《特種加工》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、特種加工實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書閩南理工學(xué)院光電與機(jī)電工程系光電與測控教研室1、電火花成型加工一、目的及要求通過對EDM-350型數(shù)控電火花加工的實(shí)際觀看與上手操作,使學(xué)生深刻理解電火花的加工原理,熟悉數(shù)控電火花設(shè)備構(gòu)成及其技術(shù)范圍,了解電火花加工工件的過程和進(jìn)行初步操作.要求如下：1、正確闡述電火花加工的原理；2、熟悉數(shù)控電火花設(shè)備各組成局部,了解如何使用和操作；3、了解所用電火花設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；4、了解電極材料的選擇和如何考慮電極損耗；5、初步掌握工件與電極的裝夾定位方法；6、了解根本數(shù)控操作.二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、了解EDM-350型數(shù)控電火花成形機(jī)由哪些局部組成,各局部的用途及操作方法；2、了解各種電極材

2、料的加工性能、各種電極結(jié)構(gòu)、粗/精加工電極的獲得以及平動(dòng)電極加工；3、了解電極的加工與修復(fù)；4、了解設(shè)備粗、中、精加工電規(guī)準(zhǔn)情況和選用方法；5、了解設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；6、了解工作液的選用、工作液過濾循環(huán)裝置；7、動(dòng)手操作并初步掌握對工件和電極的裝夾與定位；8、動(dòng)手操作并初步掌握工件加工方法.三、主機(jī)各局部及其作用1、床身和立柱它主要是一個(gè)根底構(gòu),應(yīng)保證電極與工件之間的相互位置.2、工作臺主要是用來支撐和裝夾工件,容納工作液,使電極和工件浸在工作液中,起到冷卻、排屑作用3、主軸頭有伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向防扭機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)三局部組成,它限制加工件與工具電極之間的放電間隙.4、工作液系統(tǒng)使工作液強(qiáng)迫循環(huán)

3、.5、電極材料電極材料必須是導(dǎo)電性能良好,損耗小,造型容易,并且具有加工穩(wěn)定、效率高、材料來源豐富、價(jià)格廉價(jià)等特點(diǎn),常用電極材料有紫銅、石墨、黃銅、銅鴇合金和鋼、鑄鐵等.四、正確操作電火花成型機(jī)床要點(diǎn)1.準(zhǔn)備階段.在操作之前,首先有個(gè)準(zhǔn)備階段,包括看懂被加工件的圖紙和各項(xiàng)工藝要求,根據(jù)電極、模板形狀、尺寸規(guī)格,確定裝夾裝置和位置.2.在裝夾前必須首先啟動(dòng)液壓系統(tǒng),使其處于動(dòng)態(tài),預(yù)防開機(jī)后影響裝夾精度.3.根據(jù)加工型孔的厚度、尺寸公差和外表粗糙度的要求,確定脈沖規(guī)準(zhǔn),按粗、中、精關(guān)系,選擇電壓、電流、脈寬、間隔,保證穩(wěn)定加工.4 .一切準(zhǔn)備好后,可給工作液槽充油 工作液 .油面上下可根據(jù)加工的面

4、積及粗、 中、精規(guī)準(zhǔn)確定,一般高出工件外表20100mm.并調(diào)好沖油或抽油的壓力大小,如果沖油壓力過大,將造成液壓頭受反作用力過大,且會增加電極損耗；抽油力過大容易引起油杯內(nèi)空洞,引起放炮現(xiàn)象,抽力過小那么排屑條件不好,加工不穩(wěn)定.5.液壓頭的空載進(jìn)給速度,一般是每分鐘100mm,短路上升速度是進(jìn)給速度的12倍.為保證穩(wěn)定加工,電極進(jìn)給的深度,加工沖模時(shí)應(yīng)是刃口厚度的1.52.5倍.6 .型腔模加工大多采用上沖油形式,沖油壓力一般在49kPa.沖油壓力過大,電極損耗大,過小那么排屑條件不好.型腔加工的深度限制與沖模不一樣,主要是按被加工型腔的尺寸要求來定.五、電火花加工的原理與特點(diǎn)電火花加工是

5、在一定的液體介質(zhì)中,利用脈沖放電對導(dǎo)電材料的電蝕現(xiàn)象來蝕除材料,從而使零件的尺寸、形狀和外表質(zhì)量到達(dá)預(yù)定技術(shù)要求的一種加工方法.進(jìn)行電火花加工時(shí),工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極,并浸入工作液中,或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙.通過間隙自動(dòng)限制系統(tǒng)限制工具電極向工件進(jìn)給,當(dāng)兩電極間的間隙到達(dá)一定距離時(shí),兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿,產(chǎn)生火花放電.在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能,溫度可高達(dá)10000c以上,壓力也有急劇變化,從而使這一點(diǎn)工作外表局部微量的金屬材料馬上熔化、氣化,并爆炸式地飛濺到工作液中,迅速冷凝,形成固體的金屬微粒,被工作液帶走.這時(shí)在工件外表上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡,放

6、電短暫停歇,兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài).緊接著,下一個(gè)脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點(diǎn)處擊穿,產(chǎn)生火花放電,重復(fù)上述過程.這樣,雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少,但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用,就能蝕除較多的金屬,具有一定的生產(chǎn)率.在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下,一邊蝕除工件金屬,一邊使工具電極不斷地向工件進(jìn)給,最后便加工出與工具電極形狀相對應(yīng)的形狀來.因此,只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)方式,就能加工出各種復(fù)雜的型面.工具電極常用導(dǎo)電性良好、熔點(diǎn)較高、易加工的耐電蝕材料,如銅、石墨、銅鴇合金和鋁等.在加工過程中,工具電極也有損耗,但小于工件金屬的蝕除量

7、,甚至接近于無損耗.7.電火花加工的條件(1)必須采用脈沖電源,以形成瞬時(shí)的脈沖放電.(2)必須采用自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置,以保持工具電極與工件電極間微小的放電問隙.(3)火花放電必須在具有一定絕緣強(qiáng)度的液體介質(zhì)(工作液)中進(jìn)行,如煤油、造化液、去離子水等.工作液除有利于產(chǎn)生脈沖式的火花放電外,而且有利于排出放電過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物和冷卻電極以及工作外表.六、考前須知：1 .開機(jī)操作前,要穿好工作服,做好操作準(zhǔn)備工作.2 .電火花機(jī)床必須在專人指導(dǎo)下進(jìn)行操作,不允許未經(jīng)許可自行操作.3 .在放電加工前,應(yīng)仔細(xì)安裝好工件,找正工具電極和工件的相對位置.4 .電火花成型機(jī)床工作液為易燃煤油,必須配備干粉

8、滅火器,以防運(yùn)行中發(fā)生火災(zāi),并且操作者操作前必須掌握干粉滅火器的使用方法.5 .工作油箱中的工作液面高度必須高出被加工工件50mm以上,以預(yù)防工作液著火燃燒.6 .在放電加工過程中,嚴(yán)禁手或身體各部位觸摸卡頭和電極線.7 .在操作過程中如發(fā)生意外,首先要按下操作面板上的紅色急停按扭,再拔下插頭,檢查事故原因,待排除故障后再開機(jī),啟動(dòng)時(shí)間間隔不得小于50秒.8 .操作過程中,進(jìn)行移動(dòng)操作時(shí)要特別小心,必須確認(rèn)移動(dòng)行程中沒有阻擋物,以防撞壞電極和工件,或造成移動(dòng)軸伺服過載甚至損壞機(jī)床.9 .火花成形機(jī)床加工過程中,操作者不能隨意離開機(jī)床,仔細(xì)觀察放電狀態(tài),以防意外事故的發(fā)生.10 .電火花機(jī)床操作

9、完畢,要將工作液回放到儲液槽中,拔下插頭切斷電源,清掃機(jī)床,收撿工具,清掃場地衛(wèi)生.2,數(shù)控電火花線切割加工一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?D了解數(shù)控線切割機(jī)床的組成、工作原理、操作方法和加工對象.(2)了解工件的裝夾過程及找正方法.(3)了解線切割加工工件的工藝性.二、實(shí)驗(yàn)要求：1)掌握線切割加工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍.2)掌握3B和G代碼線切割編程方法3)了解高速走絲和低速走絲線切割加工脈沖電源,影響線切割工藝指標(biāo)的因素,線切割加工工藝及應(yīng)用.三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、工件裝夾、找正,對刀、鋁絲安裝、電極安裝3B代碼的編程.3B程序的編程格式.簡單零件手工編程練習(xí)2數(shù)控線切割機(jī)床典型零件加工實(shí)例3電火花成形機(jī)床電火

10、花成形機(jī)床2電火花機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)、加工過程中問題的處理.四、實(shí)驗(yàn)步驟1.(1)講授實(shí)驗(yàn)的目的和要求；實(shí)驗(yàn)的紀(jì)律、平安教育.(2)電火花機(jī)床的功能和操作使用方法.2 .工件裝夾、找正；金目絲的安裝、紫銅電極的安裝.3 .3B代碼格式、3B程序的介紹,簡單手工編程練習(xí).(1)3B代碼的格式：BXBYBJGZ其中：B間隔符,它的作用是將X、Y、J數(shù)碼區(qū)分開來；X、Y表示增量(相對)坐標(biāo)值；J表示加工線段的計(jì)數(shù)長度；G表示加工線段的計(jì)數(shù)方向；Z表小加工指令；例如：B1000B2000B2000GYL2整個(gè)程序的最后,應(yīng)有停機(jī)符“D,表示程序結(jié)束,加工完畢.(2)程序的介紹(a)坐標(biāo)系與坐標(biāo)值X、Y、

11、確實(shí)定平面坐標(biāo)系是這樣規(guī)定的：面對機(jī)床操作臺,工作臺平面為坐標(biāo)系平面,左右方向?yàn)閄軸,且右方向?yàn)檎?；前前方為Y軸,前方為正.編程時(shí),采用相對坐標(biāo)系,即坐標(biāo)系的原點(diǎn)隨程序段的不同而變化.加工直線時(shí),以該直線的起點(diǎn)為坐標(biāo)系的原點(diǎn),X、Y、取該直線終點(diǎn)的坐標(biāo)值；加工圓弧時(shí),以該圓弧的圓心為坐標(biāo)系的原點(diǎn),X、Y取該圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值,單位為坐標(biāo)值的負(fù)號不寫.(b)計(jì)數(shù)方向G確實(shí)定不管是加工直線還是圓弧,計(jì)數(shù)方向均按終點(diǎn)的位置確定.加工直線時(shí),終點(diǎn)靠近哪個(gè)軸,那么計(jì)數(shù)方向取該軸,加工與坐標(biāo)軸成45o角的線時(shí),計(jì)數(shù)方向取X軸、Y軸均可,記作：GX或GY;加工圓弧時(shí),終點(diǎn)靠近哪個(gè)軸,那么計(jì)數(shù)方向取另一個(gè)軸,加

12、工圓弧的終點(diǎn)與坐標(biāo)軸成45o時(shí),計(jì)數(shù)方向取X軸、Y軸均可,記作：GX或GY.(c)計(jì)數(shù)長度J確實(shí)定計(jì)數(shù)長度是在計(jì)數(shù)方向的根底上確定的.計(jì)數(shù)長度是被加工的直線或圓弧在計(jì)數(shù)方向坐標(biāo)軸上投影的絕對值總和,其單位為(d)加工指令Z確實(shí)定加工直線時(shí)有四種加工指令：L1、L2、L3、L4,當(dāng)直線在第I象限(包括X軸而不包括Y軸時(shí),加工指令記作L1;當(dāng)處于第II象限包括X軸而不包括Y軸時(shí),記作L2;L3、L4、依此類推.加工順時(shí)針圓弧時(shí)有四種加工指令：SR1、SR2、SR3、SR4.當(dāng)圓弧的起點(diǎn)在第I象限包括Y軸而不包括X軸時(shí),加工指令記作SR1;當(dāng)起點(diǎn)在第II象限包括X軸而不包括Y軸時(shí),記作SR2;SR3

13、、SR4、依此類推.加工逆時(shí)針圓弧時(shí)有四種加工指令：NR1、NR2、NR3、NR4.當(dāng)圓弧的起點(diǎn)在第I象限包括X軸而不包括Y軸時(shí),加工指令記作NR1;當(dāng)起點(diǎn)在第II象限包括Y軸而不包括X軸時(shí),記作NR2;NR3、NR4依此類推.1.編程實(shí)例與加工如下列圖.1程序的編程方法a確定加工路線b計(jì)算各段曲線的坐標(biāo)值(c)3B格式編寫例如000B0B2000B2000GYL2001B0B10000B10000GYL2002B0B10000B20000GXNR4003B0B10000B10000GYL2004B30000B8084B30000GXL3005B0B23920B23920GYL4006B300

14、00B8084B30000GXL4007B0B2000B2000GYL4008D(2)加工準(zhǔn)備檢查貯絲筒運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)輪運(yùn)動(dòng)、工作臺往復(fù)運(yùn)動(dòng)是否靈活.根據(jù)工件厚薄調(diào)整好上下絲架的距離.夾具、工件、工作臺面要仔細(xì)做好清潔工作,緊固夾具,校正工件后,將工件夾緊.根據(jù)工件調(diào)整好高頻參數(shù),開啟高頻電源及限制器的電源.(3)加工操作開啟電源、計(jì)算機(jī)進(jìn)入加工狀態(tài)輸入程序,進(jìn)行模擬加工,檢驗(yàn)編程是否正確,假設(shè)顯示圖形不正確需修改程序.進(jìn)行聯(lián)機(jī)及加工操作,注意觀察加工時(shí)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài).加工完成后,卸去工件,注意不要將鑰絲碰傷、碰斷；關(guān)斷高頻電源及控制器電源；清掃清理機(jī)床,將工具放回原處.2、加工例如二(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

15、：掌握簡單零件的線切割加工程序的手工編制技能；熟悉ISO代碼編程及3B格式編程；熟悉線切割機(jī)床的根本操作.(2)實(shí)驗(yàn)要求通過實(shí)習(xí),學(xué)生能夠根據(jù)零件的尺寸、精度、工藝等要求,應(yīng)用ISO代碼或3B格式手工編制出線切割加工程序,并且使用線切割機(jī)床加工出符合圖紙要求的合格零件.(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備DK7720E線切割機(jī)床.(4)常用ISO編程代碼G92X-Y-:以相對坐標(biāo)方式設(shè)定加工坐標(biāo)起點(diǎn).G27:設(shè)定XY/UV面聯(lián)動(dòng)方式.G01X-Y-(U-V-):直線插補(bǔ).XY:表示在XY平面中以直線起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的終點(diǎn)坐標(biāo).UV:表示在UV平面中以直線起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的終點(diǎn)坐標(biāo).G02U-V-I-J-:順圓插補(bǔ)指令.

16、G03X-Y-I-J-:逆圓插補(bǔ)指令.以上G02G03中是以圓弧起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),X、Y(UW)表示終點(diǎn)坐標(biāo),I、J表小圓心坐標(biāo).M00:暫停.M02:程序結(jié)束.(5)3B程序格式BXBYBJGZB:分隔符號；X:X坐標(biāo)值；Y:Y坐標(biāo)值；J:計(jì)數(shù)長度；G:計(jì)數(shù)方向；Z:加工指令.605Y毛坯零件二(6)加工實(shí)例工藝分析:加工如圖14所示零件外形,毛坯尺寸為60X60mm,對刀位置必須設(shè)在毛坯之外,以圖中G點(diǎn)坐標(biāo)(-20,-10)作為起刀點(diǎn),A點(diǎn)坐標(biāo)(-10,-10)作為起割點(diǎn).為了便于計(jì)算,編程時(shí)不考慮鑰絲半徑補(bǔ)償值.逆時(shí)鐘方向走刀.ISO程序：程序注解G92X-20000Y-10000以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系,起刀點(diǎn)坐標(biāo)為(-20,-10);G01X10000Y0從G點(diǎn)走到A點(diǎn),A點(diǎn)為起割點(diǎn)；G01X40000Y0從A點(diǎn)到B點(diǎn)；G03X0Y20000I0J10000從B點(diǎn)至|C點(diǎn)；G01X-20000Y0從C點(diǎn)到D點(diǎn)；G01X0Y20000從D點(diǎn)到E點(diǎn)；G03X-20000Y0I-10000J0從E點(diǎn)到F點(diǎn)；G01X0Y-40000從F點(diǎn)到A點(diǎn)；G01X-10000Y0