数控加工工艺与编程第3版第6章数控电火花线切割加工

1、数控加工工艺与编程,高等教育出版社,数控加工工艺与编程,第6章 数控电火花线切割加工,数控加工工艺与编程,第7章 宏程序应用,学习目标 了解数控电火花线切割加工原理和主要特点。 了解高速走丝和低速走丝数控电火花线切割机床的主要区别。 了解影响线切割工艺指标的主要因素。 认识数控电火花线切割加工的典型夹具，掌握正确装夹工件的方法。 掌握高速走丝线切割机床3B格式编程方法，并能应用3B格式编制工件加工程序。 了解慢走丝线切割典型工艺和程序编制方法。 会用CAXA线切割编程软件绘制零件几何图形并自动编制加工程序。,数控电火花线切割加工原理与特点,切削力,特点：,热变形,应力变形,加工机理,“以硬对软”,接触式加工,切削热,传统切削加工与特种加工比较 传统切削加工,数控电火花线切割加工原理与特点,传统切削加工与特种加工比较 特种加工,例如： 电火花加工 电化学加工 激光加工 超声加工 等离子加工,加工特点： “以软对硬”工具硬度可以低于被加工材料的硬度 用电、化学、光、声、热能等去除金属材料,加工原理 数控电火花线切割加工是通过连续移动的细金属导线（电极丝）与工件之间产生不间断脉冲性火花放电，

2、利用放电腐蚀效应，使工件成型的加工。,,数控电火花线切割加工原理与特点,加工原理 加工条件 要使放电腐蚀原理用于导电材料的尺寸加工，必须具备以下几个基本条件： 必须保持一定的放电间隙 必须采用一定频率功率脉冲电源 必须在一定绝缘性能的介质中进行放电,,数控电火花线切割加工原理与特点,加工原理 放电加工的微观过程 放电加工时，金属材料蚀除的微观过程可分为以下四个连续的阶段： 极间介质的击穿与放电 能量的转换、分布与传递 电极材料的抛出 极间介质的消电离,,数控电火花线切割加工原理与特点,加工原理,,数控电火花线切割加工原理与特点,第一阶段：放电通道形成,第二阶段：放电通道形成高热 第三阶段：蚀除物抛出 第四阶段：极间介质的消电离,加工特点 传统加工需要较大的夹紧力 电火花线切割加工只需很小的夹紧力,,数控电火花线切割加工原理与特点,加工特点 传统加工受工件材料硬度限制 电火花线切割加工不受工件材料硬度限制,,数控电火花线切割加工原理与特点,加工特点 传统加工不可能获得直角 电火花线切割加工很容易获得直角,,数控电火花线切割加工原理与特点,,数控电火花线切割加工原理与特点,局限性 仅限于金

3、属等导电材料的加工 加工速度较慢，生产效率较低 存在电极损耗 最小角部半径有限制,,数控电火花线切割的应用,典型应用 模具制造 电火花成形加工用的电极 新产品试制及难加工零件,数控电火花线切割的应用,棱锥体形件,多孔窄缝加工,冷冲凸模的加工,典型应用,数控电火花线切割的应用,典型应用,数控电火花线切割的应用,典型应用,数控电火花线切割的应用,典型应用,数控电火花线切割的应用,典型应用,,数控电火花线切割机床,电火花线切割机床分类 高速走丝电火花线切割机床 又称快走丝线切割机床 低速走丝电火花线切割机床 又称慢走丝线切割机床,,数控电火花线切割机床,电火花线切割机床分类 特点比较,,数控电火花线切割机床,电火花线切割机床型号 电火花线切割机床的型号是按照GB/T16768-1997金属切削机床型号编制方法来编定的，现举例说明如下：,,数控电火花线切割机床,电火花线切割机床组成,控制系统 脉冲电源 工作液循环系统 机床本体,,数控电火花线切割工艺基础,线切割加工的主要工艺指标 切割速度 表面粗糙度 电极丝损耗量 加工精度 影响线切割工艺指标的若干因素 电参数对工艺指标的影响 非电参数对工艺

4、指标的影响,,数控电火花线切割工艺基础,脉冲电源波形及三个重要参数,Im 幅值电流 ton 脉冲宽度 toff 脉冲间隔,加工速度v、表面粗糙度Ra,1/v,,数控电火花线切割工艺基础,工作液作用 压缩放电通道，提高除蚀效果 加速消电离过程，防止持续电弧放电 在极间流动，以利于加速蚀除产物的排除 冷却,向下走丝,向上走丝,,线切割编程,3B格式程序编制 平面坐标系和坐标值X,Y的确定 （单位um） 平面坐标系的规定：面对机床工作台，工作台平面为坐标平面，左右方向为X轴，且向右为正；前后为Y轴，且向前为正； 坐标系的原点随程序段的不同而变化：加工直线的起点为坐标系的原点，X、Y取该直线终点的坐标值；加工圆弧时，以该圆弧的圆心为坐标系的原点，X、Y取该圆弧起点的坐标值。,BXBYBJGZ,,线切割编程,3B格式程序编制 计数方向 G 的确定 不管是加工直线还是圆弧，计数方向按终点的位置来确定。 确定原则： 加工直线时，计数方向取与直线终点走向较平行那个坐标轴。 加工圆弧时，终点走向较平行于何轴，则计数方向取该轴。 计数长度 J 的确定 计数长度是在计数方向的基础上确定的，是被加工的直线或圆

5、弧在计数方向的坐标轴上投影绝对值的总和，单位um。,,线切割编程,3B格式程序编制 计数方向 G 的确定 不管是加工直线还是圆弧，计数方向按终点的位置来确定。 确定原则： 加工直线时，计数方向取与直线终点走向较平行那个坐标轴。 加工圆弧时，终点走向较平行于何轴，则计数方向取该轴。 计数长度 J 的确定 计数长度是在计数方向的基础上确定的，是被加工的直线或圆弧在计数方向的坐标轴上投影绝对值的总和，单位um。,,线切割编程,3B格式程序编制 计数方向 G 的确定,,线切割编程,3B格式程序编制 加工指令 Z 的确定 加工指令Z是用来表达被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息的。控制系统根据这些指令，正确选择偏差公式，进行偏差计算，控制工作台的进给方向，从而实现机床的自动化加工。,加工直线时有四 种加工指令： L1、L2、L3、L4,,线切割编程,3B格式程序编制 加工指令 Z 的确定,加工圆弧时，若被加工圆弧的加工起点分别在坐标系的四个象限中，并按顺时针插补，如图所示,加工指令分别用SR1、SR2、SR3、SR4表示,按逆时针方向插补时，分别用NR1、NR2、NR3、NR4表示,,线切

6、割编程,编程实例,例1：加工直线OZ，Z（17000，5000） 解： 取G=GX，则J=XZ= 17000 程序为： B17000B5000B17000GX L1 可否写为： B17B5B17000GX L1 ？,,线切割编程,编程实例,例2：加工与Y轴重合直线OZ，长为21.5mm 程序为：BBB21500GY L2,,线切割编程,编程实例,例3：切割一个内腔等边三角形，如图所示，按被加工轮廓编程（实际加工时需考虑钼丝半径及放电间隙）。 首先根据零件图标注尺寸，计算各交、切点坐标，其中B点中的Y= 51.9615，然后按相对坐标编程。,,线切割编程,编程实例,B30 B14 B30000 GX L4 S-A B30000 B51962 B51962 GY L2 A-B B30000 B51962 B51962 GY L3 B-C BBB 60000 GX L1 C-A B30 B14 B30000 GX L2 A-S DD,,线切割编程,编程实例,例4：切割加工圆弧AE，圆弧半径R=50mm。,,线切割编程,编程实例,练习：整个工件轮廓加工程序。,解：分四段程序段：A-B-C-D-

7、A 程序为： BBB40000GXL1 B1B9B9000GY L1 B3000B4000B60000GXNR1 B1B9B9000GYL4 DD,,线切割编程,编程实例,B40000 B30000 B170000 GX SR4,B30000 B40000 B130000 GY NR1,,线切割编程,编程实例,B30 B14 B30000 GX L4 S-A B30000 B51962 B51962 GY L2 A-B B30000 B51962 B51962 GY L3 B-C BBB 60000 GX L1 C-A B30 B14 B30000 GX L2 A-S DD,,线切割编程,3B格式程序编制 标注公差尺寸的编程计算 根据大量的统计表明，线切割加工后的实际尺寸大部分是在公差带的中值附近。因此对标注有公差的尺寸，应采用中差尺寸编程。 其计算公式为： 中差尺寸=基本尺寸（上偏差下偏差）/2 例如：半径R200-0.02的中差尺寸为：20（00.02）/2=19.99。,,线切割编程,3B格式程序编制 间隙补偿量的确定,,线切割编程,3B格式程序编制 间隙补偿量的确定 间隙补偿量

8、的符号,,线切割编程,3B格式程序编制 间隙补偿量的确定 间隙补偿量的算法 加工冲孔模具时 f凸r丝电， f凹r丝电配。 加工落料模时 f凸r丝电配， f凹r丝电。,,线切割编程,3B格式程序编制 间隙补偿量的确定 编制加工如图所示零件的凹模和凸模线切割程序。已知该模具为落料模，r丝=0.065mm，电=0.01mm，配=0.01mm。,,线切割编程,3B格式程序编制 编制凹模程序 凹模的间隙补偿量为：f凹r丝电=0.065mm0.01mm=0.075 ，计算可得各点的坐标为 将穿丝孔钻在O处，切割路线为： Oabcd aO，程序编制如下：,,线切割编程,3B格式程序编制,,线切割编程,3B格式程序编制 编制凸模程序 凸模的间隙补偿量f凸= r丝电配=0.065mm0.01mm0.01mm=0.065，计算可得各点的坐标为： 切割路线为：加工时先沿L1切入5至b点，沿凸模按逆时针方向切割回b点，再沿L3退回5至起始点。程序如下：,,线切割编程,3B格式程序编制,,线切割编程,低速走丝线切割机床编程 低速数控电火花线切割加工通常使用国际通用的ISO指令进行编程。但由于目前数控系统品种较多，不同系统使用的指令与ISO指令还是存在着一些差别。本节以沙迪克为例对部分指令做相应介绍。 手工编程 常用G指令代码 T指令代码 M指令代码 自动编程 工程图绘制 程序制作,,线切割编程,低速走丝线切割机床编程 编程实例 调整垫片的加工,,线切割编程,低速走丝线切割机床编程 工艺分析,,线切割编程,低速走丝线切割机床编程 装夹方案,,线切割编程,低速走丝线切割机床编程 加工轨迹 加工程序（见教材）,,线切割编程,低速走丝线切割机床编程

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