第五章-電火花線切割編程、加工工藝及實(shí)例課件

第五章電火花線切割編程、加工工藝及實(shí)例第五章電火花線切割編程、加工工藝及實(shí)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(shí)例5.1電火花線切割編程圖5-1線切割加工的步驟5.1電火花線切割編程圖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(jī)床都有計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程功能，即可以將線切割加工的軌跡圖形自動(dòng)生成機(jī)床能夠識(shí)別的程序。 線切割程序與其它數(shù)控機(jī)床的程序相比，有如下特點(diǎn)：(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(gè)別擴(kuò)充為4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走絲機(jī)床普遍采用ISO格式。 目前生產(chǎn)的線切割加工機(jī)床都有計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程功能，即可以將一、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(duì))坐標(biāo)值；J為加工線段的計(jì)數(shù)長度；G為加工線段計(jì)數(shù)方向；Z為加工指令。一、線切割3B代碼程序格式表5-13B程序指令格式1.直線的3B代碼編程

1)x，y值的確定 (1)以直線的起點(diǎn)為原點(diǎn)，建立正常的直角坐標(biāo)系，x，y表示直線終點(diǎn)的坐標(biāo)絕對(duì)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(diǎn)坐標(biāo)的絕對(duì)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。

1.直線的3B代碼編程 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 如圖5-2(a)所示的軌跡形狀，請讀者試著寫出其x，y值表5-23B代碼表5-23B代碼 2)G的確定 G用來確定加工時(shí)的計(jì)數(shù)方向，分Gx和Gy。直線編程的計(jì)數(shù)方向的選取方法是：以要加工的直線的起點(diǎn)為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，取該直線終點(diǎn)坐標(biāo)絕對(duì)值大的坐標(biāo)軸為計(jì)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(jì)數(shù)方向的確定以45°線為界，取與終點(diǎn)處走向較平行的軸作為計(jì)數(shù)方向，具體可參見圖5-3(c)。 2)G的確定圖5-3G的確定圖5-3G的確定 3)J的確定 J為計(jì)數(shù)長度，以μm為單位。以前編程應(yīng)寫滿六位數(shù)，不足六位前面補(bǔ)零，現(xiàn)在的機(jī)床基本上可以不用補(bǔ)零。

J的取值方法為：由計(jì)數(shù)方向G確定投影方向，若G=Gx，則將直線向X軸投影得到長度的絕對(duì)值即為J的值；若G=Gy，則將直線向Y軸投影得到長度的絕對(duì)值即為J的值。

4)Z的確定 加工指令Z按照直線走向和終點(diǎn)的坐標(biāo)不同可分為L1、L2、L3、L4，其中與+X軸重合的直線算作L1，與-X軸重合的直線算作L3，與+Y軸重合的直線算作L2，與-Y軸重合的直線算作L4。 3)J的確定圖5-4Z的確定圖5-4Z的確定2.圓弧的3B代碼編程

1)x，y值的確定 以圓弧的圓心為原點(diǎn)，建立正常的直角坐標(biāo)系，x，y表示圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)的絕對(duì)值，單位為μm。如在圖5-5(a)中，x=30000，y=40000；在圖5-5(b)中，x=40000,y=30000。2.圓弧的3B代碼編程圖5-5圓弧軌跡圖5-5圓弧軌跡

2)G的確定 G用來確定加工時(shí)的計(jì)數(shù)方向，分Gx和Gy。圓弧編程的計(jì)數(shù)方向的選取方法是：以某圓心為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，取終點(diǎn)坐標(biāo)絕對(duì)值小的軸為計(jì)數(shù)方向。若y=x，則Gx、Gy均可。 由上可見，圓弧計(jì)數(shù)方向由圓弧終點(diǎn)的坐標(biāo)絕對(duì)值大小決定，其確定方法與直線剛好相反，即取與圓弧終點(diǎn)處走向較平行的軸作為計(jì)數(shù)方向。 2)G的確定

3)J的確定 圓弧編程中J的取值方法為：由計(jì)數(shù)方向G確定投影方向，若G=Gx，則將圓弧向X軸投影；若G=Gy，則將圓弧向Y軸投影。J值為各個(gè)象限圓弧投影長度絕對(duì)值的和。

4)Z的確定 加工指令Z按照第一步進(jìn)入的象限可分為R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分為順圓S和逆圓N，于是共有8種指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4。 3)J的確定圖5-6Z的確定圖5-6Z的確定例5.1請寫出圖5-7所示軌跡的3B程序。

圖5-7編程圖形例5.1請寫出圖5-7所示軌跡的3B程序。圖5-7編 解對(duì)圖5-7(a)，起點(diǎn)為A，終點(diǎn)為B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000 故其3B程序?yàn)椋? B30000B40000B130000GYNR1 對(duì)圖6-7(b)，起點(diǎn)為B，終點(diǎn)為A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000 故其3B程序?yàn)椋? 40000B30000B170000GXSR4 解對(duì)圖5-7(a)，起點(diǎn)為A，終點(diǎn)為B， 例5.2用3B代碼編制加工圖5-8(a)所示的線切割加工程序。已知線切割加工用的電極絲直徑為0.18mm，單邊放電間隙為0.01mm，圖中A點(diǎn)為穿絲孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—G—H—B—A進(jìn)行。圖5-8線切割切割圖形 例5.2用3B代碼編制加工圖5-8(a)所示的線切割加表5-3切割軌跡3B程序表5-3切割軌跡3B程序例5.3用3B代碼編制加工圖5-9所示的凸模線切割加工程序，已知電極絲直徑為0.18mm，單邊放電間隙為0.01mm，圖中O為穿絲孔擬采用的加工路線O－E－D－C－B－A－E－O。圖5-9加工零件圖例5.3用3B代碼編制加工圖5-9所示的凸模線切割加工程 解經(jīng)過分析，得到具體程序，如表5-4所示。表5-4切割軌跡3B程序 解經(jīng)過分析，得到具體程序，如表5-4所示。表5-45.2線切割加工工藝

一、電極絲穿絲 慢走絲線切割機(jī)床的穿絲較簡單，本書以快走絲線切割機(jī)床為例討論電極絲的上絲、穿絲及調(diào)節(jié)行程的方法。

1．上絲操作

上絲的過程是將電極絲從絲盤繞到快走絲線切割機(jī)床儲(chǔ)絲筒上的過程。不同的機(jī)床操作可能略有不同，下面以北京阿奇公司的FW系列為例說明上絲要點(diǎn)(如圖5-18、圖5-19、圖5-20所示)。5.2線切割加工工藝 一、電極絲穿絲

圖5-18上絲示意圖 圖5-18上絲示意圖圖5-19儲(chǔ)絲筒操作面板圖5-19儲(chǔ)絲筒操作面板圖5-20穿絲示意圖圖5-20穿絲示意圖 (1)上絲以前，要先移開左、右行程開關(guān)，再啟動(dòng)絲筒，將其移到行程左端或右端極限位置(目的是將電極絲上滿，如果不需要上滿，則需與極限位置有一段距離)。

(2)上絲過程中要打開上絲電機(jī)起停開關(guān)，并旋轉(zhuǎn)上絲電機(jī)電壓調(diào)節(jié)按鈕以調(diào)節(jié)上絲電機(jī)的反向力矩(目的是保證上絲過程中電極絲有均勻的張力，避免電極絲打折)。 (3)按照機(jī)床的操作說明書中上絲示意圖的提示將電極絲從絲盤上到儲(chǔ)絲筒上。 (1)上絲以前，要先移開左、右行程開關(guān)，再啟動(dòng)絲筒，將

2.穿絲操作 (1)拉動(dòng)電極絲頭，按照操作說明書說明依次繞接各導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊至儲(chǔ)絲筒(如圖5-20所示)。在操作中要注意手的力度，防止電極絲打折。 (2)穿絲開始時(shí)，首先要保證儲(chǔ)絲筒上的電極絲與輔助導(dǎo)輪、張緊導(dǎo)輪、主導(dǎo)輪在同一個(gè)平面上，否則在運(yùn)絲過程中，儲(chǔ)絲筒上的電極絲會(huì)重疊，從而導(dǎo)致斷絲。 (3)穿絲中要注意控制左右行程擋桿，使儲(chǔ)絲筒左右往返換向時(shí)，儲(chǔ)絲筒左右二端留有3～5mm的余量。 2.穿絲操作二、電極絲垂直找正 電極絲垂直度找正的常見方法有兩種，一種是利用找正塊，一種是利用校正器。

1．利用找正塊進(jìn)行火花法找正 找正塊是一個(gè)六方體或類似六方體(如圖5-21(a)所示)。在校正電極絲垂直度時(shí)，首先目測電極絲的垂直度，若明顯不垂直，則調(diào)節(jié)U、V軸，使電極絲大致垂直工作臺(tái)；然后將找正塊放在工作臺(tái)上，在弱加工條件下，將電極絲沿X方向緩緩移向找正塊。二、電極絲垂直找正 當(dāng)電極絲快碰到找正塊時(shí)，電極絲與找正塊之間產(chǎn)生火花放電，然后肉眼觀察產(chǎn)生的火花：若火花上下均勻(如圖5-21(b)所示)，則表明在該方向上電極絲垂直度良好；若下面火花多(如圖5-21(c)所示)，則說明電極絲右傾，故將U軸的值調(diào)小，直至火花上下均勻；若上面火花多(如圖5-21(d)所示)，則說明電極絲左傾，故將U軸的值調(diào)大，直至火花上下均勻。同理，調(diào)節(jié)V軸的值，使電極絲在V軸垂直度良好。

當(dāng)電極絲快碰到找正塊時(shí)，電極絲與找正塊之間產(chǎn)生火花放電，圖5-21用火花法校正電極絲垂直度圖5-21用火花法校正電極絲垂直度 在用火花法校正電極絲的垂直度時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)： (1)找正塊使用一次后，其表面會(huì)留下細(xì)小的放電痕跡。下次找正時(shí)，要重新?lián)Q位置，不可用有放電痕跡的位置碰火花校正電極絲的垂直度。

(2)在精密零件加工前，分別校正U、V軸的垂直度后，需要再檢驗(yàn)電極絲垂直度校正的效果。具體方法是：重新分別從U、V軸方向碰火花，看火花是否均勻，若U、V方向上火花均勻，則說明電極絲垂直度較好；若U、V方向上火花不均勻，則重新校正，再檢驗(yàn)。

在用火花法校正電極絲的垂直度時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：(3)在校正電極絲垂直度之前，電極絲應(yīng)張緊，張力與加工中使用的張力相同。(4)在用火花法校正電極絲垂直度時(shí)，電極絲要運(yùn)轉(zhuǎn)，以免電極絲斷絲。(3)在校正電極絲垂直度之前，電極絲應(yīng)張緊，張 2．用校正器進(jìn)行校正 校正器是一個(gè)觸點(diǎn)與指示燈構(gòu)成的光電校正裝置，電極絲與觸點(diǎn)接觸時(shí)指示燈亮。它的靈敏度較高，使用方便且直觀。底座用耐磨不變形的大理石或花崗巖制成(如圖5-22、圖5-23所示)。 使用校正器校正電極絲垂直度的方法與火花法大致相似。主要區(qū)別是：火花法是觀察火花上下是否均勻，而用校正器則是觀察指示燈。若在校正過程中，指示燈同時(shí)亮，則說明電極絲垂直度良好，否則需要校正。 2．用校正器進(jìn)行校正圖5-22垂直度校正器圖5-22垂直度校正器圖5-23DF55-J50A型垂直度校正器圖5-23DF55-J50A型垂直度校正器 在使用校正器校正電極絲的垂直度時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)： (1)電極絲停止走絲，不能放電。 (2)電極絲應(yīng)張緊，電極絲的表面應(yīng)干凈。 (3)若加工零件精度高，則電極絲垂直度在校正后需要檢查，其方法與火花法類似。 三、工件的裝夾 線切割加工屬于較精密加工，工件的裝夾對(duì)加工零件的定位精度有直接影響，特別在模具制造等加工中，需要認(rèn)真、仔細(xì)地裝夾工件。 在使用校正器校正電極絲的垂直度時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)： 線切割加工的工件在裝夾過程中需要注意如下幾點(diǎn)： (1)確認(rèn)工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或加工基準(zhǔn)面，盡可能使設(shè)計(jì)或加工的基準(zhǔn)面與X、Y軸平行。 (2)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(tái)階處，要清理熱處理殘物及氧化皮。 (3)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)。 (4)工件的裝夾應(yīng)確保加工中電極絲不會(huì)過分靠近或誤切割機(jī)床工作臺(tái)。 (5)工件的夾緊力大小要適中、均勻，不得使工件變形或翹起。

線切割加工的工件在裝夾過程中需要注意如下幾點(diǎn)： 線切割的裝夾方法較簡單，常見的裝夾方式如圖5-24所示。目前，很多線切割機(jī)床制造商都配有自己的專用加工夾具，圖5-25所示為北京阿奇公司生產(chǎn)的專用夾具及裝夾示意圖，圖5-26所示為3R專用夾具。 線切割的裝夾方法較簡單，常見的裝夾方式如圖5-24所示。圖5-24常見的裝夾方式圖5-24常見的裝夾方式圖5-25阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖圖5-25阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖圖5-25阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖圖5-25阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖圖5-263R專用夾具圖5-263R專用夾具 四、工件的找正 工件的找正精度關(guān)系到線切割加工零件的位置精度。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)加工零件的重要性，往往采用按劃線找正、按基準(zhǔn)孔或已成型孔找正、按外形找正等方法。其中按劃線找正用于零件要求不嚴(yán)的情況下。 四、工件的找正五、線切割斷絲原因分析

1．快走絲機(jī)床加工中斷絲的主要原因 若在剛開始加工