【正文】 數(shù)控電火花線切割編程 1數(shù)控電火花線切割機(jī)床 概述 ? 電火花線切割機(jī)床結(jié)構(gòu) ? 數(shù)控電火花線切割機(jī)床既是數(shù)控機(jī)床，又是特種加工機(jī)床。它具有傳統(tǒng)機(jī)床的輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體和位置檢測元件，但它卻不是依靠機(jī)械能通過刀具切削工件，而是以電、熱能的形式來加工。這就需要在機(jī)床本體中加入脈沖電源。 高速 走絲機(jī)構(gòu) 1）機(jī)床本體 低速走絲機(jī)構(gòu) 工作液系統(tǒng) 1過濾器 2回液管 3工作臺 4下絲臂進(jìn)液管 5上絲臂進(jìn)液管 6流量控制閥 7進(jìn)液管 8工作液壓泵 9工作液箱 2）脈沖電源 ? 脈沖電源是電火花線切割加工設(shè)備的重要組成部分，包括脈沖信號發(fā)生器、推動放大器、功率放大器、直流供電電源等部分，是衡量電火花線切割加工工藝指標(biāo)的重要設(shè)備之一，它直接影響到電火花線切割加工質(zhì)量和加工速度。 ? 在電火花線切割加工中常常會涉及到一些與脈沖電源相關(guān)的名詞，如 表 61所示。 1絕緣底板 2工件 3脈沖電源 4滾絲筒 5電極絲 ? 電火花腐蝕主要在絕緣液體中的兩電極，即工具電極和工件電極靠近時，兩電極之間的介質(zhì)被擊穿，電流迅速上升，形成放電通道。在電場作用下，通道內(nèi)的負(fù)電子奔向陽極，正離子奔向陰極，形成火花放電。電子和離子在電場作用下高速運(yùn)動時相互碰撞，陽極和陰極表面分別受到電子流和離子流的轟擊，使電極間隙內(nèi)形成瞬時高溫?zé)嵩?，通道中心溫度達(dá)到10000度以上，從而使金屬材料局部熔化和氣化，產(chǎn)生金屬粉末。 加工特點(diǎn) ? ? 根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同，電火花線切割機(jī)床通常分為兩種： ? 一種是高速走絲電火花線切割機(jī)床，其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動，一般走絲速度為 8～ 10 m/s。 ? 一種是低速走絲電火花線切割機(jī)床，其電極絲作低速單向運(yùn)動，一般走絲速度低于 m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì)量較好，但加工速度較低。 高速走絲電火花線切割機(jī)床 低速走絲電火花線切割機(jī)床 中速走絲電火花線切割機(jī)床 ? （ 1） 電火花線切割能 “ 以柔克剛 ” ，即用軟的工具電極來加工任何硬度的工件材料。電火花線切割加工不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響。 ? （ 2） 脈沖放電持續(xù)時間極短，放電時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴(kuò)散范圍小，工件被加工表面受熱影響小，適合于加工熱敏感性材料。 ? （ 3） 由于電極絲極細(xì)，可以加工細(xì)微異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀零件。 ? （ 4） 加工精度較高。線切割加工精度可達(dá) ~ mm，表面粗糙度可達(dá) μ m。 ? （ 5） 由于切縫很細(xì) ， 而且只對工件進(jìn)行輪廓加工 ， 實際金屬蝕除量很少 ， 材料利用率高 ， 對于貴重金屬加工更具有重要意義 。 ? （ 6） 與電火花成形相比，以線電極代替成形電極，省去了成形工具電極的設(shè)計和制造費(fèi)用，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。 數(shù)控電火花線切割機(jī)床的 加工對象 ? 電火花線切割機(jī)床由于其自身的加工特點(diǎn)，決定了電火花線切割機(jī)床的加工對象大多是一些淬火鋼和硬質(zhì)合金剛等硬度較高的材料，所加工的也是一般機(jī)床上難以加工或無法加工的細(xì)槽或形狀復(fù)雜的零件。電火花線切割機(jī)的加工對象包括多種模具，如沖模、塑料模等；硬質(zhì)合金、切割薄片，切割貴重金屬材料；加工樣板和成型刀具；微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件；形狀復(fù)雜的凸輪，特殊的齒輪。 2 數(shù)控電火花線切割機(jī)床 加工工藝 ? 數(shù)控電火花線切割加工，一般是作為工件的最后工序，對加工零件的精度及表面粗糙度等要求較高。所以，應(yīng)合理確定零件的工藝路線，正確設(shè)置各種工藝參數(shù)，同時做好線切割加工前的準(zhǔn)備加工。 工藝分析 ? 電火花線切割機(jī)加工的工藝分析主要是通過對零件圖紙的分析，來確定工件的加工路線，并以此來確定工件的毛坯、裝夾方式等。 1. 加工路線的確定 ? 電火花線切割機(jī)床加工的加工路線就是指在加工時，電極絲相對于工件的運(yùn)動線路。一般情況下，加工中的工件會因局部高溫、坯料整體內(nèi)應(yīng)力的破壞以及裝夾位置等原因，造成工件的變形。 ? 所以，在電火花線切割機(jī)床加工時一定要注意加工起點(diǎn)及加工路線。由于電火花線切割機(jī)床加工的工件多是封閉圖形，加工的起點(diǎn)往往也是加工的終點(diǎn)。當(dāng)加工接近終點(diǎn)時，在重力作用下，已加工部分會向下沉，由于二次放電切割，會在起點(diǎn)處產(chǎn)生二次切割痕跡。尤其在加工一些細(xì)長槽時，由于工件的變形，甚至?xí)霈F(xiàn)夾絲現(xiàn)象。所以，在選擇加工起點(diǎn)時，應(yīng)盡量選擇在工件截面圖形的相交點(diǎn)或精度要求不高且便于修整的地方；對于加工路線的選擇，則應(yīng)從工件裝夾位置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附近。 ? 1） 懸臂式裝夾方法 ? 2） 兩端支撐方式裝夾方法 ? 3） 橋式支撐方式裝夾方法 ? 4） 板式支撐方式裝夾方法 1） 懸臂式裝夾方法 2） 兩端支撐方式裝夾方法 3） 橋式支撐方式裝夾方法 4） 板式支撐方式裝夾方法 電極絲選擇與穿絲孔 位置確定 ? ? ? 1） 電極絲的種類和性能 ? 根據(jù)電極絲的不同材料和切割速度不同，比較常用的電極絲有鎢絲、鉬絲、鎢鉬合金絲和黃銅絲等。鎢絲、鉬絲抗拉強(qiáng)度高，適于快速走絲加工，一般用于各種窄縫的精加工。 2）電極絲的安裝與位置調(diào)整 ? （ 1） 電極絲的安裝 ? 安裝的電極絲要松緊適度，張力適中。 ? （ 2）電極絲的位置調(diào)整 ? ① 目測法 對于加工精度、粗糙度等要求較低的工件，在確定電極絲與工件基準(zhǔn)間的相對位置時，可以在工件上做一些標(biāo)志，然后通過目測的方式來進(jìn)行位置調(diào)整。如圖 614所示是通過在切割起始坐標(biāo)位置處劃上十字基準(zhǔn)線，并在十字交點(diǎn)處打穿絲孔，分別沿劃線方向目測電極絲與基準(zhǔn)線的相對位置，根據(jù)兩者的偏離情況移動工作臺。當(dāng)電極絲中心分別與縱橫方向基準(zhǔn)線重合時，電極絲中心的位置就與切割的起始坐標(biāo)位置相重合了。 目測法 ② 火花法 ? 火花法是一種操作性很強(qiáng)的調(diào)整方法。 ? 首先，移動工作臺使工件靠近電極絲，在火花出現(xiàn)的瞬間，記下工作臺的相應(yīng)坐標(biāo)值；然后根據(jù)放電間隙推算電極絲中心的坐標(biāo)。此法簡單易行，但往往因電極絲靠近基準(zhǔn)面時產(chǎn)生的放電間隙，與正常切割條件下的放電間隙不完全相同而產(chǎn)生誤差。 火花法 ③ 自動找中心 ? 所謂自動找中心，就是讓電極絲在工件孔的中心自動定位。此方法是根據(jù)電極絲與工件的短路信號來確定電極絲的中心位置的。數(shù)控功能較強(qiáng)的線切割機(jī)床常用這種方法。如圖 616所示，首先讓電極絲在 X軸正方向移動至與孔壁接觸，得到當(dāng)前點(diǎn) X坐標(biāo)為 X1，接著電極絲向 X軸負(fù)方向移動至與孔壁接觸，得到前點(diǎn) X坐標(biāo)為 X2，然后電極絲到達(dá)兩壁距離的中點(diǎn) X0=(X1+X2)/2處；接著在 Y軸上重復(fù)上述過程，電極絲到達(dá) Y方向中點(diǎn)Y0=(Y1+Y2)/2處。經(jīng)過這樣的幾次重復(fù)操作，就可找到孔的中心位置。當(dāng)精度達(dá)到所要求的允許值之后，就確定了孔的中心 。 自動找中心 ? 當(dāng)電火花線切割加工的零件是一些中空封閉形工件時，為了保證工件的完成性，只能在被去除材料的部分開始切割，這就需要有穿絲孔。穿絲孔位置的選擇對于電火花線切割加工工藝有重要的影響，它直接關(guān)系到加工質(zhì)量的高低。一般穿絲孔是電極絲相對工件運(yùn)動的起點(diǎn)，同時也是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，通常選在工件上的基準(zhǔn)點(diǎn)處。在加工工件時，為縮短開始切割時的切入長度，穿絲孔也可選在距離型孔邊緣 2~5 mm處。加工凸類零件時，為減小變形，電極絲切割時的運(yùn)動軌跡與邊緣的距離應(yīng)大于 5 mm。 穿絲孔位置 工藝參數(shù) ? ? 在 GB/T 153751994《 金屬切削機(jī)床型號編制辦法 》 的規(guī)定中，明確給出了各種機(jī)床的編號方法。其中，電火花線切割機(jī)床作為特種加工機(jī)床出現(xiàn)，編號方式如 DK7732，各字母、數(shù)字的含義如下 ? D——為機(jī)床的分類代號，表示以“電”為主的特種加工機(jī)床； ? K——為機(jī)床的特性代號，表示“數(shù)控”機(jī)床； ? 7——第一個“ 7”為機(jī)床的組別代號，表示電火花加工機(jī)床； ? 7——第二個“ 7”為機(jī)床的系別代號，表示線切割機(jī)床； ? 32——為機(jī)床的第一特征參數(shù)或主參數(shù)，除以主參數(shù)的折算系數(shù)1/10，表示機(jī)床工作臺的橫向行程為 320 mm。 ? 電火花線切割機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)比較多，包括：工作臺行程、加工精度、切割速度、脈沖電源等。其中，脈沖電源的波形以及相關(guān)參數(shù)直接影響到電火花線切割加工的工藝指標(biāo)。確定適當(dāng)?shù)拿}沖參數(shù)，是工件質(zhì)量得以保證的重要措施之一。 快走絲切割部分脈沖電源參數(shù) 加工精度 Ra 脈沖寬度 ti/μs 電流峰值 ie/A 脈沖間隔 to/μs