【正文】 工時(shí)，最好采用夾具，以提高生產(chǎn)效率；細(xì)小、精密、薄壁的工件應(yīng)固定在不易變形的輔助夾具上。 (2) 選擇某些工藝基準(zhǔn)作為電極絲的定位基準(zhǔn)，用來將電極絲調(diào)整到相對(duì)于工件正確的位置。除此以外，還要分析零件的形狀及材料熱處理后的狀態(tài)，考慮會(huì)不會(huì)在加工過程中發(fā)生變形，哪些部位最容易變形。首先對(duì)零件圖進(jìn)行分析以明確加工要求。 cm) ～ 50 10 ～ 100 最高切割速度 / (mm2/ min ) 300 300 ( 國(guó)外 ) 最高尺寸精度 / mm ? 1 ? 05 表面粗糙度 / ? m 數(shù)控裝置 開環(huán)、步進(jìn)電機(jī)形式 閉環(huán)、半閉環(huán)、伺服電機(jī) 程序形式 3B 、 4B 程序，國(guó)際 ISO 代碼程序 國(guó)際 ISO 代碼程序 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 數(shù)控電火花線切割加工工藝 數(shù)控線切割加工時(shí)，為了使工件達(dá)到圖樣規(guī)定的尺寸、形狀位置精度和表面粗糙度要求，必須合理制定數(shù)控線切割加工工藝。此外，還配備了電極絲張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使電極絲在慢速運(yùn)動(dòng)過程中平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小，所以在加工高精度零件時(shí)，慢速走絲數(shù)控線切割機(jī)床得到了廣泛的應(yīng)用。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 電火花線切割機(jī)的種類 1．快速走絲數(shù)控線切割機(jī)床 快速走絲數(shù)控線切割機(jī)床通常使用鉬絲作為電極，線切割速度可達(dá) 300 mm2/min，即單位時(shí)間 (每分鐘 )內(nèi)電極絲中心線在工件上切過的面積總和為 300 mm2；切割零件的表面粗糙度值 Ra一般為 ～ μm，最佳 Ra也只有 1 μm；線切割零件的加工精度在 ～ mm之間。 (3) 加工零件。線切割機(jī)還可以用于加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑料模等通常帶錐度的模具。 (8) 當(dāng)零件無法從周邊切入時(shí)，工件上需鉆穿絲孔。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 (4) 電極絲在加工中是移動(dòng)的，不斷更新 (低速走絲 )或往復(fù)使用 (高速走絲 )，可以完全或短時(shí)間不考慮電極絲損耗對(duì)加工精度的影響。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 電火花線切割具有電火花加工的共性，金屬材料的硬度和韌性并不影響加工速度，常用來加工淬火鋼和硬質(zhì)合金；對(duì)于非金屬材料的加工，也正在研究，當(dāng)前絕大多數(shù)的線切割機(jī)都采用數(shù)字程序控制。在移動(dòng)的同時(shí)，電極和工件間不斷地產(chǎn)生放電腐蝕現(xiàn)象，工作液通過噴嘴注入，將電蝕產(chǎn)物帶走，最后在金屬工件上留下細(xì)絲切割形成的細(xì)縫軌跡線，從而達(dá)到了使一部分金屬與另一部分金屬分離的加工要求。脈沖電源對(duì)放電加工的加工速度、工件的表面質(zhì)量、加工過程的穩(wěn)定性和工具電極的損耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響。電火花線切割一般采用去離子水或乳化液。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 (3) 工件與工具之間必須保持合理的距離 (即放電間隙 )。為了使電火花放電產(chǎn)生的熱量來不及傳導(dǎo)擴(kuò)散出去，而是形成極小范圍的瞬時(shí)高溫，使金屬局部熔化、氣化，放電時(shí)間必須極其短促，一般小于 1 ms。當(dāng)電壓升高時(shí)，會(huì)在某一間隙最小處或絕緣強(qiáng)度最低處擊穿介質(zhì)，產(chǎn)生火花放電，瞬時(shí)高溫使電極和工件表面都被蝕除 (熔化或氣化 )掉一小塊材料，各自形成一個(gè)小凹坑。第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 第 5章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 數(shù)控電火花線切割加工 數(shù)控電火花線切割編程 小結(jié) 思考與練習(xí)題 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 數(shù)控電火花線切割加工 電火花加工概述 1. 電火花加工的物理本質(zhì) 電火花加工是建立在“電蝕現(xiàn)象”基礎(chǔ)上的，即在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件之間脈沖性火花放電的電腐蝕作用來蝕除多余的金屬，從而獲得所需零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量。電火花加工實(shí)際是電極和工件間的連續(xù)不斷的火花放電。放電之后，為使介質(zhì)有足夠的時(shí)間恢復(fù)到絕緣狀態(tài)，還需要有一定的放電停歇時(shí)間，否則，會(huì)引起持續(xù)的電弧放電。如果兩極間距大于放電間隙，則介質(zhì)不能被擊穿，無法產(chǎn)生火花放電；如果兩極間距小于放電間隙，則會(huì)導(dǎo)致積炭，甚至發(fā)生電弧放電。絕緣介質(zhì)是實(shí)現(xiàn)電火花放電的必要條件。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 電火花線切割機(jī)的工作原理與特點(diǎn) 1．電火花線切割機(jī)的工作原理 數(shù)控線切割加工的基本原理是利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲 (銅絲或鉬絲 )作為工具電極 (接高頻脈沖電源的負(fù)極 )，對(duì)工件(接高頻脈沖電源的正極 )進(jìn)行脈沖火花放電而切割成所需的工件形狀與尺寸。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 圖 快速走絲線切割加工原理 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 2．電火花線切割的特點(diǎn) 和電火花成型機(jī)床不同，線切割是利用電極來進(jìn)行加工的。其工藝特點(diǎn)為： (1) 不像電火花加工那樣制造特定形狀的工具電極，而是采用直徑不等的細(xì)金屬絲 (銅絲或鉬絲等 )作工具電極，因此切割用的刀具簡(jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)準(zhǔn)備工時(shí)。 (5) 依靠計(jì)算機(jī)對(duì)電極絲軌跡的控制和偏移軌跡的計(jì)算，可方便地調(diào)整凹凸模具的配合間隙；依靠錐度切割功能，有可能實(shí)現(xiàn)凹凸模一次加工成型。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 電火花線切割機(jī)的用途 數(shù)控線切割加工為新產(chǎn)品的試制、精密零件及模具加工開辟了一條新的途徑，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面： (1) 加工模具。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 (2) 加工電火花成型加工用的電極。在試制新產(chǎn)品時(shí)，用線切割機(jī)在板料上直接割出零件，由于不需另行制造模具，因而可大大縮短制造周期、降低成本。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 2．慢速走絲數(shù)控線切割機(jī)床 慢速走絲數(shù)控線切割機(jī)床使用銅絲作為電極，且銅絲僅使用一次，不重復(fù)使用。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 在選擇數(shù)控線切割機(jī)床時(shí)一般都選快速走絲數(shù)控線切割機(jī)床，只有在加工高精度零件時(shí)，才選擇慢速走絲數(shù)控線切割機(jī)床。只有工藝合理，才能高效率地加工出質(zhì)量好的工件。其次，對(duì)工件上已加工表面進(jìn)行分析，確定哪些面可以作為工藝基準(zhǔn)，采用什么方法定位。線切割加工往往是最后一道工序，如果發(fā)生變形，則難以彌補(bǔ)，應(yīng)在加工中采取措施，制定出合理的加工路線。對(duì)于以底平面作主要定位基準(zhǔn)的工件，當(dāng)其上具有相互垂直而且又同時(shí)垂直于底平面的相鄰側(cè)面時(shí)，應(yīng)選擇這兩個(gè)側(cè)面作為電極絲的定位基準(zhǔn)。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 裝夾方法主要有以下幾種： (1) 懸臂式裝夾。如圖 ，這種方式裝夾方便、穩(wěn)定，定位精度高，但不適于裝夾較大的零件。如圖 ，這種方式是根據(jù)常用的工件形狀和尺寸，采用有通孔的支撐板裝夾工件，裝夾精度高，但通用性差。這種方式可節(jié)省工件找正和調(diào)整電極絲相對(duì)位置等的輔助工時(shí)，易保證工件加工的一致性。若沿工件端面加工，則放電時(shí)電極絲單向受電火花沖擊力，使電極絲運(yùn)行不穩(wěn)定，難以保證尺寸和表面精度。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 圖 加工路線選擇之二 (a) 錯(cuò)誤，從同一穿絲孔開始加工； (b) 正確，從不同穿絲孔開始加工 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 2．電極絲的選擇和穿絲孔位置的確定 1) 電極絲的選擇 電極絲應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和抗電蝕性，抗拉強(qiáng)度高、材質(zhì)均勻。鉬絲抗拉強(qiáng)度高，適用于快速走絲加工，所以我國(guó)快速走絲機(jī)床大都選用鉬絲作電極絲，直徑在 ～ mm范圍內(nèi)。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 2) 穿絲孔位置的確定 (1) 當(dāng)切割凸模需要設(shè)置穿絲孔時(shí)，位置可選在加工軌跡的拐角附近，以簡(jiǎn)化編程。 穿絲孔的設(shè)置具有一定的靈活性，應(yīng)根據(jù)具體情況確定。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 1) 脈沖參數(shù)的選擇 (1) 脈沖寬度。 (2) 脈沖間隙。峰值電流是指放電電流的最大值。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 2) 機(jī)械參數(shù)的選擇 (1) 走絲速度。但走絲速度過高，將引起機(jī)械振動(dòng)，易造成斷絲。進(jìn)給速度要維持接近工件被蝕除的線速度，使進(jìn)給均勻平穩(wěn)。放電間隙脈沖電壓幅值經(jīng)分壓后作為檢測(cè)信號(hào)，按其大小轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的頻率，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給，從而控制進(jìn)給速度。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 在電火花線切割中，進(jìn)給速度對(duì)表面粗糙度的影響較大。對(duì)淬火后低溫回火的工件用電火花線切割進(jìn)行大面積去除金屬和切斷加工時(shí)，會(huì)因材料內(nèi)部殘余應(yīng)力發(fā)生變化而產(chǎn)生很大變形，影響加工精度，甚至在切割過程中造成材料突然開裂。加工淬火鋼，使電阻率在 2 104Ω乳化液是由乳化油和工作介質(zhì)配制 (濃度為 5%～ 10%)而成的。 (3) 具有較好的冷卻性能。加工過程中如果電流表指針經(jīng)常向小的方向擺動(dòng)，則表示有瞬時(shí)開路，可提高變頻進(jìn)給速度；反之，如果電流表指針經(jīng)常向大的方向擺動(dòng)，則表示有瞬時(shí)短路，應(yīng)減慢變頻進(jìn)給速度。若剩下電極絲還可使用，則直接在工件預(yù)孔中重新穿絲，并在人工緊絲后重新進(jìn)行加工。如果割錯(cuò)的部分是在廢料上，則工件還可挽救；否則，工件只得報(bào)廢。但是，即便加工參數(shù)相同，對(duì)不同的工件厚度，這個(gè)進(jìn)給速度是不一樣的。 2) 坐標(biāo)值 X、 Y 一般規(guī)定只輸入坐標(biāo)的絕對(duì)值，其單位為 μm， μm以下應(yīng)四舍五入。對(duì)于平行于 X軸或 Y軸的直線，即當(dāng) X或 Y為零時(shí)， X或 Y值均可不寫，但分隔符號(hào)必須保留。以直線的起點(diǎn)為切割坐標(biāo)系的原點(diǎn)，若直線終點(diǎn)坐標(biāo) (Xe， Ye)落在陰影區(qū)域內(nèi)，則計(jì)數(shù)方向取 GY；若直線終點(diǎn)坐標(biāo) (Xe， Ye)落在陰影區(qū)域外，則計(jì)數(shù)方向取 GX；若直線終點(diǎn)正好在 45176。線上，則計(jì)數(shù)方向可任意選取。 加工如圖 OA，其終點(diǎn)為 A(Xe,Ye)，OA斜線與 X軸夾角大于 45176。加工如圖 (b)所示的圓弧，因 |Xe|＞|Ye|，故計(jì)數(shù)方向取 GY， J為各象限的圓弧段在 Y軸上投影長(zhǎng)度的總和，即 J＝ JY1＋ JY2＋ JY3。 (2) 與坐標(biāo)軸相重合的直線，根據(jù)進(jìn)給方向，其加工指令可按圖 (b)選取。由于大多數(shù)機(jī)床通常都只具有直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能，因此對(duì)于非圓曲線段，應(yīng)采用數(shù)學(xué)的方法，將非圓曲線用一段一段的直線或小段圓弧去逼近。程序?yàn)椋? B5000 BB010000 GY SR2 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 圖 加工斜線 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 圖 加工與Ｙ軸正方向重合的直線 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 圖 加工半圓弧 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 例 加工如圖 1/4圓弧，加工起點(diǎn)的坐標(biāo)為 A(， )，終點(diǎn)的坐標(biāo)為 B(－ ， )。m 計(jì)數(shù)長(zhǎng)度： JYAC＝ 9000 181。m＝ 25440 181。 該凸模由三段直線與一段圓弧組成，編程時(shí)還應(yīng)增加鉬絲從工件外部切入到輪廓線的引入段和從輪廓結(jié)束順原路徑引出的程序段?！鶦39?！鶤39。為使圖形不出現(xiàn)尖角，常在圖形尖角處用半徑 r小于 0. 1 mm的小圓弧平滑過渡，可以認(rèn)為工件的形狀幾乎無改變。這樣，為了用對(duì)編程軌跡編制的 3B格式程序來切割補(bǔ)償后的電極絲中心軌跡，只要在切割圓弧時(shí)增加切割圓弧半徑 R和圖形凸、凹信息即可形成 4B程序格式。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 ISO格式程序編制 我國(guó)快速走絲數(shù)控電火花切割機(jī)床常用的 ISO代碼指令與國(guó)際上使用的標(biāo)準(zhǔn)基本一致。 (2) ?X, Y為工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)， U, V為斜度切割裝置的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，采用不帶小數(shù)點(diǎn)的格式，單位是 μm。 (5) ?C為加工條件，用兩位數(shù)字規(guī)定，共 100個(gè)，從 C0到 C99。 G92后面直接寫 X和 Y坐標(biāo)值，設(shè)定當(dāng)前位置在所選坐標(biāo)系中的起始點(diǎn)坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值一般作為加工程序的起始點(diǎn)。注意 G00指令有效時(shí)，一般還沒有穿絲。 (2) 一個(gè)整圓不能只用一條圓弧插補(bǔ)指令來描述，編程時(shí)需要將圓分成兩段以上的圓弧。這是一組模態(tài)加工指令，缺省狀態(tài)為 G50。進(jìn)行錐度加工編程之前，要求給出 W、 H、 S值。在采用 G92設(shè)定起始點(diǎn)坐標(biāo)之前，可以用 G54～ G59選擇坐標(biāo)系。 10) 半程移動(dòng) (G82) 利用半程移動(dòng)指令 G82，可以使電極絲沿指定坐標(biāo)軸移動(dòng)指令路徑一半的距離。此功能有效后，開絲筒、高頻鉬絲接近導(dǎo)電體會(huì)產(chǎn)生微弱放電。 14) 接觸感知解除 (M05) 接觸感知解除指令 M05用于解除接觸感知 G80。 第 章 數(shù)控電火花線切割加工及編程 3．編程舉例 例 加工簡(jiǎn)單圖形 —— 線切割加工正方形，如圖。 (2) 采用絲半徑補(bǔ)償切割時(shí)，進(jìn)刀線和退刀線不能與程序的第一條邊或最后一條邊重合或平行。 G92 X0 Y0； W60000； 下導(dǎo)輪中心與工作臺(tái)面之間的距離為 60 mm H40000； 工件厚度為 40 mm S100000； 上導(dǎo)輪中心到工作臺(tái)面之間的距離為 100 mm G52 α4；