第6章 電火花線切割加工編程.ppt

第6章電火花線切割加工編程 6 1電火花線切割的工藝與工裝 6 2電火花線切割加工的編程方法 6 3電火花線切割加工綜合編程實例 第6章電火花線切割加工編程 6 1電火花線切割的工藝與工裝 6 1 1電火花線切割加工原理1 數(shù)控電火花線切割加工原理數(shù)控電火花線切割是利用連續(xù)移動的細(xì)金屬導(dǎo)線 稱作電極絲 作為工具電極 在金屬絲與工件間施加脈沖電流 產(chǎn)生放電腐蝕 對工件進(jìn)行切割加工 圖6 1電火花線切割原理1 絕緣底板2 工件3 脈沖電源4 電板絲 鉬絲 5 導(dǎo)向輪6 支架7 儲絲筒 第6章電火花線切割加工編程 2 數(shù)控電火花線切割加工特點 直接利用線狀的電極絲作線電極 不需要像電火花成型加工一樣的成型工具電極 節(jié)約了電極設(shè)計 制造費用 縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 可以加工用傳統(tǒng)切削方法難以加工或無法加工的微細(xì)異形孔 窄縫和形狀復(fù)雜的工件 利用電蝕原理加工 電極絲與工件不直接接觸 兩者之間的作用力很小 因而工件的變形很小 電極絲 夾具不需要太高的強(qiáng)度 在傳統(tǒng)的車 銑 鉆加工中 刀具硬度必須比工件硬度大 而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬 所以可以加工硬度很高或很脆 用一般切削加工方法難以加工或無法加工的材料 直接利用電 熱能進(jìn)行加工 可以方便地對影響加工精度的加工參數(shù) 如脈沖寬度 間隔 電流 進(jìn)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 電極絲是不斷移動的 單位長度損耗少 特別適合在慢走絲線切割加工時使用 故加工精度高 可達(dá) 2 m 采用線切割加工沖模時 可實現(xiàn)凸 凹模一次加工成型 第6章電火花線切割加工編程 3 電火花線切割加工分類 按控制方式分 可分為靠模仿型控制 光電跟蹤控制 數(shù)字程序控制及微機(jī)控制等 按脈沖電源形式分 可分為RC電源 晶體管電源 分組脈沖電源及自適應(yīng)控制電源等 按加工特點分 可分為大 中 小型以及普通直壁切割型與錐度切割型等 按走絲速度分 可分為低速走絲方式和高速走絲方式 4 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用 1 模具制造 2 電火花成型加工用的電極 3 新產(chǎn)品試制及難加工零件 第6章電火花線切割加工編程 6 1 2電火花線切割加工工藝路線確定 圖6 2數(shù)控線切割機(jī)床的加工工藝路線圖 第6章電火花線切割加工編程 1 對圖樣進(jìn)行分析和審核 表面粗糙度和尺寸精度要求很高 切割后無法進(jìn)行手工研磨的工件 窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件 或圖形內(nèi)拐角處不允許帶有電極絲半徑加放電間隙所形成的圓角的工件 非導(dǎo)電材料 厚度超過絲架跨距的零件 加工長度超過x y拖板的有效行程長度 且精度要求較高的工件 2 編程 1 沖模間隙和過渡圓半徑的確定 2 計算和編寫加工用程序 3 穿制加工用的程序紙帶和校對紙帶 第6章電火花線切割加工編程 3 加工 1 加工時的調(diào)整 調(diào)整電極絲垂直度 調(diào)整脈沖電源的電參數(shù) 調(diào)整進(jìn)給速度 2 正式切割加工經(jīng)過以上各方面的調(diào)整準(zhǔn)備工作 可以正式加工模具 一般是先加工固定板 卸料板 然后加工凸模 最后加工凹模 4 檢驗 1 模具的尺寸精度和配合間隙 2 垂直度 3 表面粗糙度 第6章電火花線切割加工編程 6 1 3加工條件的選擇1 線切割加工機(jī)床的選擇快速走絲線切割機(jī)床采用直徑為0 08 0 2mm的鉬絲或直徑為0 03 0 1mm的鎢絲作電極 走絲速度約為8 10m s 而且是雙向往復(fù)循環(huán)運行 反復(fù)通過加工間隙 一直使用到斷絲為止 工作液通常采用5 左右的乳化液和去離子水等 由于電極絲的快速運動能將工作液帶進(jìn)狹窄的加工縫隙 所以工作液除了起冷卻作用外 還能將電蝕產(chǎn)物帶出加工間隙 以保持加工間隙的 清潔 狀態(tài) 有利于切割速度的提高 慢速走絲線切割機(jī)床采用直徑為0 03 0 35mm的銅絲作電極 走絲速度為3 12m min 線電極只是單向通過間隙 不重復(fù)使用 目前國內(nèi)主要生產(chǎn) 使用的是快速走絲數(shù)控電火花線切割機(jī)床 第6章電火花線切割加工編程 2 電參數(shù)的合理選擇 1 要求切割速度高時當(dāng)脈沖電源的空載電壓高 短路電流大 脈沖寬度大時 則切割速度高 2 要求表面粗糙度好時若切割的工件厚度在80mm以內(nèi) 則選用分組波的脈沖電源為好 它與同樣能量的矩形波脈沖電源相比 在相同的切割速度條件下 可以獲得較好的表面粗糙度 3 要求電極絲損耗小時多選用前階梯脈沖波形或脈沖前沿上升緩慢的波形 由于這種波形電流的上升率低 故可以減小絲損 4 要求切割厚工件時選用矩形波 高電壓 大電流 大脈沖寬度和大的脈沖間隔可充分消電離 從而保證加工的穩(wěn)定性 第6章電火花線切割加工編程 3 電極絲的選擇高速走絲機(jī)床的電極絲是快速往復(fù)運行的 電極絲在加工過程中反復(fù)使用 這類電極絲主要有鉬絲 鎢絲和鎢鉬絲 低速走絲線切割機(jī)床一般用黃銅絲作電極絲 電極絲作單向低速運行 用一次就棄掉 因此不必用高強(qiáng)度的鉬絲 電極絲的直徑對切割速度的影響較大 若電極絲直徑過小 則承受電流小 切縫也窄 不利于排屑和穩(wěn)定加工 顯然不可能獲得理想的切割速度 電極絲的上絲 緊絲是線切割操作的一個重要環(huán)節(jié) 它的好壞 直接影響到加工零件的質(zhì)量和切割速度 但若上絲過松 由于電極絲具有延伸性 在切割較厚工件時 由于電極絲的跨距較大 除了它的震動幅度大以外 還會在加工過程中受放電壓力的作用而彎曲變形 結(jié)果電極絲切割軌跡落后并偏離工件輪廓 即出現(xiàn)加工滯后現(xiàn)象 從而造成形狀與尺寸誤差 由于電極絲運動的位置主要由導(dǎo)輪決定 如果導(dǎo)輪有徑向跳動或軸向竄動 電極絲就會發(fā)生震動 振幅決定于導(dǎo)輪跳動或竄動值 第6章電火花線切割加工編程 4 工作液的選配 1 工作液的正確配制 2 工作液的使用方法 對加工表面粗糙度和精度要求比較高的工件 濃度比可適當(dāng)大些 約10 20 對要求切割速度高或大厚度工件 濃度可適當(dāng)小些 約5 8 這樣加工比較穩(wěn)定 且不易斷絲 對材料為Cr12的工件 工作液用蒸餾水配制 濃度稍小些 新配制的工作液 當(dāng)加工電流約為2A時 其切割速度約40mm2 min 若每天工作8h 使用約2天以后效果最好 繼續(xù)使用8 10天后就易斷絲 須更換新的工作液 3 工作液對工藝指標(biāo)的影響在電火花線切割加工中 可使用的工作液種類很多 有煤油 乳化液 去離子水 蒸餾水 洗滌劑 酒精溶液等 它們對工藝指標(biāo)的影響各不相同 特別是對切割速度的影響較大 第6章電火花線切割加工編程 5 穿絲孔的加工凹模類封閉形工件在切割前必須具有穿絲孔 以保證工件的完整性 在切割凹模類工件時 穿絲孔位于凹型的中心位置 操作最為方便 穿絲孔的直徑不宜太小或太大 以鉆或鏜孔工藝簡便為宜 一般選在3 10mm范圍內(nèi) 由于許多穿絲孔都要作加工基準(zhǔn) 因此 在加工時必須確保其位置精度和尺寸精度 這就要求穿絲孔在具有較精密坐標(biāo)工作臺的機(jī)床上進(jìn)行加工 為了保證孔徑尺寸精度 穿絲孔可采用鉆絞 鉆鏜或鉆車等較精密的機(jī)械加工方法 穿絲孔的位置精度和尺寸精度 一般要等于或高于工件要求的精度 第6章電火花線切割加工編程 6 1 4工件的裝夾1 常用夾具的名稱 規(guī)格和用途 1 壓板夾具 2 磁性夾具 3 分度夾具 圖6 3磁性夾具的基本原理圖圖6 4分度夾具 第6章電火花線切割加工編程 2 工件裝夾的一般要求 工件的基準(zhǔn)面應(yīng)清潔無毛刺 經(jīng)熱處理的工件 在穿絲孔內(nèi)及擴(kuò)孔的臺階處 要清除熱處理殘物及氧化皮 夾具應(yīng)具有必要的精度 將其穩(wěn)固地固定在工作臺上 擰緊螺絲時用力要均勻 工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正 并應(yīng)與機(jī)床行程相適應(yīng) 工作臺移動時工件不得與絲架相碰 對工件的夾緊力要均勻 不得使工件變形或翹起 大批零件加工時 最好采用專用夾具 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 第6章電火花線切割加工編程 3 支撐裝夾方法 1 懸臂支撐方式 見圖6 5 2 兩端支撐方式 見圖6 6 圖6 5懸臂式支撐夾具圖6 6兩端支撐夾具 第6章電火花線切割加工編程 3 橋式支撐方式 見圖6 7 4 板式支撐方式 見圖6 8 5 復(fù)式支撐方式 見圖6 9 圖6 8板式支撐夾具圖6 9復(fù)式支撐夾具 圖6 7橋式支撐夾具 第6章電火花線切割加工編程 4 工件的正確裝夾注意事項 1 裝夾用的夾具對編程的影響 2 工件在工作臺上的裝夾位置對編程的影響 適當(dāng)?shù)亩ㄎ豢梢院喕幊坦ぷ?合理的定位可充分發(fā)揮機(jī)床的效能 正確定位可提高加工的穩(wěn)定性 3 程序的走向及起點的選擇 4 附加程序 引入程序 切出程序 5 超切程序和回退程序 圖6 14加工時鉬絲撓曲及其影響 第6章電火花線切割加工編程 6 工件的找正 按劃線找正 按基準(zhǔn)孔或已成型孔找正 按外形找正 7 工件的裝夾位置及防止工件變形開裂的方法 工件變形和開裂的例子 變形和開裂的原因及改善辦法 圖6 15按外形找正 圖6 16切縫閉合變形圖6 17切縫張開變形 第6章電火花線切割加工編程 6 2電火花線切割加工的編程方法 6 2 13B格式程序編制1 程序格式3B格式是結(jié)構(gòu)比較簡單的一種控制格式 它是以X向或Y向溜板進(jìn)給計數(shù)的方法決定是否到達(dá)終點 指令格式為 BXBYBJGZ2 計數(shù)方向G和計數(shù)長度J 1 計數(shù)方向G及其選擇 2 計數(shù)長度J的確定 3 加工指令Z 圖6 22計數(shù)方向的決定圖6 23直線J的確定 第6章電火花線切割加工編程 例6 1 試用3B格式編寫如圖6 26所示軌跡的程序 切割路線為 不考慮切入路線的程序 圖6 26編程圖形 第6章電火花線切割加工編程 3 標(biāo)注公差尺寸的編程計算根據(jù)大量的統(tǒng)計表明 線切割加工后的實際尺寸大部分是在公差帶的中值附近 因此對標(biāo)注有公差的尺寸 應(yīng)采用中差尺寸編程 其計算公式為 中差尺寸 基本尺寸 上偏差 下偏差 24 間隙補(bǔ)償量的確定 1 間隙補(bǔ)償量的符號 2 間隙補(bǔ)償量的算法 圖6 27電極絲中心軌跡圖6 28間隙補(bǔ)償量的符號判別 第6章電火花線切割加工編程 例6 2 編制加工如圖6 29所示零件的凹模和凸模線切割程序 已知該模具為落料模 r絲 0 065 電 0 01 配 0 01 圖6 29沖裁加工零件圖圖6 30凹模電極絲中心軌跡 第6章電火花線切割加工編程 6 2 24B代碼編程為了減少數(shù)控線切割編程的工作量 目前已廣泛采用帶有間隙自動補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng) 這種數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件圖樣平均尺寸所編制的程序 使電極絲相對于編程的圖樣自動向內(nèi)或向外偏移一個補(bǔ)償距離 完成切割加工 同一模具只要編寫一個程序便可加工凹模 凸模和固定板 卸料板等零件 不僅減少了編程工作量 而且能保證模具有關(guān)要素的位置精度 4B程序段格式為 BX BY BJ BRGD 或DD Z 程序段中R為要加工的圓弧半徑 對加工圖形的尖角一般取R 0 1mm的過渡圓弧來編程 D代表凸曲線 DD代表凹曲線 半徑增大為正補(bǔ)償 半徑減小為負(fù)補(bǔ)償 數(shù)控裝置接受補(bǔ)償信息后 根據(jù)凸 凹模開關(guān)的位置和 R值 能自動區(qū)別應(yīng)作正補(bǔ)償還是負(fù)補(bǔ)償?shù)钠朴嬎?第6章電火花線切割加工編程 例6 3 圖6 32 a 所示為落料凹模型孔 凸模按凹模配做 保證雙邊間隙0 06mm 編寫凹模和凸模的線切割加工程序 電極絲為 0 12mm的鉬絲 單邊放電間隙為0 01mm 圖6 32落料凹模型孔 第6章電火花線切割加工編程 6 2 3ISO代碼數(shù)控程序編程 第6章電火花線切割加工編程 例6 4 利用ISO碼編制圖6 33 a 所示落料凹模的線切割加工程序 電極絲的直徑為 0 15mm 單邊放電間隙為0 01mm 圖6 33落料凹模 第6章電火花線切割加工編程 例6 5 編制如圖6 34所示錐形凹模的切割程序 電極絲直徑為 0 12mm 單邊放電間隙為0 01mm 刃口斜度A 0 5 工件厚度H 15mm 下導(dǎo)輪中心到工作臺面的距離W 60mm 工作臺面到上導(dǎo)輪中心高度S 100mm 圖6 34錐形凹模切割編程 第6章電火花線切割加工編程 6 3電火花線切割加工綜合編程實例 1 文件的準(zhǔn)備為了對工件進(jìn)行線切割加工 數(shù)控系統(tǒng)需要以下兩種類型的文件 關(guān)于切割工藝的數(shù)據(jù) 存儲在擴(kuò)展名為 TEC 的工藝文件里 關(guān)于幾何形狀的數(shù)據(jù) 存儲在擴(kuò)展名為 GEO 的圖形文件里 工件材料 工件高度 電極絲材料 形位公差 TKM 角度誤差 TE 表面粗糙度 Ra 功率利用率 理論偏移的誤差 Cor 偏移的方向 第6章電火花線切割加工編程 2 ISO代碼 1 直線插補(bǔ)指令 G01 該指令可使機(jī)床加工任意斜率的直線輪廓 指令格式 G01X Y 2 圓弧插補(bǔ)指令