線切割立體三維作品的設(shè)計(jì)加工

1、福州大學(xué)機(jī)電工程實(shí)踐中心柯紅l1、了解數(shù)控線切割加工的工作原理、工藝特、了解數(shù)控線切割加工的工作原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。點(diǎn)及應(yīng)用范圍。l2、了解數(shù)控線切割機(jī)床的基本組成及各部分、了解數(shù)控線切割機(jī)床的基本組成及各部分功用。功用。l3、通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)意圖形、立體三維作品，熟悉、通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)意圖形、立體三維作品，熟悉數(shù)控線切割加工自動(dòng)編程方法、圖形矢量化軟數(shù)控線切割加工自動(dòng)編程方法、圖形矢量化軟件的應(yīng)用。件的應(yīng)用。l4、掌握數(shù)控線切割加工工藝及操作方法，加、掌握數(shù)控線切割加工工藝及操作方法，加工創(chuàng)意圖形、立體三維作品。工創(chuàng)意圖形、立體三維作品。l利用鉬絲接高頻脈沖電源的負(fù)極，工件接正極，利用鉬絲接高頻脈

2、沖電源的負(fù)極，工件接正極，當(dāng)鉬絲與工件達(dá)到一定距離時(shí)，產(chǎn)生高頻脈沖當(dāng)鉬絲與工件達(dá)到一定距離時(shí)，產(chǎn)生高頻脈沖火花放電，利用電火花的能量去蝕除金屬進(jìn)行火花放電，利用電火花的能量去蝕除金屬進(jìn)行加工的。加工的。 l數(shù)控線切割可以加工任何復(fù)雜形狀的平面圖形，數(shù)控線切割可以加工任何復(fù)雜形狀的平面圖形，且不受材料硬度的影響，只要是導(dǎo)體或半導(dǎo)體且不受材料硬度的影響，只要是導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料都能實(shí)現(xiàn)加工。材料都能實(shí)現(xiàn)加工。 l數(shù)控線切割技術(shù)跨越機(jī)械、電子、控制、數(shù)學(xué)數(shù)控線切割技術(shù)跨越機(jī)械、電子、控制、數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域，是當(dāng)代機(jī)械專(zhuān)業(yè)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域，是當(dāng)代機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生和工程技術(shù)人員應(yīng)該了解的新

3、技術(shù)。目前，學(xué)生和工程技術(shù)人員應(yīng)該了解的新技術(shù)。目前，在很多行業(yè)如模具、汽配等，在新產(chǎn)品的研制在很多行業(yè)如模具、汽配等，在新產(chǎn)品的研制和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常采用該項(xiàng)技術(shù)直接切割零件，和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常采用該項(xiàng)技術(shù)直接切割零件，從而使研制和開(kāi)發(fā)周期大大縮短。從而使研制和開(kāi)發(fā)周期大大縮短。DK7740A線切割機(jī)床以下兩大部分組成：線切割機(jī)床以下兩大部分組成： l機(jī)床的本體由床身、工作臺(tái)、支撐鉬絲的絲架和機(jī)床的本體由床身、工作臺(tái)、支撐鉬絲的絲架和保證鉬絲運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)，以及安裝在后面的工保證鉬絲運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)，以及安裝在后面的工作液箱。作液箱。l控制柜部分，由控制柜、計(jì)算機(jī)、機(jī)床電器和高控制柜部分，由控制柜

4、、計(jì)算機(jī)、機(jī)床電器和高頻脈沖電源組成。頻脈沖電源組成。 學(xué)生的平面作品 在線切割這樣加工平面圖形的工序中，福州大學(xué)在線切割這樣加工平面圖形的工序中，福州大學(xué)機(jī)電工程實(shí)踐中心引導(dǎo)學(xué)生去加工立體三維的作品。機(jī)電工程實(shí)踐中心引導(dǎo)學(xué)生去加工立體三維的作品。立體三維作品的制作，首先要將實(shí)物抽象成立體模型，再立體三維作品的制作，首先要將實(shí)物抽象成立體模型，再將其展開(kāi)，還原成平面圖形，最后組裝成立體三維作品將其展開(kāi)，還原成平面圖形，最后組裝成立體三維作品 組裝建模、展開(kāi)通過(guò)制作立體作品，學(xué)生們激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，完成了通過(guò)制作立體作品，學(xué)生們激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，完成了線切割實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)目的，而且拓展了學(xué)生的思線切

5、割實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)目的，而且拓展了學(xué)生的思維，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。維，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。 中國(guó)龍搖椅l立體作品設(shè)計(jì)過(guò)程中，立體作品設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求學(xué)生充分發(fā)揮空要求學(xué)生充分發(fā)揮空間想象能力，不但要間想象能力，不但要考慮作品的形似，還考慮作品的形似，還要考慮作品的功能性要考慮作品的功能性與加工的工藝性。與加工的工藝性。 并聯(lián)機(jī)床l線切割切割路線按順線切割切割路線按順時(shí)針或逆時(shí)針的順序時(shí)針或逆時(shí)針的順序設(shè)計(jì)，切割起點(diǎn)就是設(shè)計(jì)，切割起點(diǎn)就是切割終點(diǎn)切割終點(diǎn)l當(dāng)圖形內(nèi)有開(kāi)窗、孔當(dāng)圖形內(nèi)有開(kāi)窗、孔洞時(shí)，在設(shè)計(jì)切割路洞時(shí)，在設(shè)計(jì)切割路線時(shí)要注意加兩道寬線時(shí)要注意加兩道寬0.04mm的進(jìn)出路線的進(jìn)出路線

6、在立體三維作品的設(shè)計(jì)制作中，要注意如下技巧與方法：切割起點(diǎn)切割進(jìn)出路線內(nèi)孔、內(nèi)腔等在切割時(shí)必須鉆穿絲孔，穿絲切割。 l兩個(gè)獨(dú)立的圖形，要兩個(gè)獨(dú)立的圖形，要求在平面內(nèi)保持相對(duì)求在平面內(nèi)保持相對(duì)位置，這就要求考慮位置，這就要求考慮兩圖形間的連接，連兩圖形間的連接，連接處的寬度應(yīng)取接處的寬度應(yīng)取23mm，如圖，如圖5中的中的A處，這樣才能夠使兩處，這樣才能夠使兩個(gè)獨(dú)立的圖形連接起個(gè)獨(dú)立的圖形連接起來(lái)而不至于斷開(kāi)。來(lái)而不至于斷開(kāi)。 連接處23mml圖形折縫處：立體圖形折縫處：立體作品是由平面構(gòu)件作品是由平面構(gòu)件折彎時(shí)，為了便于折彎時(shí)，為了便于折彎，在設(shè)計(jì)時(shí)在折彎，在設(shè)計(jì)時(shí)在折彎處必須設(shè)計(jì)出折彎處必須設(shè)

7、計(jì)出它的折縫，折縫間它的折縫，折縫間隙一般取隙一般取0.04mm，中間必須留中間必須留23mm的連接寬度，的連接寬度，否則平面構(gòu)件就會(huì)否則平面構(gòu)件就會(huì)分裂成兩個(gè)，不能分裂成兩個(gè)，不能成為整體。成為整體。 折縫間隙0.04mm連接處23mm寬l構(gòu)件與構(gòu)件間的連接，設(shè)計(jì)時(shí)采用在一個(gè)構(gòu)件上設(shè)構(gòu)件與構(gòu)件間的連接，設(shè)計(jì)時(shí)采用在一個(gè)構(gòu)件上設(shè)凸緣，另一構(gòu)件的相應(yīng)位置設(shè)插槽。凸緣一般寬度凸緣，另一構(gòu)件的相應(yīng)位置設(shè)插槽。凸緣一般寬度為為23mm，以便構(gòu)件間拼合。，以便構(gòu)件間拼合。 凸緣插槽l具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件間的連接：間的連接：1）轉(zhuǎn)動(dòng)：構(gòu)件間要求）轉(zhuǎn)動(dòng)：構(gòu)件間要求相互轉(zhuǎn)動(dòng)，如汽車(chē)車(chē)相互轉(zhuǎn)動(dòng)，

8、如汽車(chē)車(chē)輪，這就要求在兩車(chē)輪，這就要求在兩車(chē)輪之間設(shè)計(jì)一根軸與輪之間設(shè)計(jì)一根軸與兩車(chē)輪連接，即設(shè)計(jì)兩車(chē)輪連接，即設(shè)計(jì)王字形聯(lián)接，這樣組王字形聯(lián)接，這樣組裝起來(lái)的兩個(gè)構(gòu)件就裝起來(lái)的兩個(gè)構(gòu)件就可活動(dòng)了?？苫顒?dòng)了。 折彎組 裝小車(chē)后輪組件l具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件間的連接：間的連接： 2）平移：一個(gè)零件在一）平移：一個(gè)零件在一定的范圍內(nèi)上下移動(dòng)。定的范圍內(nèi)上下移動(dòng)。03級(jí)張國(guó)欣同學(xué)創(chuàng)造級(jí)張國(guó)欣同學(xué)創(chuàng)造性地采用兩滑片與皮性地采用兩滑片與皮筋，模仿福州大學(xué)與筋，模仿福州大學(xué)與清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的清華大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，使并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，使六軸帶動(dòng)底盤(pán)上的銑六軸帶動(dòng)底盤(pán)上的銑刀刀360

9、轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。 兩滑片銑刀 數(shù)控線切割編程有兩種方法，一種是手工數(shù)控線切割編程有兩種方法，一種是手工編程，另一種是自動(dòng)編程。由于立體三維作品編程，另一種是自動(dòng)編程。由于立體三維作品的平面圖形形狀較復(fù)雜，一般采用自動(dòng)編程。的平面圖形形狀較復(fù)雜，一般采用自動(dòng)編程。 在在AutoCAD軟件上設(shè)計(jì)圖形，然后轉(zhuǎn)入軟件上設(shè)計(jì)圖形，然后轉(zhuǎn)入CAXA軟件，在軟件，在CAXA軟件上生成軟件上生成3B程序并存入軟盤(pán)，程序并存入軟盤(pán)，再由軟盤(pán)轉(zhuǎn)入再由軟盤(pán)轉(zhuǎn)入DK7740線切割機(jī)床的控制系統(tǒng)，線切割機(jī)床的控制系統(tǒng)，然后進(jìn)行切割加工操作。然后進(jìn)行切割加工操作。 在線切割加工中，還應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：在線切割加工中，還應(yīng)注意如

10、下幾點(diǎn)： l1、在擺放工件前，必須了解所加工零件的大小和切、在擺放工件前，必須了解所加工零件的大小和切割起點(diǎn)位置，以擺放好的鉬絲位置作為切割起點(diǎn)位割起點(diǎn)位置，以擺放好的鉬絲位置作為切割起點(diǎn)位置。擺放時(shí)還應(yīng)注意裝夾位置。置。擺放時(shí)還應(yīng)注意裝夾位置。l2、立體圖形的布局法：一個(gè)立體作品是由若干個(gè)構(gòu)、立體圖形的布局法：一個(gè)立體作品是由若干個(gè)構(gòu)件組成的，為了縮短加工時(shí)間，提高加工效率，則件組成的，為了縮短加工時(shí)間，提高加工效率，則可以在材料大小允許的范圍內(nèi)，將幾個(gè)構(gòu)件合理布可以在材料大小允許的范圍內(nèi)，將幾個(gè)構(gòu)件合理布局，同時(shí)加工。擺放時(shí)注意，尺寸大的平行于工作局，同時(shí)加工。擺放時(shí)注意，尺寸大的平行于工作臺(tái)的臺(tái)的Y軸方向，尺寸小的則平行于軸方向，尺寸小的則平行于X軸方向。軸方向。l3、切割成形的工件脫離主體材料時(shí)，常常會(huì)碰斷鉬、切割成形的工件脫離主體材料時(shí)，常常會(huì)碰斷鉬絲，這時(shí)可在已切割圖形與主體材料的分離處放上絲，這時(shí)可在已切割圖形與主體材料的分離處放上一塊磁鐵，防止工件碰斷鉬絲。一塊磁鐵，防止工件碰斷鉬絲。 經(jīng)過(guò)半年多的教學(xué)嘗試，線切割立體三維作品經(jīng)