第一章

數(shù)控電加工基礎(chǔ)第一

節(jié)

數(shù)控電加工概述第二節(jié)

數(shù)控電火花加工機床第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾第四節(jié)

數(shù)控編程基礎(chǔ)1第一節(jié)

數(shù)控電加工概述一、電加工技術(shù)的發(fā)展二、數(shù)控電火花加工基本原理及特點2第一節(jié)

數(shù)控電加工概述一、電加工技術(shù)的發(fā)展20世紀50年代，蘇聯(lián)科學(xué)家拉扎連科夫婦通過對家用電器開關(guān)閉合與斷開時經(jīng)常出現(xiàn)的火花腐蝕現(xiàn)象進行研究發(fā)明了電火花加工技術(shù)。當

時的電火花加工機床只能加工出簡單形狀的工件，線切割機床的加工速度低于10mm2/min。在其后的十幾年中，電火花加工工藝在世界范圍內(nèi)

得到了快速發(fā)展，應(yīng)用范圍也日益廣泛。3第一節(jié)

數(shù)控電加工概述一、電加工技術(shù)的發(fā)展20世紀70年代末至20世紀80年代初期，高頻分組脈沖電源、線切割機床計算機控制系統(tǒng)和專用系列編程系統(tǒng)、超厚(厚度達600mm)

線切

割加工裝置與技術(shù)廣泛應(yīng)用于電加工機床中，機床加工能力進一步提高，

加工精度達到了±0008

mm。20世紀80年代后期，大型高速線切割機床(加工速度在200mm2/min以上)和四軸聯(lián)動線切割機床研制成功，可切割錐度在6°以上的零件

。第一節(jié)

數(shù)控電加工概述一、電加工技術(shù)的發(fā)展20世紀90年代，國內(nèi)快走絲線切割機床的加工速度達到了60～80mm2/min,

進一步拓寬了電加工技術(shù)的應(yīng)用范圍。20世紀80年代至20世紀90年代，國外慢走絲線切割加工技術(shù)也有了

長足的進步。首先使加工速度由40～60mm2/min提高到100～150mm2/min,最高加工速度超過300

mm2/min

。與此同時，加工表面粗糙度值Ra也由08μm降低到02μm,加工精度由±0008mm提高到±0002mm

。計算機技術(shù)的發(fā)展也使得慢走絲線切割機床的功能日臻完善，安全運行

時間由幾百小時提高到幾千小時，精度保持時間由六年提高到十年。5第一節(jié)

數(shù)控電加工概述一、電加工技術(shù)的發(fā)展而此期間在我國，電火花成形加工機床主軸頭形式的發(fā)展，先后經(jīng)

歷了雙機差動主軸頭、液壓主軸頭、力矩電動機或步進電動機主軸頭、

直流伺服電動機主軸頭到交流伺服電動機主軸頭等幾個階段。隨著機床

數(shù)控化的發(fā)展，數(shù)控電火花線切割機床和數(shù)控電火花成形機床取得了較

快的發(fā)展和普及。2000年以來，數(shù)控電加工技術(shù)發(fā)展更為迅速。電火花成形加工數(shù)控

系統(tǒng)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、混沌理論、仿真技術(shù)，顯著提高了設(shè)備性

能和加工質(zhì)量。6第一節(jié)

數(shù)控電加工概述一、電加工技術(shù)的發(fā)展電火花微細加工獲得的突出發(fā)展。例如，日本東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研

究所加工出的5μm微細孔和25μm的微細軸代表了這一領(lǐng)域當前的世界

前沿水平。我國的高端數(shù)控電火花成形機床在性能上有了明顯提高，三軸以上

數(shù)控電火花成形機床達到了中端機水平，有的逼近國際先進水平，相關(guān)

產(chǎn)品在精密模具、航空航天、軍工等領(lǐng)域得到了更為廣泛的應(yīng)用。電火花加工利用工具電極和工件(正、負電極)之間脈沖性火花

放電的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金

屬，從而對工件進行加工，如圖所

示。二

、數(shù)控電火花加工基本原理及特點電火花加工原理及應(yīng)用a)電火花加工原理

b)電火花鏡面加工1—工具電極2—工件第一節(jié)

數(shù)控電加工概述b)8第一節(jié)數(shù)控電加工概述1.電火花線切割加工原理電火花線切割加工簡稱線切割加工，屬于電火花加工方法之一。它是以一根移動的金屬絲(電極絲)作為工具電極，與工件之間產(chǎn)生火花

放電，對工件進行切割，故稱為線切割加工。在正常的線切割加工過程

中，電極絲與工件保持較小的間隙，彼此不接觸。在電極絲與工件之間施加一定的電壓，使其與工件之間產(chǎn)生局部的擊穿放電，放電產(chǎn)生的瞬

時高溫使工件局部熔化甚至汽化而被蝕除。同時，電極絲不斷進給直至

加工出理想的工件形狀。9快走絲線切割工藝及裝置如圖所示。電極絲2作為工具電極用于

對工件進行切割。脈沖電源6的正、

負極分別接工件和電極絲?？熳呓z線切割工藝及裝置a)工件及其運動方向b)線切割加工裝置原理1—儲絲筒2—電極絲3—導(dǎo)向輪4—支架5—工件6—脈沖電源7—絕緣底板第一節(jié)數(shù)控電加工概述1.電火花線切割加工原理a)b)10(1)加工能力強。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1)對材料的加工適應(yīng)性強。線2)可加工形狀復(fù)雜的工件。線

切割可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法

難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的

工件，如圖所示。2.電火花線切割加工的特點及應(yīng)用范圍第一節(jié)數(shù)控電加工概述形狀復(fù)雜的工件113)可加工細微結(jié)構(gòu)的工件(見圖)。利用四軸或五軸聯(lián)動，

可加工錐度、上下面異形體或回轉(zhuǎn)

體等工件。由于電極絲比較細，可

以方便地加工微細異形孔、窄縫和

復(fù)雜截面的型柱、型孔。2.電火花線切割加工的特點及應(yīng)用范圍第一節(jié)數(shù)控電加工概述細微結(jié)構(gòu)的工件12第一節(jié)數(shù)控電加工概述2.電火花線切割加工的特點及應(yīng)用范圍(2)加工精度高。采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極

絲的損耗較小，從而對加工精度的影響比較小，特別在慢走絲線切割加

工中，電極絲一次性使用，電極絲損耗對加工精度的影響更小。(3)加工參數(shù)調(diào)整方便。直接利用電能、熱能進行加工，可以方便

地對影響加工精度的加工參數(shù)(脈沖寬度、間隔、伺服速度等)進行調(diào)

整，有利于加工精度的提高，便于實現(xiàn)加工過程的自動化控制。13第一節(jié)數(shù)控電加工概述2.電火花線切割加工的特點及應(yīng)用范圍(4)工具電極制作簡單。以直徑細小的電極絲作為工具電極，不需

制造特定形狀的電極，省去了成形電極的設(shè)計和制造，縮短了生產(chǎn)準備

時間，加工周期短。(5)可實現(xiàn)微型計算機控制加工。可依靠微型計算機來控制電極絲

的軌跡和間隙補償功能，可一次編程完成同一副模具中的凸模與凹模零

件加工，并可任意調(diào)節(jié)配合間隙。14電火花成形加工和電火花線切割加工、電火花磨削加工、電火花展成加工、非金屬電火花成形加

工等同屬于電加工范疇。電火花成形加工機床的工作

原理如圖所示。電火花成形加工機床的工作原理1—脈沖電源2—伺服進給機構(gòu)3—工具電極4—工件5—工作液6—工作臺7—火花放電8—被蝕除的金屬微粒第一節(jié)

數(shù)控電加工概述3.電火花成形加工原理15第一節(jié)

數(shù)控電加工概述3.電火花成形加工原理為了有效實現(xiàn)電火花成形加工，一般應(yīng)滿足以下要求：(1)保持合適的放電間隙。(2)采用脈沖性放電加工工件。(3)工作液應(yīng)具有一定的絕緣性。16第一節(jié)數(shù)控電加工概述4.電火花成形加工的特點及應(yīng)用范圍電火花成形加工是與傳統(tǒng)的機械加工完全不同的一種加工方法，在加工工藝上與線切割加工也有較大區(qū)別。電火花成形加工具有以下特點：(1)可以加工高硬度導(dǎo)電材料。17(2)如圖所示為用加工中心制作的石墨電極加工輪胎模具。另

外，由于電火花放電時熱量傳導(dǎo)擴

散范圍小，材料受熱影響范圍小，

因此可以加工熱敏性材料。4.電火花成形加工的特點及應(yīng)用范圍第一節(jié)數(shù)控電加工概述用加工中心制作的石墨電極加工輪胎模具18第一節(jié)數(shù)控電加工概述4.電火花成形加工的特點及應(yīng)用范圍(3)加工范圍較寬，工藝靈活。數(shù)控電火花成形加工機床的加工范

圍較廣，可以加工平面、錐度表面、多型腔工件表面等，主軸帶有旋轉(zhuǎn)

功能的機床還可以進行螺旋面加工。此外，電火花成形加工還可以與其

他加工工藝結(jié)合形成復(fù)合加工，例如，可以利用電能、電化學(xué)能、聲能對

材料進行復(fù)合加工。(4)可以獲得較好的表面質(zhì)量。電火花成形加工的表面質(zhì)量較好，

加工表面微觀形貌光滑，工件的棱邊、尖角處無毛刺。19第二節(jié)

數(shù)控電火花加工機床一、電火花加工機床分類二、電火花加工機床型號的編制方法20第二節(jié)

數(shù)控電火花加工機床一、電火花加工機床分類1.電火花線切割加工機床分類電火花線切割加工機床有多種分類方法。

一般可以按照機床的控制方式、脈沖電源的類型、工作臺的尺寸與行程、走絲速度、加工精

度等進行分類。(1)按機床的控制方式分類。(2)按機床配用的脈沖電源類型分類。(3)按機床工作臺的尺寸與行程分類。21第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床1.電火花線切割加工機床分類(4)按走絲速度分類?？梢苑譃榭熳呓z線切割機床、慢走絲線切割

機床和混合式線切割機床(有快、慢兩套走絲系統(tǒng))三大類。(5)按加工精度分類。可以分為普通精度型線切割機床和高精度精

密型線切割機床兩大類。絕大多數(shù)慢走絲線切割機床屬于高精度精密型機

床

。22雙立柱式電火花成形機床兩大類。(1)單立柱式電火花成形機

床。按機床X向

、Y向運動的實現(xiàn)方

式，單立柱式電火花成形機床又分

為十字工作臺型(見圖1)和固定

工作臺型(見圖2)兩種形式。2-固定工作臺型單立柱式電火花成形機床1—床身2—立柱3—滑板(X

軸)4—

滑枕(Y軸)5—工作臺6—工作液槽7—主軸頭(W軸)8—

主軸(Z

軸)9—電極安裝板10—旋轉(zhuǎn)軸(C

軸)11—電極可分為單立柱式電火花成形機床和1—床身2—立柱3一工作臺(X)

軸4—滑板(Y軸)5一工作液槽6—主軸頭(W

軸)7—主軸(Z

軸)8—電極安裝板9—旋轉(zhuǎn)軸(C軸第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床2.電火花成形機床分類按電火花成形機床的立柱數(shù)量，1-十字工作臺型單立柱式電火花成形機床10—電極23床。按機床X向運動的實現(xiàn)方式，

1—床身2—立柱3—工作臺(Y′軸)4

—

滑板(X

軸)5—工作液槽6—主軸頭(W

軸)7

—

主軸(Z

軸)8—電極安裝板9—旋轉(zhuǎn)軸(C

軸雙立柱式電火花成形機床又分為移

10—電極11—槽梁動主軸頭型(見圖1)和十字工作臺型(見圖2)兩種形式。2-十字工作臺型雙立柱式電火花成形機床1—床身2—立柱3—工作臺(Y′軸)4—

滑板(X′軸

)5—工作液槽6—主軸頭(W

軸)7

—

主軸(Z

軸)8—電極安裝板9—旋轉(zhuǎn)軸(C軸)10—電極11—槽梁(2)雙立柱式電火花成形機1-移動主軸頭型雙立柱式電火花成形機床第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床2.電火花成形機床分類24第二節(jié)

數(shù)控電火花加工機床二、電火花加工機床型號的編制方法1.特種加工機床類別代號特種加工機床按工作原理及加工所使用能量形式的差異劃分為電火花加工機床、電弧加工機床、電解加工機床、超聲加工機床、快速成形機床、激光加工機床、電子束加工機床、離子束加工機床、等離

子弧加工機床、磁脈沖加工機床、磁磨粒加工機床、射流加工機床、

復(fù)合加工機床、其他特種加工機床等，共14類。25類別電火花加工機床電弧加工機床電解加工機床超聲加工機床快速成形機床激光加工機床電子束加工機床離子束加工機床等離子弧加工

機床磁脈沖加工

機床磁磨粒加工

機床射流加工機床復(fù)合加工機床其他特種加工機床代號DDHDJCSKCJGDSLSDLCCCLSLFHQT讀音電電弧電解超聲快成激光電束離束等離磁沖磁粒射流復(fù)合其他類代號用大寫漢語拼音字母表示，按漢字字意讀音。特種加工機床類別代號見表。特種加工機床類別代號第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床1.特種加工機床類別代號26特種加工機床通用特性代號表示某種特種加工機床所具有的特殊性能。當機床除了有普通型外，還具有表中的一種或多種通用特性時，型

號中要添加通用特性代號，位置在類別代號之后。特種加工機床通用特性代號通用特性高精度精密數(shù)控仿形便攜數(shù)顯高速代號GMKFBXS讀音高密控仿便顯速第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床2.特種加工機床通用特性代號27組系主參數(shù)名稱代號代號名稱折算系數(shù)名稱電火花成形機床70電火花小孔高速加工機床1最大電極直徑1電火花成形機床1/10工作臺臺面寬度2電火花微孔加工機床10最小電極直徑3電火花銑削加工機床1/10短軸行程4電火花輪胎模加工機床1/10工作臺面直徑電火花線切割機床56單向走絲電火花線切割機床1/10短軸行程7往復(fù)走絲電火花線切割機床1/10短軸行程89每類特種加工機床劃分為10個組，每組機床劃分為10個系(系列)。機床的組、系代號用兩位數(shù)字表示。電火花加工機床組、系代號見表。電火花加工機床組、系代號3.電火花加工機床組、系劃分及代號第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床28機床主參數(shù)代表機床規(guī)格的大小，用折算值(主參數(shù)乘以折算系數(shù))表示，見上表。常見的線切割加工設(shè)備見圖。常見的線切割加工設(shè)備a)DK7725型

b)DK7740大錐度型c)ZGW32D

型第二節(jié)數(shù)控電火花加工機床4.機床主參數(shù)29四、電火花成形加工常用裝夾方式三、線切割加工常用的裝夾方式二、電加工機床工件裝夾要求一

、電火花加工機床常用夾具第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾五、工件找正30壓板夾具主要用于固定平板類工件。當工件尺寸較大時，則應(yīng)成對使用。如所示為懸臂支撐

方式。如圖b所示為兩端支撐方式，

當壓板夾具成對使用時，夾具基

準面的高度要一致。一、電火花加工機床常用夾具第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾壓板夾具裝夾工件方式a)懸臂支撐方式

b)兩端支撐方式1.壓板夾具31分度夾具主要用于加工電動機定子、轉(zhuǎn)子等多型孔的旋轉(zhuǎn)類工件，可保證較高的分度精度，其結(jié)構(gòu)如

圖所示。近年來，因為大多數(shù)線切

割機床具有對稱、旋轉(zhuǎn)等功能，所

以此類夾具已較少使用。第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾分度夾具結(jié)構(gòu)1

—

電極絲2

—

工件3

—

分度轉(zhuǎn)盤4

—

定位銷5

—

工作臺2.分度夾具323.磁性夾具對于一些微小或極薄的片狀工件，采用磁力工作臺或磁性表座等

磁性夾具吸牢工件進行加工。磁性

夾具的工作原理如圖所示。2a)b)磁性夾具的工作原理a)

吸牢工件b)

松開工件1

—

磁靴2

—

永久磁鐵3

—

銅焊層第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾33第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾二、電加工機床工件裝夾要求1.

工件符合生產(chǎn)要求待裝夾的工件應(yīng)符合圖樣要求，基準部位清潔無毛刺。對經(jīng)過淬火

的工件，在穿絲孔或凹模類工件擴孔的臺階處，應(yīng)清除淬火時的渣物及

氧化膜層，以防影響加工時的正常放電。2.保證夾具的精度與位置夾具精度要高，裝夾前先將夾具固定在工作臺面上，并用百分表找

正。夾具位置應(yīng)有利于工件的找正。34第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾二、電加工機床工件裝夾要求3.保證夾具作用力均勻保證夾具對工件的作用力均勻，以最大限度地防止工件在加工中產(chǎn)生變形。4.必要時采用專用夾具和輔助夾具批量生產(chǎn)時最好使用專用夾具，以提高生產(chǎn)效率。5.防止產(chǎn)生干涉夾具位置應(yīng)滿足行程需要，加工過程中工件、夾具不得與機床部件

產(chǎn)生干涉和碰撞。351.

懸臂支撐方式(見圖a)工件一端固定，另一端呈懸臂狀。懸臂支撐方式通用性強，裝夾方便，但懸臂工件易變

形，多用在工件精度要求不高或剛度較好的場

合。2.

兩端支撐方式(見圖b)工件兩端固定在夾具上，裝夾方便，支撐

穩(wěn)定，定位精度較高，但不利于小件裝夾。三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾壓板夾具裝夾工件方式a)懸臂支撐方式b)兩端支撐方式363.橋式支撐方式(見圖a)采用兩支撐墊鐵架在雙端支撐夾具上裝夾工件，通用性強，使用方便，可用于大部分工件的裝夾。4.

板式支撐方式(見圖b)根據(jù)工件形狀制成帶孔的支撐板，板線切割加工常用的裝夾方式上有用于定位和裝夾的螺紋孔。這種方式a)橋式支撐方式

b)板式支撐方式

c)復(fù)式支撐方式裝夾精度高，適用于常規(guī)與批量生產(chǎn)。三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾375.復(fù)式支撐方式(見圖c)在通用夾具上裝配專用夾具，可節(jié)省裝夾和找正時間，適用于大批量

生

產(chǎn)

。三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾線切割加工常用的裝夾方式a)橋式支撐方式b)板式支撐方式c)復(fù)式支撐方式386.專用特殊裝夾方式當工件夾持部分尺寸太小，幾乎

沒有夾持余量時，可采用如圖所示的

小夾持余量工件的專用夾具。三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾小夾持余量工件的專用夾具1

—

電極絲2

—

工件3

—

夾具塊4

—

夾具體5

—

工作臺39用細圓棒坯料切割微小零件的專用夾具如圖所示。圓棒坯料裝在正方

體外形的夾具內(nèi)，側(cè)面用內(nèi)六角螺釘

固定，即可進行切割加工。用細圓棒坯料切割微小零件的專用夾具1—固定用內(nèi)六角螺釘2—夾具3—圓棒坯料4

—

夾板5

—

電極絲6

—

工作臺三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾40加工多個復(fù)雜工件的夾具如圖所示。三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾加工多個復(fù)雜工件的夾具1

—

矩形板2

—

下板3

—

上板4

—

工作臺41工件毛坯以外圓柱面定位裝夾，如圖所示，采用V形架定位，用壓板

壓緊。注意V形架安裝時應(yīng)首先找正

其在工作臺上的位置，保證工件定位

軸線平行于Y軸或X軸。三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾工件毛坯以外圓柱面定位裝夾1—V形架2—工件3—壓板4—工作臺42工件毛坯以內(nèi)孔表面定位裝夾，如圖所示，因為工件帶有中心孔，切

割時電極絲平行于工件軸線，在加工

前可預(yù)先設(shè)計制造專用夾具。工件毛坯以內(nèi)孔表面定位裝夾1—定位心軸2—夾具體底板3—壓板4

—

工作臺5

—

工件6

—

壓緊螺母7

—

墊片三、線切割加工常用的裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾43電火花成形加工工件的裝夾與機械加工相似，但由于電火花成形加工

過程中的作用力很小，因此工件更容

易裝夾。在實際生產(chǎn)中，工件常用壓

板(見圖1)、磁性吸盤(見圖2)等固定在機床工作臺上，并使用百分表找

正

。四、電火花成形加工常用裝夾方式第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾磁性吸盤壓板441.

劃線找正當工件輪廓與毛坯外形的位置精度要求不高(允許誤差為0.2～0.3

mm)

時，可進行劃線找正。2.按已加工部位找正工件毛坯的待加工部位與工件毛坯的已加工部位有形位公差要求時，

工件毛坯的找正應(yīng)按工件毛坯上已加工部位的型孔進行找正，再按圖樣要

求進行加工。第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾五、工件找正453.

按工件外形找正這種方法多在加工部位與外形的位置精度要求較高時采用。這種方法要求工件外形至少要磨出相互垂直的兩個側(cè)面，供找正時作為基準。第三節(jié)

電火花加工機床工件裝夾五、工件找正46第四節(jié)

數(shù)控編程基礎(chǔ)一、常用數(shù)控編程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識二、數(shù)控機床的坐標軸和坐標系47第四節(jié)

數(shù)控編程基礎(chǔ)一、常用數(shù)控編程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識1.坐標系(1)兩種坐標系。為了確定一個點在平面中的確切位置，需要選定

平面坐標系，最常用、最簡單的是直角坐標系，有時也利用其他坐標系(如極坐標系)。例如，炮兵射擊時，是以大炮為基點，利用目標的方位

角及目標與大炮的距離來確定目標的位置，這時采用極坐標系就更方便。48第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1.坐標系1)直角坐標系(見圖)。相互垂直的X軸和Y軸的交點0,稱為坐標原點。X軸由點0向右為正，向

左為負；Y軸由點0向上為正，向下

為負。X軸、Y軸將平面劃分為

I~

IV象

限

。I象限(+X,+Y)XIV象限(+X,-Y)Ⅱ象限(-X,+Y)Ⅲ象限(-X,-Y)Y0

直角坐標系492)極坐標系(見圖)。在平面內(nèi)取一個定點0,稱為極點。引

一條射線OX,稱為極軸。第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1.坐標系極坐標系50(2)極坐標系和直角坐標系的關(guān)系(見圖)。點M的位置在極

坐標系中由p和θ確定，而在直角

坐標系中由x和y確定。由圖可知：M(x,y)Pθ極坐標系和直角第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1.坐標系051(3)坐標變換1)直角坐標軸平移，如圖所

示，坐標原點由0移至0′時，M點

對0的坐標(x,y)與M點對0′的坐

標(x′,y′)

之間的變換關(guān)系為：第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1.坐標系直角坐標軸平移522)直角坐標軸旋轉(zhuǎn)，如圖所示，直角坐標系XOY的坐標軸繞0點

旋轉(zhuǎn)θ角，成為坐標系X′OY′,此時M點的坐標

(x,y)與(x′,y′)

的關(guān)系如下。x=OC=ODcosθOD=OA-DAOA=x'DA=MAtanθMA=y'第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1.坐標系直角坐標軸旋轉(zhuǎn)533)點的旋轉(zhuǎn)，如圖所示，點M(xm,ym)圍繞坐標原點旋轉(zhuǎn)θ角至

點N(xn,yn),N點坐標與M點坐標

的關(guān)系可由下式計算：第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1.坐標系點的旋轉(zhuǎn)O54(1)求圓上某點的坐標(見圖)公式為：2.數(shù)控編程常用三角函數(shù)公式第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)求圓上某點的坐標551)某直線與圓相切于A點(

見圖

)

,

且

與X軸正向的夾角為β,則α=90°±β式中，逆時針方向β為正，順

時針方向β為負。2.數(shù)控編程常用三角函數(shù)公式第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)某直線與圓相切于A

點562)過定點P(a,b)的直線與圓相切(見圖),則：2.數(shù)控編程常用三角函數(shù)公式第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)過定點P的直線與圓相切57式中

，(x01,y01)、(x02,y02)分別為兩已知圓心的

坐

標

。(2)兩圓相切，圓心連線與X軸正向夾角為α(見圖),則：2.數(shù)控編程常用三角函數(shù)公式第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)2圓心連線與X軸正向夾角為α58(3)兩圓公切線切點和圓心連線與X軸正向夾角為α(見圖),

則：a)

b)兩圓公切線切點和圓心連線與X軸正向夾角為αa)外公切線

b)內(nèi)公切線2.數(shù)控編程常用三角函數(shù)公式第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)59(4)兩圓相交時，交點和主圓心連線與X軸正向夾角為α(見

圖

)

,

則

：2.數(shù)控編程常用三角函數(shù)公式第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)交點和主圓心連線與X軸正向夾角為α60第四節(jié)

數(shù)控編程基礎(chǔ)二

、數(shù)控機床的坐標軸和坐標系1.機床坐標軸坐標軸就是機械裝備中具有位移(線位移或角位移)控制和速度控制功能的運動軸。它分為直線坐標軸和回轉(zhuǎn)坐標軸。為簡化編程和保證程序的通用性，數(shù)控機床的坐標軸和運動方向命名

有統(tǒng)一的標準，規(guī)定直線進給坐標軸用X、Y、Z表示。61X、Y、Z坐標軸的相互關(guān)系用右手笛卡兒坐標系決定，如圖a所示，圖中拇指的指向為X軸的正方

向，食指的指向為Y軸的正方向，

中指的指向為Z軸的正方向。第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1

.機床坐標軸右手笛卡兒坐標系62圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進給坐標軸分別用A、B

、C表示。根據(jù)右手螺旋定則以拇指指向+X、+Y、+Z方向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為圓周進給運動的+A、+B、+C方向，如圖b所示。具體機床坐標系的確定需要詳細閱讀機床說明書。

右手笛卡兒坐標系第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)1

.機床坐標軸63第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)2

.

坐標系坐標系分為機械坐標系和工件坐標系。(1)機械坐標系。機械坐標系是用來確定工件坐標系的基本坐標系，機械坐標系的零點稱為機械原點。(2)工件坐標系。工件坐標系是在機床已經(jīng)建立了機械坐標系的基礎(chǔ)上，根據(jù)編程需要在工件或其他地方選定某一已知點設(shè)定為零點而建立的坐標系。工件坐標系的零點稱為工件零點。64第四節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)3.絕對坐標系和增量坐標系數(shù)控機床加工中，軸移動方式有絕對方式和增量方式兩種。絕對方

式是以各軸移動到終點的絕對坐標值進行編程的，稱為絕對編程；增量

方式是以各軸的位移量來編程的，稱為增量編程。對應(yīng)絕對編程和增量編程，有絕對坐標系和增量坐標系兩種坐標系。

絕對坐標系的參考點為坐標原點(零點),在程序運行中是固定不變的；

增量坐標系的參考點是隨著運動位置的變化而變化的。65第二章

數(shù)控線切割機床基本操作第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作66第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述一、數(shù)控線切割機床組成及結(jié)構(gòu)二

、數(shù)控線切割機床主要技術(shù)參數(shù)三

、數(shù)控線切割機床工作液四、數(shù)控線切割機床的操作67數(shù)控線切割機床按電極絲運行方式不同分為快走絲、中走絲、慢

走絲線切割機床等類型，各種類型

的線切割機床結(jié)構(gòu)及操作方式不同。數(shù)控電火花快走絲線切割機床主要

由控制系統(tǒng)、工作臺、走絲系統(tǒng)、

床身、工作液循環(huán)系統(tǒng)及高頻電源

六部分組成，如圖所示。一

、數(shù)控線切割機床組成及結(jié)構(gòu)第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述數(shù)控電火花快走絲線切割機床68數(shù)控電火花線切割機床控制系統(tǒng)由輸入/輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、

電氣控制系統(tǒng)組成。如圖1所示為

立式計算機控制系統(tǒng)，如圖2所示

為電氣部分。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述1-立式計算機控制系統(tǒng)

2-電氣部分1

.控制系統(tǒng)69輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標、手控盒等，也可以通過USB

(通用串

行總線，UniversalSerialBus)

接口連接外部設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。輸出設(shè)備多為顯示器，可顯示圖

形、代碼、加工參數(shù)等。數(shù)控裝

置用于數(shù)據(jù)的儲存、運算、指令

控制等，如圖所示。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述1

.控制系統(tǒng)數(shù)控裝置70工作臺用來裝夾工件，可在數(shù)控裝置控制下相對于固定的絲

架移動，完成對工件的進給運動，

電火花線切割機床是通過工作臺

與電極絲的相對運動來完成零件

加工的。如圖所示為工作臺，它由拖板、導(dǎo)軌、絲杠螺母傳動副

和齒輪傳動副四部分組成。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述2.工作臺工作臺71走絲系統(tǒng)由導(dǎo)輪、絲架、儲絲及走絲機構(gòu)等組成。(1)導(dǎo)輪及絲架(見圖)。導(dǎo)輪對電極絲起定位和導(dǎo)向作用，保證電極絲高速運轉(zhuǎn)不致斷裂，其本身也在高速運轉(zhuǎn)，工作環(huán)境比較惡劣。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述導(dǎo)輪及絲架a)導(dǎo)輪及絲架b)導(dǎo)輪軸承部件c)導(dǎo)輪3

.

走絲系統(tǒng)c)72第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述3.走絲系統(tǒng)1)導(dǎo)輪V形槽面應(yīng)有較高的精度，V形槽底圓半徑必須小于選用的電

極絲半徑，保證電極絲在導(dǎo)輪槽內(nèi)運動時不產(chǎn)生軸向移動。2)在滿足一定強度的條件下，應(yīng)盡量減輕導(dǎo)輪的質(zhì)量，以減小電極

絲換向時與導(dǎo)輪間的滑動摩擦。導(dǎo)輪槽工作面應(yīng)有足夠的硬度，以提高

其耐磨性。3)導(dǎo)輪裝配后轉(zhuǎn)動應(yīng)輕便靈活，盡量減小軸向竄動和徑向跳動。4)進行有效的密封，保證軸承的正常工作條件。73第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述3.走絲系統(tǒng)(2)儲絲及走絲機構(gòu)。如圖所示為儲絲及走絲機構(gòu)，它是線切割機床的關(guān)鍵部件，電極絲整齊地纏繞在儲絲筒上，由電動機

帶動儲絲筒旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)電極絲的運

轉(zhuǎn)。電動機行程控

制旋鈕儲絲筒行程開關(guān)儲絲及走絲機構(gòu)744.工作液循環(huán)系統(tǒng)在線切割加工中，工作液對加工工藝指標的影響很大，如對

切割速度、表面粗糙度、加工精

度等都有影響。在線切割加工中工作液是循環(huán)使用的，工作液循

環(huán)系統(tǒng)由工作液箱、工作液泵、

流量控制系統(tǒng)、連接導(dǎo)管和上、

下水嘴等組成，如圖所示。工作液泵工作液循環(huán)系統(tǒng)上水嘴控制閥回水控制閥第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述連

接

導(dǎo)

管工作液箱控制閥75第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述5.高頻電源高頻電源可以把工頻交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給火花放電間隙所需的能量。其性能參數(shù)對電火花加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度、加工過程的穩(wěn)定性和工具電極損耗等技術(shù)經(jīng)濟指標

有很大影響。76數(shù)控電火花線切割機床的主要技術(shù)參數(shù)包括工作臺行程(縱向行

程×橫向行程)、最大切割厚度、加工表面粗糙度值、加工精度、切

割速度、加工錐度和數(shù)控系統(tǒng)的控

制方式等。DK77系列數(shù)控電火花線

切割機床的主要型號及技術(shù)參數(shù)見

表。機床型號DK7716DK7720DK7725DK7732DK7740DK7750DK7763DK77120工作臺行程(mm)200×160250×200320×250500×320500×400800×500800×6302000×1200最大切割厚度(mm)100200140300(可調(diào))400(可調(diào))300150500(可調(diào))加工表面粗糙度值(μm)2.52.52.52.56.3~3.22.52.5一加工精度(mm)0.010.0150.0150.0150.0250.010.02一切割速度(mm2/min)708080100120120120一加工錐度0°、3°、6°、9°、12°、15°、18°(18°以上按6°一擋間隔增加)控制方式各種型號均有單板機、單片機或計算機控制方式注：不同廠家生產(chǎn)的機床其切割速度有所不同。二

、數(shù)控線切割機床主要技術(shù)參數(shù)第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述DK77

系列數(shù)控電火花線切割機床的主要型號及技術(shù)參數(shù)77第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述三、數(shù)控線切割機床工作液1.工作液的性能要求對工作液的使用性能有以下要求：(1)具有適中的介電性能。在保證放電加工的同時適當提高介電

性能，可以減少脈沖能量在介質(zhì)擊穿中的損耗。(2)清洗排屑性能好。工作液的清洗排屑性能好，可以幫助改善

切割表面的均勻性，提高切割速度及加工精度，同時，切割厚度較大

的工件時能保持較好的加工穩(wěn)定性。78第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述1.工作液的性能要求(3)要有較好的冷卻性能及消電離作用。在放電加工過程中，工作介質(zhì)應(yīng)能迅速地對電極絲進行冷卻，并應(yīng)有利于極間絕緣狀態(tài)的恢復(fù)。(4)環(huán)保性能好。對環(huán)境污染小，對人體無害，不使機床和工件產(chǎn)

生銹蝕，不使機床漆層變色。79使用前，應(yīng)先將工作液按一定比例稀釋。不同品牌的工作液稀釋

比例不同，

一般為1:10～1:20,

高濃縮工作液配比可達1:60~1:100。盡量避免使用硬水配制，若冬天水溫低可先用溫水將工作液

化開再進行勾兌。配制好的工作液

呈乳白色，如圖所示。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述2.工作液的種類和配比配制好的工作液80更換時，先將工作液箱及機床上、下水道中的油污清理干凈。如

圖所示為混入油污的工作液。新配

制的工作液使用一段時間后性能趨

于穩(wěn)定。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述2.工作液的種類和配比混入油污的工作液81第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述3.工作液的配制濃度與工件的關(guān)系線切割機床工作液的配制濃度一般根據(jù)具體的使用要求確定，同時

還要綜合考慮加工工件的具體情況，在保證排屑順利、加工穩(wěn)定的前提

下，盡量提高加工表面質(zhì)量。工件的厚度、材質(zhì)、加工精度、加工速度等對工作液的配制濃度有重要影響。(

1

)

工件厚度對工作液配制濃度的要求。工件較薄，配制濃度要高

些；工件較厚，配制濃度要低些。

一般工作液濃度選擇范圍為3%～15%。82第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述3.工作液的配制濃度與工件的關(guān)系(2)工件材質(zhì)對工作液配制濃度的要求。為了充分利用放電能量，

提高效率，在加工易于電蝕的金屬時采用濃度較高的工作液較好。(3)工件加工精度對工作液配制濃度的要求。工件表面質(zhì)量要求較

高時，可以提高工作液濃度，但工作液排屑能力降低，易短路。(4)加工速度對工作液配制濃度的要求。要求切割速度高時，配制

濃度要低些，以便于排屑。83序號操作步驟圖示1檢查機床各部件狀態(tài)及各控制開關(guān)位置2打開電源斷路器3開啟急停旋鈕(順時針旋轉(zhuǎn)即可開啟),按下啟動按鈕第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述四、數(shù)控線切割機床的操作正確地開機、關(guān)機是使用機床的第一步。開機操作過程見表。1.開機、關(guān)機開機操作過程84序號操作步驟圖示1調(diào)整機床各部件到達合適位置23按下急停旋鈕關(guān)閉電源斷路器第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述1.開機、關(guān)機關(guān)機操作過程見表。關(guān)機操作過程85第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述2.手控盒操作手控盒可以控制電極絲的啟停、工作液的開關(guān)、工作臺的移動等。線切割機床手控盒如圖所示。X方向往復(fù)移動按鈕Y方向往復(fù)移動按鈕U方向往復(fù)移動按鈕V方向往復(fù)移動按鈕電極絲啟動電極絲停止工作液開工作液關(guān)線切割機床手控盒86操作動作觀察分別按下X、Y方向“+”“-”按鈕工作臺運動方向分別按下U、V方向“+”“-”按鈕工作臺運動方向按下電極絲“開”“關(guān)”按鈕電極絲啟停情況按下工作液“開”“關(guān)”按鈕工作液泵運轉(zhuǎn)及工作液供給情況第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述2.手控盒操作手控盒操作見表。手控盒操作87如圖1所示為儲絲筒和行程開關(guān)，圖2所示為儲絲筒啟停開關(guān)，

圖3所示為儲絲筒速度調(diào)節(jié)器。第一節(jié)數(shù)控線切割機床概述3

.儲絲筒的調(diào)節(jié)3-儲絲筒速度調(diào)節(jié)器1-儲絲筒和行程開關(guān)2-儲絲筒啟停開關(guān)88操作動作觀察用手控盒啟動儲絲筒儲絲筒運轉(zhuǎn)情況調(diào)節(jié)儲絲筒行程開關(guān)儲絲筒換向情況用機床側(cè)面的啟停開關(guān)啟動、停止儲絲筒儲絲筒運轉(zhuǎn)情況調(diào)節(jié)儲絲筒速度控制旋鈕儲絲筒運轉(zhuǎn)速度第一節(jié)

數(shù)控線切割機床概述3.儲絲筒的調(diào)節(jié)手控盒操作見表。儲絲筒的調(diào)節(jié)操作89第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)一、數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程二、設(shè)備的維護保養(yǎng)方法90第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)一

、數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程安全操作包括人身安全和設(shè)備安全兩方面。數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程主要包括以下幾點：(1)操作人員必須熟悉設(shè)備的性能和技術(shù)規(guī)范，掌握操作方法和潤

滑保養(yǎng)知識，按要求穿好工作服方可操作線切割機床設(shè)備。(2)開機前須認真檢查設(shè)備是否正常，查看電源總開關(guān)、急停開關(guān)

是否正常有效，按要求加注潤滑油。檢查電極絲是否存在斷絲現(xiàn)象，檢查

絲架和工作臺上是否有異物。91第二節(jié)數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)一

、數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程3)手搖上絲完畢后，必須及時取下手柄，防止儲絲筒轉(zhuǎn)動時將手柄

甩出傷人。(4)正式加工工件前，應(yīng)確認工件位置正確，以防工件碰撞絲架或

因超載碰壞絲杠、螺母等傳動部件。(5)加工時打開安全開關(guān)，將導(dǎo)輪及工作臺防護罩安裝好后方可進

行放電加工。(6)禁止用濕手按開關(guān)或接觸電氣部分，防止工作液等導(dǎo)電物進入

電氣部分。92第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)一

、數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程(7)滾珠絲杠、導(dǎo)軌和工作臺面須保持干凈，無灰塵及雜物，以避

免非正常磨損。(8)禁止隨意拆卸機床的零部件，以免影響機床的精度。嚴禁“野

蠻”操作，裝卸工件時須小心謹慎，避免磕傷、碰傷機床工作臺面。(9)設(shè)備運轉(zhuǎn)時，操作人員必須隨時關(guān)注運行情況，發(fā)現(xiàn)異常立即

關(guān)機。檢查異常原因時，在無把握自檢、自修的情況下，應(yīng)及時上報，停

機待修，避免故障擴大。93第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)一

、數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程(10)機床附近不得放置易燃易爆物品，以防因工作液供應(yīng)不足產(chǎn)生

的放電火花引起事故。(11)換下來的廢絲要放在規(guī)定的容器內(nèi)，以防混入電路和走絲系統(tǒng)

中造成短路、觸電和斷絲等事故。(12)工作結(jié)束后，要擦凈工作臺及夾具，加油潤滑機床，清潔現(xiàn)場。94第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)一

、數(shù)控線切割機床安全操作規(guī)程(13)機床、電柜外表油漆面不能用汽油、煤油等有機溶劑擦拭，只

宜用中性清潔劑或水擦拭。工作結(jié)束后應(yīng)立即將機床清理干凈，在易蝕表面涂一層機油，并定期進行清理。(14)嚴格執(zhí)行設(shè)備“三級保養(yǎng)”制度，認真做好日常保養(yǎng)和一級保

養(yǎng)工作，確保設(shè)備始終處于整齊、清潔、潤滑、安全的狀態(tài)。95第二節(jié)數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)二、設(shè)備的維護保養(yǎng)方法(1)工作運動部位。應(yīng)嚴格按潤滑要求進行潤滑，導(dǎo)輪軸承每周用煤油沖洗一次，多加注潤滑油，將殘留工作液擠出。(2)絲架上臂、下臂應(yīng)經(jīng)常清洗，及時清除工作液、電蝕物。(3)導(dǎo)輪、進電塊、斷絲保護塊表面應(yīng)保持清潔。(4)工作液應(yīng)勤換，管道應(yīng)保持通暢。更換工作液時應(yīng)清洗工作液

箱和管道，去除電蝕物。(5)嚴格遵守安全操作規(guī)程。96第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)二、設(shè)備的維護保養(yǎng)方法(6)機床防塵罩上不要放置重物，不要隨意拆卸機床。如果需要拆

卸，應(yīng)防止灰塵落入。(7)儲絲筒換向時，如果發(fā)生振動應(yīng)及時檢查有關(guān)部件并調(diào)整。(8)應(yīng)經(jīng)常檢查導(dǎo)輪、進電塊、斷絲保護塊、導(dǎo)輪軸承等是否磨損，

如出現(xiàn)溝槽影響加工精度應(yīng)及時更換。97第二節(jié)

數(shù)控線切割機床維護與保養(yǎng)二、設(shè)備的維護保養(yǎng)方法(9)定期手動驅(qū)動儲絲筒，用百分表初步檢驗儲絲筒和導(dǎo)輪的圓跳

動是否符合機床的精度指標要求。如有超差或運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)的情況，應(yīng)聯(lián)系

維修人員，更換軸承或相關(guān)配件。(10)更換導(dǎo)輪后應(yīng)重新調(diào)整電極絲與工作臺的垂直度，使用一段時

間后應(yīng)重新檢查校正。98第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作四、斷絲故障排除五、電極絲損耗一、電極絲選擇二、上絲、穿絲和緊絲三、校絲99第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作一、電極絲選擇1.數(shù)控線切割機床對電極絲的性能要求數(shù)控線切割機床對電極絲的性能要求主要有電蝕性能好，耐高溫，加工表面的表面粗糙度值小，穩(wěn)定性好，切割精度高；抗拉伸，延伸率小，易保持恒張力；卷曲率大，絲徑一致，易穿絲；損耗小，不易斷絲，使用壽命長。100第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2.電極絲材料、規(guī)格選擇(1)快走絲線切割機床電極絲?？熳呓z線切割機床的電極絲是快速

往復(fù)運行的，在加工過程中反復(fù)使用。這類電極絲主要有鉬絲、鎢絲和

鎢鉬絲。(2)慢走絲線切割機床電極絲。慢走絲線切割機床一般用黃銅絲作為電極絲。電極絲單向低速運行，強度不高，用一次就廢棄。101(3)電極絲選用原則。電極絲的材料不同，電火花線切割的

切割速度也不同。電極絲的選用

原則是根據(jù)加工特點選擇電極絲

類型，然后根據(jù)加工要求選擇電

極絲直徑。常用電極絲的性能見表1和表2。名稱基體材料鍍層電極絲直徑(mm)抗拉強度(MPa)延伸率(%)備注黃銅絲CuZn35一0.2～0.259801硬度高，直線性好CuZn37一0.1~0.35800～9800.5~3鍍鋅絲CuCuZn500.25500<1加工效率提高CuZn37Zn0.1~0.259802材料適用溫度(℃)延伸率(%)抗拉強度(MPa)熔點(℃)電阻率(Ω·cm)備注長期短期鎢

(

W

)200025000130034000.0612較脆鉬(Mo)200023003070026000.0472較韌鎢鉬(W50Mo)2000240015100030000.0532適中第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作2.電極絲材料、規(guī)格選擇2-銅電極絲的性能1-鎢電極絲的性能102第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2.電極絲材料、規(guī)格選擇(4)電極絲直徑選擇。電極絲的直徑對切割速度的影響較大。如果

電極絲直徑過小，則承受電流小，切口也窄，不利于排屑和穩(wěn)定加工，切割速度不理想。因此，在一定的范圍內(nèi)，加大電極絲直徑對提高切割

速度有利。但是，電極絲的直徑超過一定范圍時，會造成切口過大，也

同樣會影響切割速度的提高，因此電極絲的直徑又不宜過大。同時，電極絲直徑對切割速度的影響也受脈沖參數(shù)等綜合因素的制約，應(yīng)根據(jù)需

要合理選擇。另外，較大直徑的電極絲難以加工出內(nèi)尖角的工件。103快走絲線切割加工用的電極絲直徑可在0.1～0.25mm范圍內(nèi)選

用，最常用的為0.12～0.18mm。慢走絲線切割加工用的電極絲直徑可在0.03～0.36mm范圍內(nèi)選用，最常用的為0.2mm。電極絲如圖所

示。第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作2.電極絲材料、規(guī)格選擇a)

b)電極絲104(1)上絲操作準備。準備好0.18mm鉬絲、螺釘旋具等，如圖1所示。將鉬絲從包裝中取出，去掉

封紙，理出線頭，注意防止鉬絲纏

繞、打結(jié)，如圖2所示。第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作二、上絲、穿絲和緊絲1.上絲1-鉬絲、螺釘旋具2-取出鉬絲1053將兩個行程開關(guān)分別調(diào)至左、

右極限位置，將儲絲筒移到最

右端將新鋁絲的一端困定到儲絲簡左端的螺釘上，纏繞半圖壓緊即可，注意不要留太長的絲頭5打開立柱防護門，將電極絲

撞在與儲絲筒相對的惰輪凹

槽中6固定絲盤，并用螺母壓緊，

調(diào)節(jié)彈簧張力序號操作步驟圖示1接通電源，關(guān)閉斷絲保護，

打開儲絲筒防護罩2將舊電極絲取下。注意：舊電極絲應(yīng)單獨回收存放，嚴禁

隨意丟棄，以防傷人或卡進機床發(fā)生故障(2)上絲操作。上絲操作過程見表。上絲操作過程第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作1.上絲106序號桑作步翼圖示7打開儲絲筒開關(guān)8儲絲筒在電動機的帶動下旋轉(zhuǎn)，將電極絲均勻地綁燒在儲絲筒上9待電極絲纏繞長度達到要求

后，關(guān)閉電源10取下絲盤11剪斷多余的電極絲第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作1.上絲上絲操作過程1072

.

穿

絲儲絲筒上絲操作完畢后，將電極絲沒有固定的一端按機床穿絲順序依次通過相應(yīng)的惰輪、導(dǎo)輪、張緊輪，

最后壓緊在儲絲筒右端的螺釘上，這

個操作過程就是穿絲。如被加工工件

毛坯有穿絲孔，電極絲還要從工件穿絲孔中穿過。電極絲繞過導(dǎo)絲輪的順

序如圖所示。張緊輪1惰輪2/張緊輪2

下臂導(dǎo)輪電極絲繞過導(dǎo)絲輪的順序第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作上臂導(dǎo)輪儲絲筒惰輪1108序號操作步驟圖示3拉至右端上臂導(dǎo)輪處4由上至下繞過上臂導(dǎo)輪，將電極絲卡在導(dǎo)輪

相中S繞過下臂導(dǎo)輪，向左拉回6將電極絲依次掛在張緊輪2、張緊輪1上并張緊張軍輪1張緊輪2序號操作步驟圖示1由下至上繞過惰輪2,將電極絲卡在惰輪槽中2由左側(cè)繞過惰輪1,水平向右拉惰輪1[第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作穿絲操作過程見表。穿絲操作過程2

.穿絲109序號操作步驥圖示7將穿好的電極絲一端固定在儲絲簡上，剪斷

多余的電極絲擰緊螺釘，8旋轉(zhuǎn)儲絲筒，查看穿絲情況，確認無誤即可穿絲操作過程見表。穿絲操作過程第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2

.穿絲110第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作3

.

緊絲(1)電極絲張力對加工的影響。電極絲的緊絲是線切割操作的一個重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)直接影響工件的加工質(zhì)量和切割速度。1)電極絲張力過大的影響。2)電極絲張力過小的影響。111(2)緊絲操作。緊絲時要用到緊絲輪及旋具，如圖所示。第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作3

.

緊絲緊絲輪及旋具112序號操作步驟圖示1將電極絲放人緊絲輪的凹槽中，向斜上方拉

緊，保持一定的張力2啟動儲絲筒，使整段電極絲逐步被張緊，直

至最后3擰松緊固螺釘，將多余電極絲拉出并重新固

定，剪斷多余的電極絲第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作緊絲操作過程見表。3

.

緊絲緊絲操作過程113第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作三

、校絲1.電極絲垂直度對工藝指標的影響電極絲運動的位置主要由導(dǎo)輪決定，如果導(dǎo)輪有徑向圓跳動或軸向竄動，電極絲就會發(fā)生振動，振幅取決于導(dǎo)輪的跳動值或竄動值。電極絲垂直度對加工質(zhì)量的影響如圖

所

示

。工件電極絲垂直度對加工質(zhì)量的影響電極絲實際位置電極絲理想位置電極絲實際位置114(1)使用校正塊校正1)擦凈工作臺面和校正塊表

面，將校正塊在工作臺上放好，如圖所示。2)打開高頻電源，使用較小

電量運行電極絲。第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2.

電極絲垂直度的校正擺放校正塊1153)移動機床X軸使電極絲接近校

正塊，有輕微放電火花，如圖所示。4)目測電極絲和校正塊接觸長

度上放電火花的均勻程度，如出現(xiàn)電

極絲上端或下端中只有一端有火花，

說明該端離校正塊側(cè)面距離近，而另

一端離校正塊遠，電極絲不平行于該

側(cè)面，需要校正。第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2.

電極絲垂直度的校正電極絲接近校正塊并輕微放電1165)移動U軸，直至上下端火

花均勻一致，這時電極絲在X軸方

向上垂直，如圖所示。6)用同樣的方法通過移動V

軸，調(diào)整電極絲在Y軸方向上的垂

直

度

。第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2.電極絲垂直度的校正使用校正儀校正117(2)使用校正儀校正(見圖)1)選擇機床的微弱放電功能，在電極

絲與校正儀間加上脈沖電壓，運行電極絲，

使電極絲接近校正儀的一個側(cè)面。2)利用電極絲的電脈沖，觀察校正儀上的指示燈閃亮情況，判斷電極絲的哪端

與校正儀側(cè)面距離近，并進行相應(yīng)的校正。a)

b)校正儀校正a)X(U)方向校正b)Y(V)方向校正1

—

導(dǎo)輪2—

指示燈3—

校正儀4—

電極絲第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作2.電極絲垂直度的校正118斷絲故障類型可能原因排除方法開始切割時斷絲(1)電參數(shù)選擇不正確，加工電流過

大，進給不穩(wěn)(2)電極絲張緊力不夠(3)工件表面有不導(dǎo)電的氧化皮(1)調(diào)整電參數(shù)，減小電流(2)檢查走絲系統(tǒng)是否異常，張緊電極絲(3)清除工件表面的氧化皮切割過程中斷絲(1)電流過大(2)進給調(diào)節(jié)不當，忽快忽慢，開

路、短路頻繁(3)工作液使用不當(4)導(dǎo)電塊與電極絲接觸不良(5)工件較厚時，放電間隙過小或使

用不適合切割厚件的工作液(6)電極絲質(zhì)量差或產(chǎn)生氧化，或上

絲時產(chǎn)生損傷(7)儲絲筒轉(zhuǎn)速太慢，電極絲在工作

區(qū)停留時間過長(8)電極絲直徑過小(1)將放電間隙調(diào)大，或減少功率管個數(shù)(2)提高操作水平，按進給速度調(diào)整原則調(diào)

節(jié)進給電位器，使進給穩(wěn)定(3)使用線切割專用工作液，清洗管道，保

證通暢(4)更換或?qū)?dǎo)電塊移動一個位置(5)增大占空比并使用適合切割厚件的工

作液(6)更換電極絲，按要求進行安裝和緊絲(7)調(diào)整絲速(8)選擇直徑合適的電極絲工件接近切完時斷絲(1)切割中，由于切割路線安排不合

理或工件材料熱處理不好造成工件材料變形，夾斷電極絲(2)工件掉落時撞斷電極絲(1)改善工件的加工工藝，增強抗變形能力(2)切割完畢時，用工具托住工件儲絲簡空轉(zhuǎn)時斷絲(1)電極絲安裝不正確(2)儲絲簡轉(zhuǎn)動不靈活(1)檢查電極絲是否按正確的繞絲順序安裝

在導(dǎo)輪槽中，檢查儲絲筒軸線是否與絲架垂直(2)檢查儲絲簡的轉(zhuǎn)動情況，夾縫中是否進

人雜物第三節(jié)

數(shù)控線切割機床電極絲操作加工中斷絲現(xiàn)象的原因及排除方法加工中斷絲現(xiàn)象的原因及排除方法見表。四、斷絲故障排除第三節(jié)數(shù)控線切割機床電極絲操作五、電極絲損耗在線切割加工中工件材料被蝕除、切割成形的同時，電極絲也會被放電腐蝕，即電極絲發(fā)生損耗。電極絲的使用時間較長時，絲徑變細且布滿

顯微放電凹坑，抗拉強度下降，最終發(fā)生斷裂。在快速走絲線切割加工中，

電極絲反復(fù)使用，若電極絲損耗太大將影響加工精度，同時還會增大斷絲的概率。對于快走絲線切割機床，電極絲損耗量用電極絲在切割10000mm2

面積后直徑的減小量來表示，

一般減小量不應(yīng)大于0.01mm。對于慢走絲線

切割機床，由于電極絲的使用是一次性的，故電極絲的損耗量可忽略不計。120第三章

數(shù)控線切割加工工藝與手工編程第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝第二節(jié)數(shù)控線切割3B代碼編程第三節(jié)數(shù)控線切割I(lǐng)SO代碼編程第四節(jié)

典型工件編程實例121第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝一、穿絲孔、切割起點及切割路線選擇二、間隙補償量的確定三、程序編制步驟四、脈沖放電參數(shù)選擇122第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝一、穿絲孔、切割起點及切割路線選擇1.穿絲孔加工(1)加工穿絲孔的必要性。在工件加工過程中，為保證工件的完整

性和減小加工變形，往往需要從穿絲孔(工件上預(yù)先加工好用來穿過電極

絲的小孔)開始加工并選擇合理的加工路線。切割封閉形工件時，為保證

零件的完整性，必須預(yù)先加工出穿絲孔；切割外形輪廓時，一般也要加工

穿絲孔。在切斷材料時，會破壞材料內(nèi)應(yīng)力的平衡狀態(tài)而造成變形，影響

加工精度，嚴重時甚至?xí)斐蓨A絲、斷絲。123如圖a所示，在切割工件時不采用穿絲孔，電極絲從毛坯外直接切割，隨著

電極絲的持續(xù)進給，工件外部割除的金屬質(zhì)量會逐漸變大，在與工件連接部位產(chǎn)生變形，影響線切割的精度或造成夾

絲故障。如圖b所示，采用穿絲孔切割，可以使工件毛坯保持完整，從而減小變形所造成的誤差，保證工件的加工精度。a)b)切割工件時有無穿絲孔的比較

a)無穿絲孔b)有穿絲孔1—工件2—夾持部分第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝1.穿絲孔加工124第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝1.穿絲孔加工(2)穿絲孔的位置和直徑。穿絲孔作為工件加工的工藝孔，是電極

絲相對于工件運動的起點，同時也是程序執(zhí)行的起點，應(yīng)選在容易找正

和便于編程計算的位置，最好選在已知坐標點或便于計算的坐標點上，以簡化有關(guān)軌跡控制的運算。切割中小型凹形工件時，穿絲孔可選在工

件中心，這樣既便于穿絲孔加工位置的準確定位，又便于軌跡坐標的計

算。切割凸形工件或大型凹形工件時，為縮短加工路徑，節(jié)約工時，穿

絲孔可選在加工起始點附近。125第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝1.穿絲孔加工(3)穿絲孔的加工。在加工穿絲孔時，如果有基準面定位，不需要

用穿絲孔定位時，直接用鉆床鉆出穿絲孔。當選擇以穿絲孔作為加工基

準定位時，穿絲孔的精度直接影響加工精度，應(yīng)保證其精度等于或高于

工件要求的精度，這就要求穿絲孔應(yīng)在具有較精密坐標工作臺的機床上

進行加工。為了保證孔徑尺寸精度，穿絲孔可采用鉆鉸、鉆鏜或鉆車等

較精密的機械加工方法。穿絲孔的位置精度、尺寸精度一般要等于或高

于工件要求的精度。126第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝2.切割起點及切割路線的選擇(1)切割起點的選擇。數(shù)控線切割加工的多是封閉輪廓，切割起點一般也是切割終點，但電極絲返回到起點時必然存在重復(fù)位置誤差，形

成加工痕跡，影響切割精度和表面質(zhì)量。為此，應(yīng)合理選擇切割起點。1)應(yīng)在表面質(zhì)量要求較低的表面上選擇切割起點。2)應(yīng)盡量在切割輪廓的交點上選擇切割起點。3)對于無切割交點的工件，切割起點應(yīng)盡量選擇在便于鉗工修復(fù)的

部位，如外輪廓的平面、半徑大的弧面等。127第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝2.切割起點及切割路線的選擇(2)切割路線的選擇。在加工中，工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的相對平衡受到破壞，會引起工件的變形，所以在選擇切割路線時必須注意以下方面：1)盡量采用穿絲孔，切割路線從坯件預(yù)制的穿絲孔開始。

一般情況

下，切割路線應(yīng)從工件裝夾位置的附近開始，向離開工件裝夾位置的方

向切割，最后回到工件裝夾位置的附近。如果工件在開始時就與夾持部

位大部分隔離，工件的剛度大大降低，會產(chǎn)生變形而導(dǎo)致加工誤差。128如圖a所示，采用從工件端面開始由內(nèi)向外切割的方案，變形最大，不可取。如圖b所示，從工件端面開始切割，然后其加工路線由外向內(nèi)，比圖a的方案安排合理，但是仍有變形。如圖c所示，切割起點取在坯件預(yù)制的穿絲孔中，且加工路線由外向內(nèi)，變形最小，是最合適的加工方案。a)

b)

c)切割起點和切割路線的選擇a)錯誤的方案b)可用的方案c)最好的方案第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝1.穿絲孔加工1292)在一塊毛坯上要切割出兩個以上工件時，不應(yīng)連續(xù)一次切割出來，而應(yīng)從該毛坯的不同預(yù)制穿絲孔開始加工，如圖所示。在一塊毛坯上切割出兩個工件a)錯誤方案，從同一個穿絲孔加工b)

正確方案，從不同穿絲孔開始加工第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝1.穿絲孔加工130線切割加工時是以電極絲作為工具電極的，由于電極絲具有一定

的直徑，加工時還會產(chǎn)生一定的放

電間隙，所以加工時工件的加工輪

廓與電極絲的中心運動軌跡之間存

在一定的偏移量，如圖所示。a)b)第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝二、間隙補償量的確定電極絲中心軌跡與工件輪廓的偏移a)凹模b)凸

模131第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝三

、程序編制步驟編程時首先要求出電極絲中心軌跡與加工輪廓的垂直距離(間隙補償量),并將電極絲中心軌跡分割成單一的直線或圓弧段(若間隙補償在加

工時通過機床參數(shù)進行調(diào)整，可將工件輪廓分割成單一的直線或圓弧段),

求出各線段交點的坐標值后，逐段進行編程?？砂聪铝胁襟E進行：1.根據(jù)工件的裝夾情況和切割方向，確定相應(yīng)的工件坐標系。為了

簡化計算，應(yīng)盡量選取圖形的對稱軸線為坐標軸。2.按選定的電極絲半徑和放電間隙計算間隙補償量。132第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝三、程序編制步驟3.將電極絲中心軌跡(或工件輪廓)分割成單一的直線或圓弧段，

求出各線段交點的坐標值。4.根據(jù)各交點坐標值及各線段、圓弧的加工順序，逐段編制切割程

序。5.編寫好的程序通常要經(jīng)過驗證才能用于正式加工。機床數(shù)控系統(tǒng)

一般都提供程序驗證的方法，常見的方法主要有畫圖驗證和空運行。133第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝四、脈沖放電參數(shù)選擇1.數(shù)控線切割加工主要工藝指標數(shù)控線切割加工工藝指標主要包括切割速度、表面粗糙度和加工精度等，除此之外，放電間隙、電極絲損耗和加工表面層變化也是反映加工

效果的重要內(nèi)容。(1)切割速度。(2)表面粗糙度。(3)加工精度。134第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝2.電參數(shù)對工藝指標的影響(1)脈沖寬度。當脈沖寬度增加時，單個脈沖能量增大，加工速度

提高，但表面質(zhì)量變差。(2)脈沖間隔。當脈沖間隔減小時，平均電流增大，脈沖頻率提高，

切割速度加快。(3)開路電壓。開路電壓會引起放電峰值電流和電加工間隙的改變。(4)峰值電流。峰值電流是決定單個脈沖能量的主要因素之一。(5)放電波形。在相同的工藝條件下，高頻分組脈沖常常能獲得較

好的加工效果。1353.合理選擇電參數(shù)電火花線切割加工時，正確選擇電參數(shù)可以提高加工工藝指標和

加工的穩(wěn)定性。線切割加工電參數(shù)

的選擇通過控制操作面板(見圖)

上的擋位開關(guān)來實現(xiàn)。脈停調(diào)節(jié)

I1

I2

I3

I4

Is

I6

I7

I8

I9

進給調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)

變頻

進給

高頻操作面板第一節(jié)

數(shù)控線切割加工工藝136第一節(jié)數(shù)控線切割加工工藝3.合理選擇電參數(shù)一般來講，粗加工時應(yīng)選用較大的加工電流和大的脈沖能量，以獲得較高的加工生產(chǎn)率；而精加工時應(yīng)選用較小的加工電流和小的單個脈

沖能量，以獲得較小的加工工件表面粗糙度值。具體操作方法如下：(1)精加工。(2)最大加工效率。(3)大厚度工件(>300

mm)加工。(4)較大厚度工件(60~100

mm)加工。(5)薄工件加工。137第二節(jié)

數(shù)控線切割3B代碼編程一、3B代碼編程格式二、直線編程三、圓弧編程四、編程實例138第二節(jié)

數(shù)控線切割3B代碼編程一、3B代碼編程格式3B代碼是我國自行開發(fā)的一種程序代碼，它簡單易學(xué)，還可實現(xiàn)自動編程，為大多數(shù)線切割機床所支持。線切割常見的加工類型有直線加工和

圓弧加工兩種，其他復(fù)雜曲線都可以用直線或圓弧來擬合，在3B代碼中都

是以增量方式編程。139第二節(jié)

數(shù)控線切割3B代碼編程一、3B代碼編程格式程序的格式為：BXBYBJ

G

ZB——分隔符，用以分隔X、Y、J的數(shù)值，不可省略，“3B”代碼因此得

名

；X——X方向坐標絕對值，單位為μm,數(shù)字為0時可不寫；Y——Y方向坐標絕對值，單位為μm,數(shù)字為0時可不寫；140第二節(jié)

數(shù)控線切割3B代碼編程一、3B代碼編程格式J——計數(shù)方向上的長度，指切割路徑在X軸或Y軸上的投影長度，取絕對值，單位為μm;G——計數(shù)方向，有GX(X方

向

)

、GY(Y

方向)兩種；Z——加工方式，共12種，其中直線4種、圓弧8種。141第二節(jié)

數(shù)控線切割3B代碼編程二、直線編程1.X、Y

值以直線起點為原點建立計算坐標系，X、Y值為線段終點在該坐標系中坐標的絕對值，以μm為單位。在3B代碼直線編程中，

X、Y值主要表示斜率，因此可等比放大或縮小，不影響程序加工。當直線與X軸重合時，

終點坐標的Y值為0;當直線與Y軸重合時，終點坐標的X值為0。這兩種情

況下的終點坐標的Y值或X值均可省略不寫，但其分隔符B不可省略。142計數(shù)長度是指直線段按計數(shù)方向在X軸或Y軸上的投影長度，以μm為單位。計數(shù)方向為GX時，計數(shù)長度J是直線段在

X軸上的投影長度；計數(shù)方向為GY時，計

數(shù)長度J

是直線段在Y軸上的投影長度，如圖所示。第二節(jié)數(shù)控線切割3B代碼編程2

.計數(shù)長度J計數(shù)長度的確定1433

.計數(shù)方向G有兩種計數(shù)方向，即計X和計Y,分

別

寫

成GX和GY。如圖所示，以45°的線

分界，直線段終點坐標(X,Y)落在陰影

區(qū)域內(nèi)，計數(shù)方向取GX;

直線段終點坐標落在陰影區(qū)域外，計數(shù)方向取GY;直線段正好在45°線上時，計數(shù)方向可任

意選取。第二節(jié)數(shù)控線切割3B