第3章 電火花線切割

1、3.3. 電火花線切割加工電火花線切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Wire Cut Electrical Discharge Machining)Machining)u線切割加工的基本原理線切割加工的基本原理u線切割加工的機理線切割加工的機理u線切割加工的分類、設備線切割加工的分類、設備u影響線切割加工藝指標的因素影響線切割加工藝指標的因素u線切割加工工藝及應用線切割加工工藝及應用u線切割控制系統和編程技術線切割控制系統和編程技術u線切割加工新技術線切割加工新技術3.1 3.1 電火花線切割加工原理電火花線切割加工原理v 電極絲與工件之間脈沖放電（正極性加

2、工）電極絲與工件之間脈沖放電（正極性加工）v 電極絲沿其軸向作走絲運動電極絲沿其軸向作走絲運動（金屬絲（金屬絲0.0060.0060.2mm0.2mm）v 工件相對于電極絲在工件相對于電極絲在X X、Y Y平面內作數控運動平面內作數控運動v 快走絲：走絲速度快走絲：走絲速度 8 810m/s10m/s，往復運動，往復運動（我國獨創(chuàng)）（我國獨創(chuàng)）v 慢走絲：走絲速度慢走絲：走絲速度 0.2 m/s0.2 m/s，單向運動，單向運動XY電源電火花線切割加工原理電火花線切割加工原理3.2 3.2 線切割加工機理線切割加工機理放電間隙的構成放電間隙的構成 一次放電的微觀過程一次放電的微觀過程第一步：第

3、一步：形成放電通道形成放電通道 一次放電的微觀過程一次放電的微觀過程第二步：第二步：電弧成長、金屬熔解、氣化電弧成長、金屬熔解、氣化 一次放電的微觀過程一次放電的微觀過程第三步：第三步：爆炸、電極材料拋出爆炸、電極材料拋出 一次放電的微觀過程一次放電的微觀過程第四步：第四步：冷卻、排屑、極間消電離冷卻、排屑、極間消電離3.3 3.3 線切割加工的分類、設備線切割加工的分類、設備3.3.2 3.3.2 線切割加工設備的組成線切割加工設備的組成 快走絲線切割加工設備組成快走絲線切割加工設備組成 快走絲線切割加工設備快走絲線切割加工設備 快走絲線切割加工設備快走絲線切割加工設備蘇州蘭博高科技企業(yè)集團

4、（蘇州蘭博高科技企業(yè)集團（DK7725DK7725） 慢走絲線切割加工設備組成慢走絲線切割加工設備組成 慢走絲線切割加工設備慢走絲線切割加工設備 慢走絲線切割加工設備慢走絲線切割加工設備 兩種切割機床的區(qū)別兩種切割機床的區(qū)別項項 目目快走絲線切割機快走絲線切割機慢走絲線切割機慢走絲線切割機走絲速度走絲速度(m/min)(m/min)360 360 660 6601 1 15 15走絲方向走絲方向往往 復復單單 向向電極絲電極絲鉬絲、鉬鎢絲鉬絲、鉬鎢絲黃銅、銅絲、鎢絲黃銅、銅絲、鎢絲工作液工作液乳化液、乳化液、水基工作液水基工作液去離子水去離子水放電間隙放電間隙(mm)(mm)0.010.010

5、.02 0.02 0.05 0.05 兩種切割機床加工工藝水平比較兩種切割機床加工工藝水平比較項項 目目快走絲線切割機快走絲線切割機慢走絲線切割機慢走絲線切割機切割速度切割速度(mm(mm2 2/min)/min)20 16020 240表面粗糙度表面粗糙度RaRa( m)( m)3.2 1.01.6 0.2加工精度加工精度（mm)mm)0.01 0.020.002 0.005重復精度重復精度(mm)(mm)0.010.002電極絲損耗電極絲損耗(mm)(mm)加工加工(310)104 mm2時，損耗時，損耗0.01忽略不計忽略不計 快走絲切割機床運絲機構快走絲切割機床運絲機構一定長度的電一定

6、長度的電極絲平整地卷極絲平整地卷繞在儲絲筒上，繞在儲絲筒上，絲張力與排繞絲張力與排繞時的拉緊力有時的拉緊力有關，走絲速度關，走絲速度等于儲絲筒周等于儲絲筒周邊的線速度，邊的線速度，通常為通常為8 810m/s10m/s。慢走絲切割機床運絲機構慢走絲切割機床運絲機構快走絲切割機床錐度切割裝置快走絲切割機床錐度切割裝置快走絲切割機床錐度切割裝置快走絲切割機床錐度切割裝置偏移式絲架偏移式絲架最大切割錐度最大切割錐度5 5度。度。慢走絲切割機床錐度切割裝置慢走絲切割機床錐度切割裝置線切割用脈沖電源線切割用脈沖電源為什么采用正極性加工？為什么采用正極性加工？電極絲細，電極絲細，W WM M不能過大，即：

7、電流?。ú荒苓^大，即：電流小（1 15A5A），），窄脈沖（窄脈沖（2 26060 s s）短脈沖加工中，正極性加工保護工具電極短脈沖加工中，正極性加工保護工具電極線切割用脈沖電源線切割用脈沖電源u電流上升率?。娏魃仙市。╠ di i/d/dt t），），電極散熱好，損耗低電極散熱好，損耗低tututun晶體管矩形波脈沖電源晶體管矩形波脈沖電源控制功率管的控制功率管的VTVT基極以形成電壓脈寬基極以形成電壓脈寬t ti i、電流脈寬、電流脈寬t te e和脈沖間隔和脈沖間隔t t0 0，限流電阻，限流電阻R R1 1、 R R2 2決定峰值電流決定峰值電流e e。用于高速走絲線切割機床。用

8、于高速走絲線切割機床。n高頻分組脈沖電源高頻分組脈沖電源把較高頻率的把較高頻率的小脈寬和小脈小脈寬和小脈間的矩形波脈間的矩形波脈沖分組成為大沖分組成為大脈寬和大脈間脈寬和大脈間輸出。輸出。n并聯電容脈沖電源并聯電容脈沖電源n并聯電容脈沖電源并聯電容脈沖電源并聯電容型電路的電壓、電流波形并聯電容型電路的電壓、電流波形n低損耗電源低損耗電源工作液循環(huán)系統工作液循環(huán)系統p工作液：工作液：慢走絲：去離子水，浸泡式慢走絲：去離子水，浸泡式快走絲：乳化液，澆注式快走絲：乳化液，澆注式p對工作液的要求對工作液的要求絕緣性能絕緣性能洗滌性能洗滌性能冷卻性能冷卻性能環(huán)保環(huán)保p工作液循環(huán)系統的組成工作液循環(huán)系統的

9、組成工作液泵、液箱、過濾器、管道和流量控制閥工作液泵、液箱、過濾器、管道和流量控制閥等組成等組成3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素 3.4 3.4 影響線切割工藝指標的因素影響線切割工藝指標的因素3.5 3.5 線切割加工工藝及應用線切割加工工藝及應

10、用 2. 線切割加工的特點線切割加工的特點（1）無需特定形狀的工具電極，節(jié)約了電極設計、制造）無需特定形狀的工具電極，節(jié)約了電極設計、制造費用，縮短了生產準備時間費用，縮短了生產準備時間（2）由于加工表面的幾何輪廓由）由于加工表面的幾何輪廓由CNC控制的運動獲得，控制的運動獲得，容易獲得復雜的平面形狀容易獲得復雜的平面形狀（3）電極絲在加工中不斷移動，使電極絲損耗較少，有）電極絲在加工中不斷移動，使電極絲損耗較少，有利于提高加工精度利于提高加工精度（4）由于電極絲較細，可以加工微細異形孔、窄縫）由于電極絲較細，可以加工微細異形孔、窄縫和復雜形狀工件，由于切縫很窄，金屬去除量少，和復雜形狀工件，

11、由于切縫很窄，金屬去除量少，可對工件套料加工，材料利用率高，節(jié)約貴重金屬可對工件套料加工，材料利用率高，節(jié)約貴重金屬（5）不同工件只需編制不同程序，易實現自動化）不同工件只需編制不同程序，易實現自動化（6）不能加工盲孔類零件表面和階梯形表面（立體形狀）不能加工盲孔類零件表面和階梯形表面（立體形狀表面）表面）線切割加工的特點線切割加工的特點線切割加工的特點線切割加工的特點線切割加工工藝的應用線切割加工工藝的應用加工微型齒輪加工微型齒輪3.6 3.6 線切割控制系統和編程技術線切割控制系統和編程技術n線切割控制系統線切割控制系統n線切割數控編程方法線切割數控編程方法3.6.1 3.6.1 線切割控

12、制系統線切割控制系統線切割控制系統的組成線切割控制系統的組成軌跡控制原理軌跡控制原理加工控制功能加工控制功能線切割控制系統的組成線切割控制系統的組成切割軌跡控制系統切割軌跡控制系統控制電極絲相對于工件的運動軌跡控制電極絲相對于工件的運動軌跡進給控制系統進給控制系統進給速度進給速度= =蝕除速度蝕除速度走絲機構控制走絲機構控制機床操作控制及其他輔助控制機床操作控制及其他輔助控制圖紙圖紙編程編程輸入程序輸入程序插補運算插補運算執(zhí)行機構執(zhí)行機構工作臺運動工作臺運動YXOABYXA0（X0,Y0）O軌跡控制原理軌跡控制原理常用的軌跡控制方法常用的軌跡控制方法逐點比較法、數字積分法、矢量判別法、最小偏差

13、法逐點比較法、數字積分法、矢量判別法、最小偏差法逐點比較法逐點比較法 偏差偏差F = tg -tg 0 0 沿沿X軸方向進一步軸方向進一步 F = Ri - R00向上或向左向上或向左進給進給向下或向右向下或向右進給進給N=N+1N=N+1計算計算FN=N0結束加工結束加工向左或向右向左或向右進給進給N=N+1YNYYNN1.1.偏差判別偏差判別2.2.進給進給3.3.偏差計算偏差計算4.4.終點判斷終點判斷加工控制功能加工控制功能進給控制：進給速度進給控制：進給速度= =蝕除速度蝕除速度短路回退：按遠路退回（記憶路徑功能）短路回退：按遠路退回（記憶路徑功能）間隙補償：間隙補償：圖形微放：縮放

14、、旋轉、平移圖形圖形微放：縮放、旋轉、平移圖形適應控制：根據工況改變電規(guī)準適應控制：根據工況改變電規(guī)準自動找中心：自動找中心：信息顯示：加工過程相關信息信息顯示：加工過程相關信息間隙補償方法間隙補償方法r3.6.2 3.6.2 線切割數控編程方法線切割數控編程方法編程方法編程方法手工編程：手工編程：自動編程：根據圖紙要求由計算機自動完成自動編程：根據圖紙要求由計算機自動完成程序代碼形式程序代碼形式G G指令（指令（ISOISO標準代碼）標準代碼）3B3B指令指令G G指令編程方法指令編程方法n引入坐標：引入坐標：n 將圖形置于坐標系中，計算出加工起始點和終點坐標（單位：將圖形置于坐標系中，計算

15、出加工起始點和終點坐標（單位：mm），可帶正負號，正號可忽略），可帶正負號，正號可忽略YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)OG G指令格式：絕對坐標式（直線）指令格式：絕對坐標式（直線） 絕對坐標式絕對坐標式 G01XaYbABCA： G90(表明絕對坐標式表明絕對坐標式)AB：G01X1000Y1000BC：G01X4000Y1000CA：G01X1000Y5000a：終點的：終點的X坐標值坐標值()b：終點的：終點的Y坐標值坐標值()YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)O M02G G指令格式：絕對坐標式（直線）指令格式：絕對坐標式（直線） 絕對坐標式絕對坐標式 G01XaYba：

16、終點的：終點的X坐標值坐標值()b：終點的：終點的Y坐標值坐標值()YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)OACBA： G90(表明絕對坐標式表明絕對坐標式)AC：G01X4000Y1000CB：G01X1000Y1000BA：G01X1000Y5000 M02G G指令格式：相對坐標式（直線）指令格式：相對坐標式（直線） 相對坐標式相對坐標式 G01XaYbABCA： G91(表明相對坐標式表明相對坐標式)AB：G01X0Y-4000BC：G01X3000Y0CA：G01X-3000Y4000a：X的坐標增量的坐標增量()b：Y的坐標增量的坐標增量()坐標值增大：坐標值增大：坐標值減?。鹤?/p>

17、標值減?。鹤鴺酥挡蛔儯鹤鴺酥挡蛔儯?YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)O M02G G指令格式：相對坐標式（直線）指令格式：相對坐標式（直線） 相對坐標式相對坐標式 G01XaYba：X的坐標增量的坐標增量()b：Y的坐標增量的坐標增量()增大：增大：減小：減?。翰蛔儯翰蛔儯?ACBA： G91(表明相對坐標式表明相對坐標式)AC：G01X3000Y-4000CB：G01X-3000Y0BA：G01X0Y4000 M02YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)OG G指令格式：絕對坐標式（圓弧）指令格式：絕對坐標式（圓?。?絕對坐標式絕對坐標式（順時針（順時針 G02）G02XaYb I

18、cJdABC： G90(表明絕對坐標式表明絕對坐標式)AB：G02X5000Y0 I0 J-5000BC：G02X0Y-5000 I -5000 J0a：圓弧終點的：圓弧終點的X坐標坐標()b：圓弧終點的：圓弧終點的Y坐標坐標()c：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的X坐標坐標()d：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的Y坐標坐標() M02YXA(0,5)C(0,-5)B(5,0)OD(5,0)G G指令格式：絕對坐標式（圓?。┲噶罡袷剑航^對坐標式（圓?。℡XA(0,5)C(0,-5)B(5,0)OD(-5,0)G03XaYb IcJda：圓弧終點的：圓弧終點的X坐標坐標()b

19、：圓弧終點的：圓弧終點的Y坐標坐標()c：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的X坐標坐標()d：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的Y坐標坐標()ADC： G90(表明絕對坐標式表明絕對坐標式)AD：G03X-5000Y0 I 0J -5000 DC：G03X0Y-5000 I 5000 J0 M02G G指令格式：相對坐標式（圓弧）指令格式：相對坐標式（圓?。?相對坐標式相對坐標式（順時針（順時針 G02 ）G02XaYb IcJdABC： G91(表明相對坐標式表明相對坐標式)AB：G02X5000Y -5000 I0 J-5000BC：G02X -5000 Y -5000 I

20、 -5000J0a：圓弧終點相對于起點的：圓弧終點相對于起點的X坐標增量坐標增量()b：圓弧終點相對于起點的：圓弧終點相對于起點的Y坐標增量坐標增量()c：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的X坐標坐標增量增量()d：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的Y坐標坐標增量增量() M02YXA(0,5)C(0,-5)B(5,0)OD(5,0)G G指令格式：相對坐標式（圓?。┲噶罡袷剑合鄬ψ鴺耸剑▓A弧）YXA(0,5)C(0,-5)B(5,0)OD(-5,0)ADC： G91(表明相對坐標式表明相對坐標式)AD：G03X-5000Y -5000 I 0J -5000 DC：G03X 5

21、000 Y-5000 I 5000 J0 M02G03XaYb IcJda：圓弧終點相對于起點的：圓弧終點相對于起點的X坐標增量坐標增量()b：圓弧終點相對于起點的：圓弧終點相對于起點的Y坐標增量坐標增量()c：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的X坐標坐標增量增量()d：圓心相對于加工起點的：圓心相對于加工起點的Y坐標坐標增量增量()G G指令編程原則指令編程原則G G代碼格式代碼格式 M00程序暫停程序暫停M02程序結束程序結束M05接觸感知解除接觸感知解除M96主程序調用子程序主程序調用子程序編程格式：編程格式：M96 程序名（程序名后加程序名（程序名后加“.”） M97主程序調用

22、子程序結束主程序調用子程序結束N01 G92X0Y0 N05 G90N10 G01X0 Y12000N15 G01X6000 Y21000N20 G01X0 Y28000N25 G01X0 Y48000N30 G01X18000 Y48000N35 G02X22000 Y44000 I 0J 4000N40 G01X22000 Y28000N45 G03X30000 Y21000 I0J -8000N50 G01X49000 Y21000N51 G01X37000 Y0N60 G01X0 Y0N65 M02ABCDEFGHIJKA G G指令編程實例指令編程實例( (絕對坐標式絕對坐標式) )

23、G G指令編程實例指令編程實例( (絕對坐標式絕對坐標式) )D (40, 5)A (0, 0)B (15, 0)C(35, 0)F (0, 50)E (40, 50)H (0, 32)I (20, 35)J (35, 5)YXABC DE FH B A ：N05 % 2005-10-02 編寫編寫N10 G92X0Y0 N15 G90 (表明絕對坐標式表明絕對坐標式)N20 G01X15000Y0 N25 G01X35000Y0 N30 G03X40000Y5000 I 0J 5000 N35 G01X40000Y50000 N40 G03X0Y50000 I-20000J-15000; N

24、45 G01X0Y32000 N50 G01X15000Y0 N55 G01X0Y0 N60 M02G G指令編程實例指令編程實例( (相對坐標式相對坐標式) )D (40, 5)A (0, 0)B (15, 0)C(35, 0)F (0, 50)E (40, 5 0)H (0, 32)I (20, 35)J (35, 5)YXABC DE FH B A ：N05 % 2005-10-02編寫編寫N10 G92X0Y0 N15 G91 (表明相對坐標式表明相對坐標式)N20 G01X15000Y0N25 G01X20000Y0N30 G03X5000Y5000 I 0J 5000N35 G01

25、X0Y45000 N40 G03X-40000Y0 I-20000J-15000 N45 G01X0Y-18000 N50 G01X15000Y-32000N55 G01X-1500Y0N60 M023B3B指令編程方法指令編程方法BxByBJGZ3B3B指令指令( (直線直線) )BxByBJGZB：分隔符，分隔符， B后的數為后的數為0時，此時，此0可以不寫可以不寫x、y：直線在直線在x、y軸上的投影值軸上的投影值() J：計數長度計數長度()，取投影值大的，取投影值大的， 即：即：x大取大取x值，大值，大y取取y值值G：計數方向計數方向，取投影值大的方向，取投影值大的方向， 即：即：x大

26、取大取G x ， y大取大取G yZ：加工指令，根據加工的方向確定加工指令，根據加工的方向確定(1) (1) 平行于平行于X X軸的直線軸的直線YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)OL1L2L4L3XYBC：BBB3000GxL1BBB3000GxL3CB：n x、y：0，可忽略不寫，可忽略不寫n 計數長度計數長度J ：直線實際長度直線實際長度n 計數方向計數方向G ： Gx (平行于平行于x軸軸)n 加工指令加工指令Z：(2) (2) 平行于平行于Y Y軸的直線軸的直線YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)OAB：BBB4000GyL4BBB4000GyL2BA：n x、y：0，可忽略

27、不寫，可忽略不寫n 計數長度計數長度J ：直線實際長度直線實際長度n 計數方向計數方向G ： Gy (平行于平行于y軸軸)n 加工指令加工指令Z：L1L2L4L3XY(3) (3) 斜線斜線YXA(1,5)C(4,1)B(1,1)OAC：B3000B4000B4000GyL4B3000B4000B4000GyL2CA：x、y：線段在線段在x、y軸上的投影值軸上的投影值計數長度計數長度J ：在兩個投影值中取大的在兩個投影值中取大的計數方向計數方向G ： x值大取值大取Gx； y 值大取值大取Gy 加工指令加工指令Z：L1L2L4L3XY3B3B指令指令( (圓弧圓弧) )編程方法編程方法XNR1

28、NR3NR4NR2YYSR1SR2SR3SR4X注意：把圓注意：把圓弧的圓心作弧的圓心作為坐標原點為坐標原點3B3B指令（圓弧）的編程舉例指令（圓?。┑木幊膛e例AA：逆時針：逆時針B0B5000B20000GxNR2B0B5000B20000GxSR1AA：順時針：順時針AB：順時針：順時針B0B5000B5000GySR1B5000B0B5000GxNR1BA：逆時針：逆時針YA(0,5)XDCB(5,0)整個工件的編程舉例整個工件的編程舉例P4=0/-4 P4=0/-4 點點P4P4的坐標是的坐標是(0,-4)(0,-4)P5=P1/P0/120 P5=P1/P0/120 點點P5P5是點是點P1P1繞繞P0P0逆時針旋轉逆時針旋轉120120PARA PARA 參數定義參數定義S= P0 S= P0 穿絲孔坐標為點穿絲孔坐標為點P0P0R=0.09 R=0.09 間隙補償量間隙補償量f=0.09mmf=0.09mmD=-1 D=-1 鉬絲在切割圖線的左側鉬絲在切割圖線的左側F