第五章 電火花線切割編程加工工藝及實例

第五章電火花線切割編程、加工工藝及實例5.1電火花線切割編程5.2線切割加工工藝5.3線切割加工實例圖5-1線切割加工的步驟5.1電火花線切割編程 目前生產(chǎn)的線切割加工機床都有計算機自動編程功能，即可以將線切割加工的軌跡圖形自動生成機床能夠識別的程序。 線切割程序與其它數(shù)控機床的程序相比，有如下特點：(1)線切割程序普遍較短，很容易讀懂。(2)國內(nèi)線切割程序常用格式有3B(個別擴充為4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走絲機床普遍采用ISO格式。一、線切割3B代碼程序格式 線切割加工軌跡圖形是由直線和圓弧組成的，它們的3B程序指令格式如表5-1所示。表5-13B程序指令格式注：B為分隔符，它的作用是將X、Y、J數(shù)碼區(qū)分開來；X、Y為增量(相對)坐標(biāo)值；J為加工線段的計數(shù)長度；G為加工線段計數(shù)方向；Z為加工指令。1.直線的3B代碼編程

1)x，y值的確定 (1)以直線的起點為原點，建立正常的直角坐標(biāo)系，x，y表示直線終點的坐標(biāo)絕對值，單位為μm。 (2)在直線3B代碼中，x，y值主要是確定該直線的斜率，所以可將直線終點坐標(biāo)的絕對值除以它們的最大公約數(shù)作為x，y的值，以簡化數(shù)值。 (3)若直線與X或Y軸重合，為區(qū)別一般直線，x，y均可寫作0也可以不寫。

如圖5-2(a)所示的軌跡形狀，請讀者試著寫出其x，y值，具體答案可參考表5-2。(注：在本章圖形所標(biāo)注的尺寸中若無說明，單位都為mm。)

圖5-2直線軌跡表5-23B代碼 2)G的確定 G用來確定加工時的計數(shù)方向，分Gx和Gy。直線編程的計數(shù)方向的選取方法是：以要加工的直線的起點為原點，建立直角坐標(biāo)系，取該直線終點坐標(biāo)絕對值大的坐標(biāo)軸為計數(shù)方向。若y=x，則在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。 由上可見，計數(shù)方向的確定以45°線為界，取與終點處走向較平行的軸作為計數(shù)方向，具體可參見圖5-3(c)。圖5-3G的確定3)J的的確確定定J為為計計數(shù)數(shù)長長度度，，以以μμm為為單單位位。。以以前前編編程程應(yīng)應(yīng)寫寫滿滿六六位位數(shù)數(shù)，，不不足足六六位位前前面面補補零零，，現(xiàn)現(xiàn)在在的的機機床床基基本本上上可可以以不不用用補補零零。。J的的取取值值方方法法為為：：由由計計數(shù)數(shù)方方向向G確確定定投投影影方方向向，，若若G=Gx，，則則將將直直線線向向X軸軸投投影影得得到到長長度度的的絕絕對對值值即即為為J的的值值；；若若G=Gy，，則則將將直直線線向向Y軸軸投投影影得得到到長長度度的的絕絕對對值值即即為為J的的值值。。4)Z的的確確定定加工工指指令令Z按按照照直直線線走走向向和和終終點點的的坐坐標(biāo)標(biāo)不不同同可可分分為為L1、、L2、、L3、、L4，，其其中中與與+X軸軸重重合合的的直直線線算算作作L1，，與與-X軸軸重重合合的的直直線線算算作作L3，，與與+Y軸軸重重合合的的直直線線算算作作L2，，與與-Y軸軸重重合合的的直直線線算算作作L4。。圖5-4Z的的確確定定2.圓圓弧弧的的3B代代碼碼編編程程1)x，，y值值的的確確定定以圓圓弧弧的的圓圓心心為為原原點點，，建建立立正正常常的的直直角角坐坐標(biāo)標(biāo)系系，，x，，y表表示示圓圓弧弧起起點點坐坐標(biāo)標(biāo)的的絕絕對對值值，，單單位位為為μμm。。如如在在圖圖5-5(a)中中，，x=30000，，y=40000；；在在圖圖5-5(b)中中，，x=40000,y=30000。。圖5-5圓圓弧弧軌軌跡跡2)G的的確確定定G用用來來確確定定加加工工時時的的計計數(shù)數(shù)方方向向，，分分Gx和和Gy。。圓圓弧弧編編程程的的計計數(shù)數(shù)方方向向的的選選取取方方法法是是：：以以某某圓圓心心為為原原點點建建立立直直角角坐坐標(biāo)標(biāo)系系，，取取終終點點坐坐標(biāo)標(biāo)絕絕對對值值小小的的軸軸為為計計數(shù)數(shù)方方向向。。若若y=x，，則則Gx、、Gy均均可可。。由上上可可見見，，圓圓弧弧計計數(shù)數(shù)方方向向由由圓圓弧弧終終點點的的坐坐標(biāo)標(biāo)絕絕對對值值大大小小決決定定，，其其確確定定方方法法與與直直線線剛剛好好相相反反，，即即取取與與圓圓弧弧終終點點處處走走向向較較平平行行的的軸軸作作為為計計數(shù)數(shù)方方向向。。3)J的的確確定定圓弧弧編編程程中中J的的取取值值方方法法為為：：由由計計數(shù)數(shù)方方向向G確確定定投投影影方方向向，，若若G=Gx，，則則將將圓圓弧弧向向X軸軸投投影影；；若若G=Gy，，則則將將圓圓弧弧向向Y軸軸投投影影。。J值值為為各各個個象象限限圓圓弧弧投投影影長長度度絕絕對對值值的的和和。。4)Z的確定定加工指令令Z按照照第一步步進入的的象限可可分為R1、R2、R3、R4；按按切割的的走向可可分為順順圓S和和逆圓N，于是是共有8種指令令：SR1、SR2、、SR3、SR4、NR1、、NR2、NR3、NR4。。圖5-6Z的確定定例5.1請請寫出圖圖5-7所示軌軌跡的3B程序序。圖5-7編編程圖形形解對對圖5-7(a)，起起點為A，終點點為B，，J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000故其3B程序為為：B30000B40000B130000GYNR1對圖6-7(b)，起起點為B，終點點為A，，J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000故其3B程序為為：40000B30000B170000GXSR4例5.2用用3B代代碼編制制加工圖圖5-8(a)所示的的線切割割加工程程序。已已知線切切割加工工用的電電極絲直直徑為0.18mm，單邊邊放電間間隙為0.01mm，圖中中A點為為穿絲孔孔，加工工方向沿沿A—B—C——D—E—F——G—H—B——A進行行。圖5-8線線切割切切割圖形形表5-3切切割軌跡跡3B程程序例5.3用用3B代代碼編制制加工圖圖5-9所示的的凸模線線切割加加工程序序，已知知電極絲絲直徑為為0.18mm，單單邊放電電間隙為為0.01mm，圖圖中O為為穿絲孔孔擬采用用的加工工路線O－E－－D－C－B－－A－E－O。。圖5-9加加工零件件圖解經(jīng)經(jīng)過分析析，得到到具體程程序，如如表5-4所示示。表5-4切切割軌跡跡3B程程序5.2線線切割割加工工工藝一、電極極絲穿絲絲慢走絲線線切割機機床的穿穿絲較簡簡單，本本書以快快走絲線線切割機機床為例例討論電電極絲的的上絲、、穿絲及及調(diào)節(jié)行行程的方方法。1．上絲絲操作上絲的過過程是將將電極絲絲從絲盤盤繞到快快走絲線線切割機機床儲絲絲筒上的的過程。。不同的的機床操操作可能能略有不不同，下下面以北北京阿奇奇公司的的FW系系列為例例說明上上絲要點點(如圖圖5-18、圖圖5-19、圖圖5-20所示示)。圖5-18上上絲示示意圖圖5-19儲儲絲筒筒操作面面板圖5-20穿穿絲示示意圖(1)上上絲以以前，要要先移開開左、右右行程開開關(guān)，再再啟動絲絲筒，將將其移到到行程左左端或右右端極限限位置(目的是是將電極極絲上滿滿，如果果不需要要上滿，，則需與與極限位位置有一一段距離離)。(2)上上絲過過程中要要打開上上絲電機機起停開開關(guān)，并并旋轉(zhuǎn)上上絲電機機電壓調(diào)調(diào)節(jié)按鈕鈕以調(diào)節(jié)節(jié)上絲電電機的反反向力矩矩(目的的是保證證上絲過過程中電電極絲有有均勻的的張力，，避免電電極絲打打折)。。(3)按按照機機床的操操作說明明書中上上絲示意意圖的提提示將電電極絲從從絲盤上上到儲絲絲筒上。。2.穿穿絲操作作(1)拉拉動電電極絲頭頭，按照照操作說說明書說說明依次次繞接各各導(dǎo)輪、、導(dǎo)電塊塊至儲絲絲筒(如如圖5-20所所示)。。在操作作中要注注意手的的力度，，防止電電極絲打打折。(2)穿穿絲開開始時，，首先要要保證儲儲絲筒上上的電極極絲與輔輔助導(dǎo)輪輪、張緊緊導(dǎo)輪、、主導(dǎo)輪輪在同一一個平面面上，否否則在運運絲過程程中，儲儲絲筒上上的電極極絲會重重疊，從從而導(dǎo)致致斷絲。。(3)穿穿絲中中要注意意控制左左右行程程擋桿，，使儲絲絲筒左右右往返換換向時，，儲絲筒筒左右二二端留有有3～5mm的余量量。二、電極極絲垂直直找正電極絲垂垂直度找找正的常常見方法法有兩種種，一種種是利用用找正塊塊，一種種是利用用校正器器。1．利用用找正塊塊進行火火花法找找正找正塊是是一個六六方體或或類似六六方體(如圖5-21(a)所示)。在校校正電極極絲垂直直度時，，首先目目測電極極絲的垂垂直度，，若明顯顯不垂直直，則調(diào)調(diào)節(jié)U、、V軸，，使電極極絲大致致垂直工工作臺；；然后將將找正塊塊放在工工作臺上上，在弱弱加工條條件下，，將電極極絲沿X方向緩緩緩移向向找正塊塊。當(dāng)電極絲絲快碰到到找正塊塊時，電電極絲與與找正塊塊之間產(chǎn)產(chǎn)生火花花放電，，然后肉肉眼觀察察產(chǎn)生的的火花：：若火花花上下均均勻(如如圖5-21(b)所所示)，，則表明明在該方方向上電電極絲垂垂直度良良好；若若下面火火花多(如圖5-21(c)所示)，則說說明電極極絲右傾傾，故將將U軸的的值調(diào)小小，直至至火花上上下均勻勻；若上上面火花花多(如如圖5-21(d)所所示)，，則說明明電極絲絲左傾，，故將U軸的值值調(diào)大，，直至火火花上下下均勻。。同理，，調(diào)節(jié)V軸的值值，使電電極絲在在V軸垂垂直度良良好。圖5-21用用火火花法法校正正電極極絲垂垂直度度在用火火花法法校正正電極極絲的的垂直直度時時，需需要注注意以以下幾幾點：：(1)找找正塊塊使用用一次次后，，其表表面會會留下下細小小的放放電痕痕跡。。下次次找正正時，，要重重新?lián)Q換位置置，不不可用用有放放電痕痕跡的的位置置碰火火花校校正電電極絲絲的垂垂直度度。(2)在在精密密零件件加工工前，，分別別校正正U、、V軸軸的垂垂直度度后，，需要要再檢檢驗電電極絲絲垂直直度校校正的的效果果。具具體方方法是是：重重新分分別從從U、、V軸軸方向向碰火火花，，看火火花是是否均均勻，，若U、V方向向上火火花均均勻，，則說說明電電極絲絲垂直直度較較好；；若U、V方向向上火火花不不均勻勻，則則重新新校正正，再再檢驗驗。(3)在在校正正電極極絲垂垂直度度之前前，電電極絲絲應(yīng)張張緊，，張力力與加加工中中使用用的張張力相相同。。(4)在在用火火花法法校正正電極極絲垂垂直度度時，，電極極絲要要運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，以以免電電極絲絲斷絲絲。2．用用校正正器進進行校校正校正器器是一一個觸觸點與與指示示燈構(gòu)構(gòu)成的的光電電校正正裝置置，電電極絲絲與觸觸點接接觸時時指示示燈亮亮。它它的靈靈敏度度較高高，使使用方方便且且直觀觀。底底座用用耐磨磨不變變形的的大理理石或或花崗崗巖制制成(如圖圖5-22、圖圖5-23所示示)。。使用校校正器器校正正電極極絲垂垂直度度的方方法與與火花花法大大致相相似。。主要要區(qū)別別是：：火花花法是是觀察察火花花上下下是否否均勻勻，而而用校校正器器則是是觀察察指示示燈。。若在在校正正過程程中，，指示示燈同同時亮亮，則則說明明電極極絲垂垂直度度良好好，否否則需需要校校正。。圖5-22垂垂直直度校校正器器圖5-23DF55-J50A型型垂直直度校校正器器在使用用校正正器校校正電電極絲絲的垂垂直度度時，，要注注意以以下幾幾點：：(1)電電極絲絲停止止走絲絲，不不能放放電。。(2)電電極絲絲應(yīng)張張緊，，電極極絲的的表面面應(yīng)干干凈。。(3)若若加工工零件件精度度高，，則電電極絲絲垂直直度在在校正正后需需要檢檢查，，其方方法與與火花花法類類似。。三、工工件的的裝夾夾線切割割加工工屬于于較精精密加加工，，工件件的裝裝夾對對加工工零件件的定定位精精度有有直接接影響響，特特別在在模具具制造造等加加工中中，需需要認認真、、仔細細地裝裝夾工工件。。線切割割加工工的工工件在在裝夾夾過程程中需需要注注意如如下幾幾點：：(1)確確認工工件的的設(shè)計計基準(zhǔn)準(zhǔn)或加加工基基準(zhǔn)面面，盡盡可能能使設(shè)設(shè)計或或加工工的基基準(zhǔn)面面與X、Y軸平平行。。(2)工工件的的基準(zhǔn)準(zhǔn)面應(yīng)應(yīng)清潔潔、無無毛刺刺。經(jīng)經(jīng)熱處處理的的工件件，在在穿絲絲孔內(nèi)內(nèi)及擴擴孔的的臺階階處，，要清清理熱熱處理理殘物物及氧氧化皮皮。(3)工工件裝裝夾的的位置置應(yīng)有有利于于工件件找正正，并并應(yīng)與與機床床行程程相適適應(yīng)。。(4)工工件的的裝夾夾應(yīng)確確保加加工中中電極極絲不不會過過分靠靠近或或誤切切割機機床工工作臺臺。(5)工工件的的夾緊緊力大大小要要適中中、均均勻，，不得得使工工件變變形或或翹起起。線切割割的裝裝夾方方法較較簡單單，常常見的的裝夾夾方式式如圖圖5-24所示示。目目前，，很多多線切切割機機床制制造商商都配配有自自己的的專用用加工工夾具具，圖圖5-25所示示為北北京阿阿奇公公司生生產(chǎn)的的專用用夾具具及裝裝夾示示意圖圖，圖圖5-26所示示為3R專專用夾夾具。。圖5-24常常見見的裝裝夾方方式圖5-25阿阿奇奇公司司專用用夾具具及裝裝夾示示意圖圖圖5-25阿阿奇奇公