任何復(fù)雜的開頭都可以加工。（3）輪廓加工所需加工的余量少，能有效地節(jié)約貴重的材料。（4）電極絲損耗小，加工精度高。（高速走絲切割采用低損耗脈沖電源，加工精度能達(dá)到0.010.02mm；慢速走絲線切割采用單向連續(xù)供絲，在加工區(qū)

3、總是保持新電極絲加工，加工精度達(dá)到0.0020.005mm）（5）依靠微型計算機(jī)控制電極絲軌跡和間隙補(bǔ)償功能，同時加工凹凸兩種模具時，間隙可任意調(diào)節(jié)。（6）采用乳化液或去離子水作工作液，不會引燃起火，可以晝夜無人連續(xù)加工。（7）任何復(fù)雜開頭的零件，只要能編制加工程序就可以進(jìn)行加工，因而很適合小批零件和試制品的生產(chǎn)加工，加工周期短，應(yīng)用靈活。（8）采用四軸聯(lián)動，可加工上，下面異形體，形狀扭曲曲面體，變錐度和球形等零件。二、所使用的電火花線切割機(jī)床此次電火花線切割實訓(xùn)所使用的機(jī)床是往復(fù)高速走絲線切割機(jī)床，由北京阿奇夏米爾工業(yè)電子有限公司制造，型號是FW12P，電壓是“3/PE380V”，頻率是“5

4、0/60Hz”，功率是“2kVA”，如圖2所示：圖2、往復(fù)高速走絲線切割機(jī)床 FW12P該機(jī)床設(shè)備組成部分：脈沖電源，工作液及循環(huán)系統(tǒng)，床身，坐標(biāo)工作臺，走絲機(jī)構(gòu)，貯絲筒，數(shù)控裝置。脈沖電源為線切割的能源；工作液及循環(huán)系統(tǒng)澆注工作液，防止放電引燃工件；床身用于支撐機(jī)床的各機(jī)構(gòu)；坐標(biāo)工作臺用于安裝固定工件；走絲機(jī)構(gòu)，貯絲筒及在數(shù)控裝置的控制下完成切割。圖3-（1）操作界面1數(shù)控裝置的一些操作界面如圖3所示：圖3-（2）操作界面2圖3-（1）界面中，“置零”對應(yīng)鍵盤上的F1按鈕，用來設(shè)定加工坐標(biāo)原點；“起點”對應(yīng)鍵盤上的F2按鈕，可使當(dāng)前坐標(biāo)點或是當(dāng)前加工位置回到坐標(biāo)原點；“中心”對應(yīng)于鍵盤上的F

5、3按鈕，可使機(jī)床的鉬絲對圓形孔或是其他規(guī)則的形孔自動測查、記錄并定位到孔的中心；“找正”對應(yīng)于鍵盤上的F4按鈕，可在手動操作下，將鉬絲移動到工件邊緣；“條件”對應(yīng)于鍵盤上的F5按鈕，一般不使用，因為“條件”中的各參數(shù)都是機(jī)床的已調(diào)好參數(shù)；“參數(shù)”對應(yīng)于鍵盤上的F6按鈕，可調(diào)節(jié)線切割的放電間隙，脈沖寬度，脈沖間隔，走絲速度等參數(shù)。圖4.零件的輪廓圖圖3-（2）界面中，“裝入”對應(yīng)于鍵盤上的F1按鈕，用于選取外部編好的線切割程序或是數(shù)控裝置內(nèi)D盤中的程序；“存盤”對應(yīng)于鍵盤上的F2按鈕，用于將外部的程序?qū)隓盤中；其他按鈕功能如其名稱。三、零件輪廓圖繪制與CNC程序根據(jù)實訓(xùn)要求，通過UG或是Aut

6、o-CAD軟件繪制自己的簡單零件輪廓圖。我所使用的是auto-CAD軟件，所設(shè)計的零件輪廓圖如圖4所示，并將文件以“177.dxf”形式另存為。使用Cimatron系統(tǒng)編寫零件的線切割程序圖5 打開177.dxf后的顯示。進(jìn)入Cimatron系統(tǒng)，在“打開”菜單下選擇剛才的“177.dxf”文件，如圖5。然后進(jìn)入Cimatron系統(tǒng)CAD/CAM環(huán)境，點擊工具欄右上角的“線切割”圖標(biāo)，進(jìn)入CAM環(huán)境，如圖6所示，再點擊“新建路徑”，按鈕，新建路徑對話框打開，如圖7所示。圖8. 新建零件對話框圖7. 新建路徑對話框圖6. CAM環(huán)境根據(jù)圖4的零件輪廓與圖5的零件坐標(biāo)系，并要求鉬絲的引入路徑L=2

7、mm。因此，加工零件的x=-7，y=-5，z=0，單位是毫米，然后打綠色對勾確認(rèn)所設(shè)置的參數(shù)，會出現(xiàn)圖8的對話框。圖8中的參數(shù)均為默認(rèn)，接下來通過“選擇X，Y”框選拾取全部輪廓來新建零件，并點擊Enter。那定義好零件輪廓后，還需定義引入路徑。點擊“引入路徑”后，打開定義引入運動窗口，如圖9所示：圖9. 引入運動窗口圖10. 創(chuàng)建好引入路徑接受默認(rèn)的定義方式，在圖5左下角的豎邊輪廓上選取中點，再將線的另一端點指向紅色坐標(biāo)的原點，這樣，一條引入線就定義好了，如圖10所示。然后進(jìn)入“編程”環(huán)境，點擊“等錐加工”，將“Actspark2X”內(nèi)的絲直徑設(shè)為“0.18”mm，切割寬度為“0.2”mm，其

8、他數(shù)據(jù)不改變。將“高級”內(nèi)的“切割條件”設(shè)為“104”，補(bǔ)償號是“1”。其次，進(jìn)入CAM環(huán)境，點擊“計算”按鈕，會在原零件輪廓外面再生成一個新的輪廓，即加工過程中鉬絲的中心運動軌跡。再點擊“模擬”按鈕，進(jìn)入模擬設(shè)置，取消“顯示”噴嘴，點擊播放，模擬過程如圖11。圖11. 模擬過程圖12. 后處理對話框停止模擬過程，點擊“封閉”，結(jié)束計算與模擬過程。接下來點擊CAM環(huán)境下的“后置處理”按鈕，命名CNC程序號為 “177”，如圖12所示。點擊圖12中的“后處理”按鈕，會彈出CNC程序的記事本文件，并保存。CNC程序如下：H000 =+00000000;H001 =+00000100;H005 =+

9、00000000;( P001- );T84 T86 G54 G90 G92 X+0Y+0;C007;G01X+3000Y+0;G04X0.0+H005;G42H000;C104;G42H000;G01X+4000Y+0;G04 X0.0+H005;G42H001;G01X+4000Y-1000;G04X0.0+H005;G01X+9000Y-1000;G04X0.0+H005;G01X+14000Y-1000;G04X0.0+H005;G01X+14000Y+1000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+1000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+3000;G0

10、4X0.0+H005;G01X+12500Y+3000;G04X0.0+H005;G01X+12500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+7000;G04X0.0+H005;G03X+7500Y+7000I-1500J+2000;G04X0.0+H005;G01X+7500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+5500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+5500Y+3000;G04X0.0+H005;G01X+7500Y+3000;G04X0.0+H005;G01X+7500Y+1

11、000;G04X0.0+H005;G01X+4000Y+1000;G04X0.0+H005;G01X+4000Y+0;G04X0.0+H005;G40H000G01X+0Y+0;G01X+141Y+0;G04X0.0+H005;G01X+141Y+141;G04X0.0+H005;G01X-141Y+141;G04X0.0+H005;G01X-141Y-141;G04X0.0+H005;G01X+141Y-141;G04X0.0+H005;G01X+141Y+0;G04X0.0+H005;G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;T85 T87 M02;(: The Cutting len

12、gth= 61.490MM);關(guān)閉CNC程序的記事本，回到Cimatron系統(tǒng)，以“177.vcm”保存好文件，退出Cimatron系統(tǒng)。四、用FW12P往復(fù)高速走絲線切割機(jī)床加工過程圖13自動界面首先關(guān)閉機(jī)床，用數(shù)據(jù)線將筆記本電腦與機(jī)床的數(shù)控裝置連接好，然后重新啟動數(shù)控裝置。在圖3-（2）界面，通過“裝入”按鈕，從F盤選取“177”的CNC程程文件，enter確認(rèn)，存入內(nèi)存緩沖區(qū)。再通過“存盤”按鈕，將內(nèi)存中的程序文件存入數(shù)控裝置的 D盤。再點擊“裝入”按鈕，從D盤里面選取程序文件，enter確認(rèn)。然后點擊“自動”的F9按鈕，進(jìn)入另一個界面，如圖13所示，按“F3模擬”按鈕，使其“on”再點

13、enter確認(rèn)，開始模擬。模擬加工，確認(rèn)無誤后，按F10回到手動界面，如圖3-（1）。再使用“找正”按鈕，將鉬絲移動到工件邊緣，停止運絲，置零，點x鍵與y鍵。其次使用手控盒（如圖14），將鉬絲在x負(fù)方向移動，離開板邊緣一毫米內(nèi)的距離，再按“模擬”，使其off，按enter確認(rèn)，即開始自動加工?，F(xiàn)場的加工過程及獲得的成品如圖15所示：圖15. 圖14.手控盒五、穿絲過程及注意事項圖16.穿絲示意圖1.主導(dǎo)輪 2.電極絲 3.輔助導(dǎo)輪 4.直線導(dǎo)軌 5.工作液旋鈕 6.上絲盤 7.張緊輪 8.移動板 9.導(dǎo)軌滑塊 10.貯絲筒 11.定滑輪12.繩索 13.重錘 14.導(dǎo)電塊穿絲: (1)按一下互

14、鎖開關(guān)的小柱，置位互鎖保護(hù)功能。將定位銷軸穿入移動板8及立柱的定位孔內(nèi)，使其不能左右移動。(2)拉動電極絲頭，依次從上至下繞接各導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊至貯絲筒（見圖16與圖17），將絲頭拉緊并用絲筒的螺釘固定,調(diào)節(jié)貯絲筒下一端螺釘，使其對準(zhǔn)相應(yīng)一側(cè)的光感限位。然后手動轉(zhuǎn)動貯絲筒，使鉬絲運動到另一端，同樣使另一端的螺釘對準(zhǔn)另一側(cè)的光感限位。光感限位如圖18。圖17. 鉬絲通過上下導(dǎo)輪，導(dǎo)電塊(3)拔出移動板8上的定位銷軸，轉(zhuǎn)絲筒向中間移動約10mm。(4)將左右撞塊向中間各移動58mm，使貯絲筒上的絲能完全利用，又要保證預(yù)留一定的安全換向間距，取下絲筒搖把。(5)機(jī)動操作絲筒往復(fù)運行二次，使張力均勻。至此

15、整個穿絲過程結(jié)束。圖18. 黃顏色的光感限位穿絲注意事項: （1）穿絲前檢查導(dǎo)軌滑塊移動是否靈活，若有阻卡現(xiàn)象，可拆下移動板8(二個M8螺釘)，拆下直線導(dǎo)軌4(三個M6螺釘)，用汽油或煤油清洗，使滑塊移動靈活，清洗干凈后，注入潤滑機(jī)油，重新裝上。（2）機(jī)動運絲前，須將絲筒上罩殼蓋上，關(guān)閉立柱側(cè)門，防止工作液甩出，并確保安全。（3）在使用操作面板上的運絲開關(guān)運絲時，或用遙控盒上的運絲開關(guān)絲時，斷絲保護(hù)開關(guān)(在立柱內(nèi))、立柱側(cè)門互鎖開關(guān)和絲筒罩的互鎖開關(guān)均起保護(hù)作用。（4）穿絲前，檢查導(dǎo)電塊，若其上切縫過深，可松掉M5螺釘，將導(dǎo)電塊轉(zhuǎn)90°使用，使用中應(yīng)經(jīng)常保持導(dǎo)電塊清潔，接觸導(dǎo)電良好。

16、（5）在上主導(dǎo)輪1與上張緊輪7之間新安裝了夾絲機(jī)構(gòu)，在從上至下穿絲時，在夾絲處可先將電極絲夾住，然后繼續(xù)穿絲至主導(dǎo)輪、下導(dǎo)輪至貯絲筒。穿絲完畢，一定要將電極絲從夾絲機(jī)構(gòu)中取出。（6）當(dāng)絲筒互鎖開關(guān)和立柱側(cè)門互鎖開關(guān)的小柱被拉出時，其互鎖作用失效。在這種情況下，如果絲筒裝有電極絲或搖把沒有取下，嚴(yán)禁啟動絲筒。六、電極絲垂直找正圖19. 校直儀當(dāng)要進(jìn)行精密零件加工時，或進(jìn)行精加工時，需要重新調(diào)整電極絲對工作臺架平面的垂直度。以下是通過采用校直儀（如圖19）來進(jìn)行電極絲的垂直找正。在不放電不走絲的情況下用鉬絲垂直校直儀（DF55-J50A）找正鉬絲，操作方便，找正精度高。操作步驟如下：（1）停止走絲

17、，不放電（不能按F4找正鍵）；（2）將電極絲張緊，擦拭干凈被測表面；（3）分別將工件表面（夾具平面）和校正器底面擦拭干凈）；（4）將校正器安放在臺架表面上，并使測量頭的a、b二測量面分別與x、y坐標(biāo)方向平行，測量頭應(yīng)突出工件夾具，以便移動工作臺時使測量頭與電極絲接觸；（5）將鍔魚夾夾在電極絲導(dǎo)電塊上，插頭插入校正器上的插座內(nèi)；（6）按本產(chǎn)品工作原理，分別校正檢測電極絲在x、y軸坐標(biāo)方向，相應(yīng)aa，bb（測量面）對工件安裝平面的垂直度，調(diào)整UV軸來校正垂直；（7）若要精確校正垂直，可反復(fù)檢測調(diào)整，直使上下兩顯示燈同時閃爍為止。七、自動對準(zhǔn)中心停止運絲，使用受控盒將鉬絲調(diào)至一個已準(zhǔn)備好的規(guī)則形孔內(nèi)

18、，如長方形孔，并不處于孔的中心。然后按圖3-（1）界面的“找正F4”，enter確認(rèn)。若出現(xiàn)警告提示，如提示按“R”繼續(xù)，鉬絲自動找中心開始。找中心的原理：鉬絲首先沿著直線，先后輕微碰觸長方形的左邊框壁與右邊框壁，記錄兩個坐標(biāo)點后，計算這條直線的中點，并運動到此中點。然后鉬絲沿著直線再先后輕微碰觸長方形的上邊框壁與下邊框壁，記錄兩個坐標(biāo)點后，也計算這條直線的中點，并運動到這條線的中點。那么兩條垂直線的中點重合，即是長方形孔的中心。八、測量加工零件，分心尺寸誤差使用游標(biāo)卡尺測量零件后，總長12.58mm，總寬10.06mm，與 圖4“總長12.5mm，總寬10mm”對比后，得出實際尺寸略大于理論尺寸，也超出了尺寸的“±0.02mm”。分析原因如下：1.走絲機(jī)構(gòu)傳動精度的影響。走絲速度越快，影響越大。電極絲在放電加工區(qū)域移動的平穩(wěn)程度，取決于走絲機(jī)構(gòu)的傳動精度。電極絲運動不平穩(wěn)、速