《特種加工技術(shù)》課件-第六章

第六章電火花線切割編程、

加工工藝及實例6.1電火花線切割編程6.2線切割加工準(zhǔn)備工作6.3線切割加工工藝習(xí)題前面講過線切割加工的具體特點及線切割加工的工藝規(guī)律，在具體加工中一般按圖6-1所示步驟進(jìn)行。

由圖6-1可以看出，電火花線切割加工主要由三部分組成：電火花線切割加工的準(zhǔn)備工作、電火花線切割加工、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗工作。圖6-1線切割加工的步驟

6.1電火花線切割編程

(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(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，快走絲機(jī)床大部分采用3B格式，其發(fā)展趨勢是采用ISO格式(如北京阿奇公司生產(chǎn)的快走絲線切割機(jī)床)。6.1.1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6-1所示。

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6-2(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6-2。(注：在本章圖形所標(biāo)注的尺寸中若無說明，單位都為mm。)圖6-2直線軌跡

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。具體確定方法為：若終點坐標(biāo)為(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若y<x，則G=Gx(如圖6-3(a)所示)；若y>x，則G=Gy(如圖6-3(b)所示)；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6-3(c)。

3)?J的確定

J為計數(shù)長度，以μm為單位。以前編程應(yīng)寫滿六位數(shù)，不足六位前面補零，現(xiàn)在的機(jī)床基本上可以不用補零。

J的取值方法為：由計數(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值即為J的值。圖6-3G的確定

4)?Z的確定

加工指令Z按照直線走向和終點的坐標(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，具體可參考圖6-4。圖6-4Z的確定綜上所述，圖6-2(b)、(c)、(d)中線段的3B代碼如表6-2所示。

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，建立正常的直角坐標(biāo)系，x、y表示圓弧起點坐標(biāo)的絕對值，單位為μm。如在圖6-5(a)中，x=30000，y=40000；在圖6-5(b)中，x=40000，y=30000。圖6-5圓弧軌跡

2)?G的確定

G用來確定加工時的計數(shù)方向，分Gx和Gy。圓弧編程的計數(shù)方向的選取方法是：以某圓心為原點建立直角坐標(biāo)系，取終點坐標(biāo)絕對值小的軸為計數(shù)方向。具體確定方法為：若圓弧終點坐標(biāo)為(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若y<x，則G=Gy(如圖6-5(a)所示)；若y>x,則G=Gx(如圖6-5(b)所示)；若y=x，則Gx、Gy均可。

3)?J的確定

圓弧編程中J的取值方法為：由計數(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值為各個象限圓弧投影長度絕對值的和。如在圖6-5(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分別如圖中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。

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，具體可參考圖6-6。圖6-6Z的確定例6.1

請寫出圖6-7所示軌跡的3B程序。

解對圖6-7(a)，起點為A，終點為B，

J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000

故其3B程序為：

B30000B40000B130000GYNR1圖6-7編程圖形對圖6-7(b)，起點為B，終點為A，

J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000

故其3B程序為：

B40000B30000B170000GXSR4例6.2用3B代碼編制加工圖6-8(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點為穿絲孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—G—H—A進(jìn)行。圖6-8線切割切割圖形解(1)分析?，F(xiàn)用線切割加工凸模狀的零件圖，實際加工中由于鉬絲半徑和放電間隙的影響，鉬絲中心運行的軌跡形狀如圖6-8(b)中虛線所示，即加工軌跡與零件圖相差一個補償量，補償量的大小為在加工中需要注意的是E′F′圓弧的編程，圓弧EF(如圖6-8(a)所示)與圓弧E′F′(如圖6-8(b)所示)有較多不同點，它們的特點比較如表6-3所示。

(2)計算并編制圓弧E′F′的3B代碼。在圖6-8(b)中，最難編制的是圓弧E′F′，其具體計算過程如下：

以圓弧E′F′的圓心為坐標(biāo)原點，建立直角坐標(biāo)系，則E′點的坐標(biāo)為：mm。根據(jù)對稱

原理可得F′的坐標(biāo)為(－19.900，0.1)。

根據(jù)上述計算可知圓弧E′F′的終點坐標(biāo)的Y的絕對值小，所以計數(shù)方向為Y。圓弧E′F′在第一、二、三、四象限分別向Y軸投影

得到長度的絕對值分別為0.1mm、19.9mm、19.9mm、

0.1mm，故J=40000。

圓弧E′F′首先在第一象限順時針切割，故加工指令為SR1。

由上可知，圓弧E′F′的3B代碼為

(3)經(jīng)過上述分析計算，可得軌跡形狀的3B程序，如表6-4所示。例6.3用3B代碼編制加工圖6-9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6-9加工零件圖解經(jīng)過分析，得到具體程序，如表6-5所示。6.1.2線切割I(lǐng)SO代碼程序編制

1.?ISO代碼簡介

同前面介紹過的電火花加工用的ISO代碼一樣，線切割代碼主要有G指令(即準(zhǔn)備功能指令)、M指令和T指令(即輔助功能指令)，具體見表6-6。對于以上代碼，部分與數(shù)控銑床、車床的代碼相同，下面通過實例來學(xué)習(xí)線切割加工中常用的ISO代碼。

例6.4

如圖6-10(a)所示，ABCD為矩形工件，矩形件中有一直徑為f30mm的圓孔，現(xiàn)由于某種需要欲將該孔擴(kuò)大到f35mm。已知AB、BC邊為設(shè)計、加工基準(zhǔn)，電極絲直徑為0.18mm，請寫出相應(yīng)操作過程及加工程序。圖6-10零件加工示意圖解上面任務(wù)主要分兩部分完成，首先將電極絲定位于圓孔的中心，然后寫出加工程序。

電極絲定位于圓孔的中心有以下兩種方法：

方法一：首先電極絲碰AB邊，X值清零，再碰BC邊，Y值清零，然后解開電極絲到坐標(biāo)值(40.09，28.09)。具體過程如下：

(1)清理孔內(nèi)部毛刺，將待加工零件裝夾在線切割機(jī)床工作臺上，利用千分表找正，盡可能使零件的設(shè)計基準(zhǔn)AB、BC基面分別與機(jī)床工作臺的進(jìn)給方向X、Y軸保持平行。

(2)用手控盒或操作面板等方法將電極絲移到AB邊的左邊，大致保證電極絲與圓孔中心的Y坐標(biāo)相近(盡量消除工件ABCD裝夾不佳帶來的影響，理想情況下工件的AB邊應(yīng)與工作臺的Y軸完全平行，而實際很難做到)。

(3)用MDI方式執(zhí)行指令：

G80X+；

G92X0；

M05G00X－2.；

(4)用手控盒或操作面板等方法將電極絲移到BC邊的下邊，大致保證電極絲與圓孔中心的X坐標(biāo)相近。

(5)用MDI方式執(zhí)行指令：

G80Y+；

G92Y0；

T90；/僅適用慢走絲，目的是自動剪絲；對快走絲機(jī)床，則需手動解開電極絲

G00X40.09Y28.09；

(6)為保證定位準(zhǔn)確，往往需要確認(rèn)。具體方法是：在找到的圓孔中心位置用MDI或別的方法執(zhí)行指令G55G92X0Y0；然后再在G54坐標(biāo)系(G54坐標(biāo)系為機(jī)床默認(rèn)的工作坐標(biāo)系)中按前面(1)～(4)所示的步驟重新找圓孔中心位置，并觀察該位置在G55坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。若G55坐標(biāo)系的坐標(biāo)值與(0，0)相近或剛好是(0，0)，則說明找正較準(zhǔn)確，否則需要重新找正，直到最后兩次中心孔在G55坐標(biāo)系中的坐標(biāo)相近或相同時為止。方法二：將電極絲在孔內(nèi)穿好，然后按操作面板上的“找中心按菜單”按鈕即可自動找到圓孔的中心。具體過程為：

(1)清理孔內(nèi)部毛刺，將待加工零件裝夾在線切割機(jī)床工作臺上。

(2)將電極絲穿入圓孔中。

(3)按下“找中心按菜單”按鈕找中心，記下該位置坐

標(biāo)值。

(4)再次按下“找中心按菜單”按鈕找中心，對比當(dāng)前的坐標(biāo)和上一步驟得到的坐標(biāo)值；若數(shù)字重合或相差很小，則認(rèn)為找中心成功。

(5)若機(jī)床在找到中心后自動將坐標(biāo)值清零，則需要同第一種方法一樣進(jìn)行如下操作：在第一次自動找到圓孔中心時用MDI或別的方法執(zhí)行指令G55G92X0Y0；然后再按用自動找中心按鈕重新找中心，再觀察重新找到的圓孔中心位置在G55坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。若G55坐標(biāo)系的坐標(biāo)值與(0，0)相近或剛好是(0，0)，則說明找正較準(zhǔn)確，否則需要重新找正，直到最后兩次找正的位置在G55坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值相近或相同時為止。兩種方法的比較：

利用“找中心按菜單”按鈕操作簡便，速度快，適用于圓度較好的孔或?qū)ΨQ形狀的孔狀零件加工，但若由于磨損等原因(如圖6-11中陰影所示)造成孔不圓，則不宜采用。而利用設(shè)計基準(zhǔn)找中心不但可以精確找到對稱形狀的圓孔、方孔等的中心，還可以精確定位于各種復(fù)雜孔形零件內(nèi)的任意位置。所以，雖然該方法較復(fù)雜，但在用線切割修補塑料模具中仍得到了廣泛的應(yīng)用。圖6-11孔磨損例6.5

請結(jié)合圖6-12所示的錐度加工平面圖和立體效果圖理解錐度加工的ISO程序，并總結(jié)與錐度加工代碼G50、G51、G52的用法。

G92X-5000Y0；

G52A2.5G90G01X0；

G01Y4700；

G02X300Y5000I300；

G01X9700；

G02X10000Y4700J-300；

G01Y-4700；

G02X9700Y5000I-300；

G01X300；

G02X0Y-4700J300；

G01Y0；

G50G01X-5000；

M02；圖6-12錐度加工實例解上述錐度加工的實例，在錐度加工中要點如下：

(1)?G50、G51、G52分別為取消錐度傾斜、電極絲左傾斜(面向平行方向)、電極絲右傾斜。

(2)?A為電極絲傾斜的角度，單位為°(度)。

(3)取消錐度傾斜(G50)、電極絲左傾斜(G51)、電極絲右傾斜(G52)只能在直線上進(jìn)行，不能在圓弧上進(jìn)行。

(4)為了實現(xiàn)錐度加工，必須在加工前設(shè)置相關(guān)參數(shù)，不同的機(jī)床需要設(shè)置的參數(shù)不同，如對沙迪克某機(jī)床需要設(shè)置以下四個參數(shù)(如圖6-13所示)：

工作臺—上模具距離(即從工作臺到上模具為止的

距離)；

工作臺—主程序面距離(即從工作臺到主程序面為止的距離，主程序面上的加工物的尺寸與程序中編制的尺寸一致，為優(yōu)先保證尺寸)；圖6-13錐度加工參數(shù)工作臺—副程序面距離(即從工作臺上面到另一個有尺寸要求的面的距離，副程序面是另一個希望有尺寸要求的面，此面的尺寸要求低于主程序面)；

工作臺—下模具間距離(即從下模具到工作臺上面的

距離)。

在圖6-13中，若以A—B為主程序面，C—D為副程序面，則相關(guān)參數(shù)值為：工作臺—上模具距離＝50.000mm

工作臺—主程序面距離＝25.000mm

工作臺—副程序面距離＝30.000mm

工作臺—下模具間距離＝20.000mm在圖6-13中，若以A—B為主程序面，E—F為副程序面，則相關(guān)參數(shù)值為：

工作臺—上模具距離＝50.000mm

工作臺—主程序面距離＝25.000mm

工作臺—副程序面距離＝0.000mm

工作臺—下模具間距離＝20.000mm

2.?ISO代碼編程

不同公司的ISO程序大致相同，但具體格式會有所區(qū)別，下面以北京阿奇公司FW系列快走絲機(jī)床的程序(為便于閱讀，刪除部分代碼)為例說明ISO代碼編程，其加工軌跡如圖6-14所示。

圖6-14加工軌跡示意圖

H000=+00000000H001=+00000100;

H005=+00000000;T84T86G54G90G92X+0Y+0；

/T84為打開噴液指令，T86為送電極絲

C007；

G01X+14000Y+0;G04X0.0+H005;

G41H001;

C001;

G01X+15000Y+0;G04X0.0+H005;

G03X-15000Y+0I-15000J+0;G04X0.0+H005;

X+15000Y+0I+15000J+0;G04X0.0+H005;

G40H000G01X+14000Y+0;

M00;

C007;

G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;

T85T87M02;

/T85為關(guān)閉噴液指令，T87為停止送電極絲

(::TheCuttinglength=109.247778MM);通過理解該程序，可總結(jié)出如下特點：

(1)在本ISO代碼編程中，通過C001等代碼來調(diào)用加工參數(shù)，C001設(shè)定了加工中的各種參數(shù)(如ON、OFF、IP等)。加工參數(shù)的設(shè)置調(diào)用方法因機(jī)床的不同而不同，具體細(xì)節(jié)可參考每種機(jī)床相應(yīng)的操作說明書。

(2)?G40、G41、G42分別為取消刀補、左刀補(即向著電極絲行進(jìn)方向，電極絲左側(cè)偏移)、右刀補(即向著電極絲行進(jìn)方向，電極絲右側(cè)偏移)。

電極絲加補償及取消補償都只能在直線上進(jìn)行，在圓弧上加補償或取消刀補都會出錯，如：

G40G02X20.Y0I10.J0;(錯誤程序)

很多線切割的ISO程序可以直接改變電極絲補償值大小(如圖6-15所示)、補償方向(如圖6-16所示)，而不需通過G40轉(zhuǎn)換。圖6-15電極絲補償示意圖圖6-16電極絲補償示意圖例6.6

下面的程序是電極絲補償值變更實例，其軌跡示意圖如圖6-15所示。

G54G92X0Y0;

G41H000；

G01X10.；

X20.；

H001G01X30.；

X40.；

H002G01Y-30.；

H003G01X.；

G40G01Y0.；

M02；例6.7

下面的程序是電極絲補償方向變更實例，其軌跡示意圖如圖6-16所示。

G90G92X0Y0;

G41H000;

G01X10;

G01X20;

G42H000;

G01X40;例6.8

請認(rèn)真閱讀下面的ISO程序，并回答問題。

H000=+00000000H001=+00000100;

H005=+00000000;T84T86G54G90G92X+0Y+0;

C007;

G01X+4000Y+0;G04X0.0+H005;

G41H000;

C001;

G41H000;

G01X+5000Y+0;G04X0.0+H005;

G41H001;

G03X-5000Y+0I-5000J+0;G04X0.0+H005;

X+5000Y+0I+5000J+0;G04X0.0+H005;

G40H000G01X+4000Y+0;

M00;

/①

C007;

G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;

T85T87;

M00;

/②

M05G00X+20000;

M05G00Y+0;

M00; /③

H000=+00000000H001=+00000100;

H005=+00000000;T84T86G54G90G92X+20000Y+0;

C007;

G01X+16000Y+0;G04X0.0+H005;

G41H000;

C001;

G41H000;

G01X+15000Y+0;G04X0.0+H005;

G41H001;

G02X-15000Y+0I-15000J+0;G04X0.0+H005;

X+15000Y+0I+15000J+0;G04X0.0+H005;

G40H000G01X+16000Y+0;

M00;

C007;

G01X+20000Y+0;G04X0.0+H005;

T85T87M02;

(::TheCuttinglength=135.663704MM);

(1)請畫出加工出的零件圖，并標(biāo)明相應(yīng)尺寸。

(2)請在零件圖上畫出穿絲孔的位置，并注明加工中的補償量。

(3)上面程序中①、②、③的含義是什么？

(1)零件圖形如圖6-17所示，這是用線切割跳步加工同心圓的實例。圖6-17跳步加工零件圖解

(2)由H001=+00000100可知，補償量為0.1mm。

(3)?①的含義為：暫停，直徑為10mm的孔里的廢料可能掉下，提示拿走。

②的含義為：暫停，直徑為10mm的孔已經(jīng)加工完，提示解開電極絲，準(zhǔn)備將機(jī)床移到另一個穿絲孔。

③的含義為：暫停，準(zhǔn)備在當(dāng)前的穿絲孔位置穿絲。6.2線切割加工準(zhǔn)備工作

6.2.1電極絲穿絲

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(如圖6-18、圖6-19、圖6-20所示)。圖6-18上絲示意圖圖6-19儲絲筒操作面板圖6-20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絲筒上。

2.穿絲操作

(1)拉動電極絲頭，按照操作說明書說明依次繞接各導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊至儲絲筒(如圖6-20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，首先要保證儲絲筒上的電極絲與輔助導(dǎo)輪、張緊導(dǎo)輪、主導(dǎo)輪在同一個平面上，否則在運絲過程中，儲絲筒上的電極絲會重疊，從而導(dǎo)致斷絲。

(3)穿絲中要注意控制左右行程擋桿，使儲絲筒左右往返換向時，儲絲筒左右二端留有3～5mm的余量。6.2.2電極絲垂直找正

1．利用找正塊進(jìn)行火花法找正

找正塊是一個六方體或類似六方體(如圖6-21(a)所示)。在校正電極絲垂直度時，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；然后將找正塊放在工作臺上，在弱加工條件下，將電極絲沿X方向緩緩移向找正塊。。當(dāng)電極絲快碰到找正塊時，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6-21(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6-21(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6-21(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。圖6-21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，需要注意以下幾點：

(1)找正塊使用一次后，其表面會留下細(xì)小的放電痕跡。下次找正時，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。

(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，電極絲要運轉(zhuǎn)，以免電極絲斷絲。

2．用校正器進(jìn)行校正

校正器是一個觸點與指示燈構(gòu)成的光電校正裝置，電極絲與觸點接觸時指示燈亮。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6-22、圖6-23所示)。圖6-22垂直度校正器圖6-23DF55-J50A型垂直度校正器在使用校正器校正電極絲的垂直度時，要注意以下幾點：

(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。6.2.3工件的裝夾

線切割加工屬于較精密加工，工件的裝夾對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。

線切割加工的工件在裝夾過程中需要注意如下幾點：

(1)確認(rèn)工件的設(shè)計基準(zhǔn)或加工基準(zhǔn)面，盡可能使設(shè)計或加工的基準(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)過熱處理的工件，在穿絲孔內(nèi)及擴(kuò)孔的臺階處，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過分靠近或誤切割機(jī)床工作臺。

(5)工件的夾緊力大小要適中、均勻，不得使工件變形或翹起。

線切割的裝夾方法較簡單，常見的裝夾方式如圖6-24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6-25所示為北京阿奇公司生產(chǎn)的專用夾具及裝夾示意圖，圖6-26所示為3R專用夾具。圖6-24常見的裝夾方式圖6-25阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖(1)圖6-25阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖(2)圖6-263R專用夾具6.2.4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。具體找正方法請參考例6.4。6.3線切割加工工藝

6.3.1線切割穿絲孔

1．穿絲孔的作用

在線切割加工中，穿絲孔的主要作用有：

(1)對于切割凹?；驇Э椎墓ぜ?，必須先有一個孔用來將電極絲穿進(jìn)去，然后才能進(jìn)行加工。

(2)減小凹模或工件在線切割加工中的變形。由于在線切割中工件坯料的內(nèi)應(yīng)力會失去平衡而產(chǎn)生變形，影響加工精度，嚴(yán)重時切縫甚至?xí)A住、拉斷電極絲。綜合考慮內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的變形等因素，可以看出，圖6-27中的圖(c)最好。在圖(d)中，零件與坯料工件的主要連接部位被過早地割離，余下的材料被夾持部分少，工件剛性大大降低，容易產(chǎn)生變形，從而影響加工精度。圖6-27切割凸模時穿絲孔位置及切割方向比較圖

2．穿絲孔的注意事項

1)穿絲孔的加工

穿絲孔的加工方法取決于現(xiàn)場的設(shè)備。在生產(chǎn)中穿絲孔常常用鉆頭直接鉆出來，對于材料硬度較高或工件較厚的工件，則需要采用高速電火花加工等方法來打孔。

2)穿絲孔位置和直徑的選擇

穿絲孔的位置與加工零件輪廓的最小距離和工件的厚度有關(guān)，工件越厚，則最小距離越大，一般不小于3mm。在實際中穿絲孔有可能打歪(如圖6-28(a)所示)，若穿絲孔與欲加工零件圖形的最小距離過小，則可能導(dǎo)致工件報廢；若穿絲孔與欲加工零件圖形的位置過大(如圖6-28(b)所示)，則會增加切割行程。圖6-28中，虛線為加工軌跡，圓形小孔為穿

絲孔。圖6-28穿絲孔的大小與位置穿絲孔的直徑不宜過小或過大，否則加工較困難。若由于零件軌跡等方面的原因?qū)е麓┙z孔的直徑必須很小，則在打穿絲孔時要小心，盡量避免打歪或盡可能減少穿絲孔的深度。如圖6-29所示，圖(a)直接用打孔機(jī)打孔，操作較困難；圖(b)是在不影響使用的情況下，考慮將底部先銑削出一個較大的底孔來減小穿絲孔的深度，從而降低打孔的難度。這種方法在加工塑料模的頂桿孔等零件時常常應(yīng)用。圖6-29穿絲孔高度6.3.2多次切割加工

線切割多次切割加工首先采用較大的電流和補償量進(jìn)行粗加工，然后逐步用小電流和小補償量一步一步精修，從而得到較好的加工精度和光滑的加工表面。目前，慢走絲線切割加工普遍采用了多次切割加工工藝，快走絲多次切割加工技術(shù)也正在探討之中。下面以SodickMARK21型機(jī)床的慢走絲程序來說明多次切割的特點。

C001WS00WT00;

G01Y4500;

C001WS00WT00;

G42H001;

M98P0010;

T85;/關(guān)閉高壓噴流

C002WSWT00;

G41H002;

M98P0030;

C003WS00WT00;

G42H003;

M98P0020;

C004WS00WT00;

G41H004;

M98P0030;

C005WS00WT00;

G42H005;

M98P0020;

C901WS00WT00;

G41H006;

M98P0030;

C911WS00WT00;

G42H007;

M98P0020;

C921WS00WT00;

G41H008;

M98P0030;

M02;

;

N0010(SUBPRO1/G42)

G01Y5000;

G02X0Y5000J-5000;

M00;/圓孔中的廢料完全脫離工件本體，提示操作者查看廢料是否掉在噴嘴上或是否與鉬

M00;絲接觸，以便及時處理，避免斷絲；若處于無人加工狀態(tài)，則應(yīng)刪掉

G40G01Y4500;

M99;

N0020(SUBPRO2/G42)

G01Y5000;

G02Y5000J-5000;

G40G01Y4500;

M99;

N0030(SUBPRO2/G41)

G01Y5000;

G03X0Y5000J-5000;

G40G01Y4500;

M99;上面的ISO程序切割的零件形狀是一直徑為10mm的圓孔(如圖6-30、圖6-31所示)，其特點為：

(1)首先采用較強的加工條件C001(電流較大、脈寬較長)來進(jìn)行第一次切割，補償量大，然后一次采用較弱的加工條件逐步進(jìn)行精加工，電極絲的補償量依次逐漸減小。

(2)相鄰兩次的切割方向相反，所以電極絲的補償方向相反。如第一次切割時電極絲的補償方向為右補償G42，第二次切割時電極絲的補償方向為左補償G41。

(3)在多次切割時，為了改變加工條件和補償值，需要離開軌跡一段距離，這段距離稱為脫離長度。如圖6-29、圖6-30所示，穿絲孔為O點，軌跡上的B點為起割點，AB的距離為脫離長度。脫離長度一般較短，目的是為了減少空行程。

(4)本程序采用了八次切割。具體切割的次數(shù)根據(jù)機(jī)床、加工要求等來確定。圖6-30第一次切割

圖6-31第二次切割上面切割的是凹模(或孔狀零件)，若用同樣的方法來切割凸模(或柱狀零件)(如圖6-32(a)所示)，則在第一次切割完成時，凸模(或柱狀零件)就與工件毛坯本體分離，第二次切割將切割不到凸模(或柱狀零件)。所以在切割凸模(或柱狀零件)時，大多采用圖6-32(b)所示的方法。圖6-32凸模多次切割如圖6-32(b)所示，第一次切割的路徑為O—O1—O2—A—B—C—D—E—F，第二次切割的路徑為F—E—D—C—B—A—O2—O1，第三次切割的路徑為O1—O2—A—B—C—D—E—F。這樣，當(dāng)O2—A—B—C—D—E部分加工好，

O2E段作為支撐段尚未與工件毛坯分離。O2E段的長度一般為AD段的1/3左右，太短了則支撐力可能不夠。在實際中可采用的處理最后支撐段的工藝方法很多，下面介紹常見的

幾種。

(1)首先沿O1F切斷支撐段，在凸模(或柱狀零件)上留下一凸臺，然后再在磨床上磨去該凸臺。這種方法應(yīng)用較多，但對于圓柱等曲邊形零件則不適用。

(2)在以前的切縫中塞入銅絲、銅片等導(dǎo)電材料，再對O2E邊多次切割。

(3)用一狹長鐵條架在切縫上面，并將鐵條用金屬膠接在工件和坯料上，再對O2E邊多次切割。6.3.3線切割加工實例

例6.9現(xiàn)有高速鋼車刀條(如圖6-33所示)，現(xiàn)欲用線切割加工成圖6-34所示的切斷車刀，請說明加工過程。圖6-33高速鋼車刀條

圖6-34切斷車刀

1．加工準(zhǔn)備

1)工藝分析

(1)加工輪廓位置確定：根據(jù)圖6-33、圖6-34，分析確定線切割加工輪廓OABCDEAO在毛坯上的位置如圖6-35所示。其中，畫圖時各點參考坐標(biāo)為C(0，0)、D(0，50)、

E(20，50)、B(20，0)、A(20，38)、O(19，38)。

(2)裝夾方法確定：本例采用懸臂支撐裝夾的方式來

裝夾。

(3)穿絲孔位置確定：如圖6-35所示，O為穿絲孔，A

為起割點。實際上，OA段為空走刀，因此OA值可取0.5～

1mm，現(xiàn)取1mm。

2)工件準(zhǔn)備

本例精度要求不高，裝夾時用角尺放在工作臺橫梁邊簡單校正工件即可，也可以用電極絲沿著工件邊沿AB方向移動(如圖6-36所示)，觀察電極絲與工件的縫隙大小的變化。將電極絲反復(fù)移動，根據(jù)觀察結(jié)果敲擊工件，使電極絲在A處和B處時與工件的縫隙大致相等。圖6-35切割軌跡示意圖圖6-36電極絲移動校正工件

3)程序編制

(1)繪圖：如圖6-35所示，按C、B、E、D點的坐標(biāo)畫出矩形CBED。

(2)編程：輸入穿絲孔坐標(biāo)(19，38)，輸入或者選擇起割點A。為了節(jié)約加工時間，應(yīng)選擇順時針加工方向，即OABC。

(3)按照機(jī)床說明在指導(dǎo)教師的幫助下生產(chǎn)數(shù)控程序，具體如下：

H000=+00000000H001=+00000100;

H005=+00000000;

T84T86G54G90G92X+19000Y+38000;

C001;

G42H000;

G01X+20000Y+38000;G04X0.0+H005;

G42H001;

X+20000Y+0;G04X0.0+H005;

X+0Y+0;G04X0.0+H005;

X+0Y+50000;G04X0.0+H005;

X+20000Y+50000;G04X0.0+H005;

X+20000Y+38000;G04X0.0+H005;

G40H000G01X+19000Y+38000;

M00;

C007;

G01X+20000Y+38000;G04X0.0+H005;

T85T87M02;

4)電極絲準(zhǔn)備

(1)電極絲校正：按照電極絲的校正方向，用校正塊法校正電極絲。

(2)電極絲的定位：如圖6-37所示，用手控盒或操作面板等方法將電極絲(假設(shè)電極絲的半徑為0.09mm)移到工件邊的左邊NP，在圖6-37中的①位置執(zhí)行指令G80X-;G92X0；然后用手控盒將電極絲移到②位置執(zhí)行指令：

G80Y-;G92Y0，這樣就建立了一個工件坐標(biāo)系01，如

圖6-38所示的右上角放大圖，對照圖6-35穿絲孔O點相對于N點的位置，得到圖6-38中穿絲孔O點的坐標(biāo)為(－6.09，2.91)；最后執(zhí)行指令M05G00X-6.09Y2.91，電極絲移到穿

絲孔O點。

定位分析：

①圖6-35、圖6-38實際上有兩個坐標(biāo)。在圖6-35中，坐標(biāo)原點在C點；在圖6-38中，坐標(biāo)原點在O1點。通過圖6-35讀者可知：穿絲孔O點與工件右上角N點的相對位置

(Δx?=?6，Δy?=?3)。因此在工件坐標(biāo)系O1下，穿絲孔O點的坐標(biāo)為(－6.09，2.91)。②在線切割中畫圖與電極絲定位時，通常用到兩個坐標(biāo)系。畫圖的坐標(biāo)系是工件加工時用到的坐標(biāo)系；電極絲定位的工件坐標(biāo)系僅僅用于定位，使電極絲準(zhǔn)確定位于穿絲孔。讀者可以仔細(xì)理解線切割程序，在程序的開頭部分有語句G92X__Y__。對本實例則是G92X19.Y38。這樣程序首先將工件坐標(biāo)系的原點設(shè)定為畫圖時的坐標(biāo)原點，畫圖時的坐標(biāo)系就成為工件加工時的工件坐標(biāo)系。圖6-37電極絲定位示意圖

圖6-38工件右上角放大圖

2．加工

啟動機(jī)床加工。加工前應(yīng)注意安全，加工后應(yīng)注意打掃衛(wèi)生并保養(yǎng)機(jī)床。取下工件，測量相關(guān)尺寸，并與理論值相比較。若尺寸相差較大，請分析原因。

1．增加超切程序和回退程序

電極絲是個柔性體，加工時受放電壓力、工作介質(zhì)壓力等的作用，會造成加工區(qū)間的電極絲向后撓曲，滯后于上、下導(dǎo)絲口一段距離(如圖6-39(b)所示)，這樣就會形成塌角(如圖6-39(d)所示)，影響加工精度。為此可增加一段超切程序，如圖6-39(c)中的A→A′段，使電極絲最大滯后點達(dá)到程序節(jié)點A，然后輔加A′點的回退程序A′→A，接著再執(zhí)行原程序，便可割出清角。圖6-39工作中電極絲的撓曲

2．減小線切割加工中的變形的手段

1)采用預(yù)加工工藝

當(dāng)線切割加工工件時，工件材料被大量去除，工件內(nèi)部參與的應(yīng)力場重新分布引發(fā)變形。去除的材料越多，工件變形越大；去除的材料越少，越有利于減少工件的變形。因此，如果在線切割加工之前，盡可能預(yù)先去除大部分的加工余量，使工件材料的內(nèi)應(yīng)力先釋放出來，將大部分的殘留變形量留在粗加工階段，然后再進(jìn)行線切割加工。由于切割余量較小，變形量自然就減少了，因此，為

減小變形，可對凸、凹模等零件進(jìn)行預(yù)加工。如圖6-40(a)

所示，對于形狀簡單或厚度較小的凸模，從坯料外部向凸模輪廓均勻地開放射狀的預(yù)加工槽，便于應(yīng)力對稱均勻分散地釋放，各槽底部與凸模輪廓線的距離應(yīng)小而均勻，通常留

0.5～2mm。對于形狀復(fù)雜或較厚的凸模，如圖6-40(b)所示，采用線切割粗加工進(jìn)行預(yù)加工，留出工件的夾持余量，并在夾持余量部位開槽以防該部位殘留變形。圖6-41為凹模的預(yù)加工，先去除大部分型孔材料，然后精切成形。若用預(yù)銑或電火

花成形法預(yù)加工，可留2～3mm的余量。若用線切割粗加工法進(jìn)行預(yù)加工，國產(chǎn)快速走絲線切割機(jī)床可留0.5～1mm的余量。圖6-40凸模的預(yù)加工圖6-41凹模的預(yù)加工

2)合理確定穿絲孔位置

許多模具制造者在切割凸模類外形工件時，常常直接從材料的側(cè)面切入，在切入處產(chǎn)生缺口，殘余應(yīng)力從切口處向外釋放，易使凸模變形。為避免變形，在淬火前先在模坯上打出穿絲孔，孔徑為3～10mm，待淬火后從模坯內(nèi)部對凸模進(jìn)行封閉切割(如圖6-42(a)所示)。穿絲孔的位置宜選在加工圖形的拐角附近(如圖6-42(a)所示)，以簡化編程運算，縮短切入時的切割行程。切割凹模時，對于小型工件，如圖6-42(b))所示零件，穿絲孔宜選在工件待切割型孔的中心；對于大型工件，穿絲孔可選在靠近切割圖樣的邊角處或已知坐標(biāo)尺寸的交點上，以簡化運算過程。

3)多穿絲孔加工

采用線切割加工一些特殊形狀的工件時，如果只采用一個穿絲孔加工，殘留應(yīng)力會沿切割方向向外釋放，造成工件變形，如圖6-43(a)所示。若采用多穿絲孔加工，則可解決變形問題，如圖6-43(b)所示，在凸模上對稱地開四個穿絲孔，當(dāng)切割到每個孔附近時暫停加工，然后轉(zhuǎn)入下一個穿絲孔開始加工，最后用手工方式將連接點分開。連接點應(yīng)選擇在非使用端，加工沖模的連接點應(yīng)設(shè)置在非刃口端。圖6-42線切割穿絲孔的位置圖6-43多個穿絲孔加工

4)恰當(dāng)安排切割圖形

線切割加工用的坯料在熱處理時表面冷卻快，內(nèi)部冷卻慢，形成熱處理后坯料金相組織不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而且越靠近邊角處，應(yīng)力變化越大。所以，線切割的圖形應(yīng)盡量避開坯料邊角處，一般讓出8～10mm。對于凸模還應(yīng)留出足夠的夾持余量。

5)正確選擇切割路線

切割路線應(yīng)有利于保證工件在切割過程中的剛度和避開應(yīng)力變形影響，具體如圖6-27所示。

6)采用二次切割法

對經(jīng)熱處理再進(jìn)行磨削加工的零件進(jìn)行線切割時，最

好采用二次切割法(如圖6-44所示)。一般線切割加工的工件變形量在0.03mm左右，因此第一次切割時單邊留0.12～

0.2mm的余量。切割完成后毛坯內(nèi)部應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞后，又達(dá)到新的平衡，然后進(jìn)行第二次精加工，則能加工出精密度較高的工件。圖6-44二次切割法6.3.5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

若在剛開始加工階段就斷絲，則可能的原因有：

(1)加工電流過大。

(2)鉬絲抖動厲害。

(3)工件表面有毛刺或氧化皮。

若在加工中間階段斷絲，則可能的原因有：

(1)電參數(shù)不當(dāng)，電流過大。

(2)進(jìn)給調(diào)節(jié)不當(dāng)，開路短路頻繁。

(3)工作液太臟。

(4)導(dǎo)電塊未與鉬絲接觸或被拉出凹痕。

(5)切割厚件時，脈沖過小。

(6)絲筒轉(zhuǎn)速太慢。若在加工最后階段出現(xiàn)斷絲，則可能的原因有：

(1)工件材料變形，夾斷鉬絲。

(2)工件跌落，撞落鉬絲。

在快走絲線切割加工中，要正確分析斷絲原因，采取合理的解決辦法。在實際中往往采用如下方法：

(1)減少電極絲(鉬絲)運動的換向次數(shù)，盡量消除鉬絲抖動現(xiàn)象。根據(jù)線切割加工的特點，鉬絲在高速切割運動中需要不斷換向，在換向的瞬間會造成鉬絲松緊不一致，即鉬絲各段的張力不均，使加工過程不穩(wěn)定。所以在上絲的時候，電極絲應(yīng)盡可能上滿儲絲筒。

(2)鉬絲導(dǎo)輪的制造和安裝精度直接影響鉬絲的工作壽命。在安裝和加工中應(yīng)盡量減小導(dǎo)輪的跳動和擺動，以減小鉬絲在加工中的振動，提高加工過程的穩(wěn)定性。

(3)選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣?。在加工過程中，如切削速度(工件的進(jìn)給速度)過大，被腐蝕的金屬微粒不能及時排出，會使鉬絲經(jīng)常處于短路狀態(tài)，造成加工過程的不穩(wěn)定。

(4)保持電源電壓的穩(wěn)定和冷卻液的清潔。電源電壓不穩(wěn)定會使鉬絲與工件兩端的電壓不穩(wěn)定，從而造成擊穿放電過程的不穩(wěn)定。冷卻液如不定期更換會使其中的金屬微粒成分比例變大，逐漸改變冷卻液的性質(zhì)而失去作用，引起斷絲。如果冷卻液在循環(huán)流動中沒有泡沫或泡沫很少、顏色發(fā)黑、有臭味，則要及時更換冷卻液。

2．慢走絲機(jī)床加工中斷絲的主要原因

慢走絲機(jī)床加工中出現(xiàn)斷絲的主要原因有：

(1)電參數(shù)選擇不當(dāng)。

(2)導(dǎo)電塊過臟。

(3)電極絲速度過低。

(4)張力過大。

(5)工件表面有氧化皮。慢走絲加工中為了防止斷絲，主要采取以下方法：

(1)及時檢查導(dǎo)電塊的磨損情況及清潔程度。慢走絲線切割機(jī)的導(dǎo)電塊一般加工了60～120h后就必須清洗一次。如果加工過程中在導(dǎo)電塊位置出現(xiàn)斷絲，就必須檢查導(dǎo)電塊，把導(dǎo)電塊卸下來用清洗液清洗掉上面粘著的臟物，磨損嚴(yán)重的要更換位置或更新導(dǎo)電塊。

(2)有效的沖水(油)條件。放電過程中產(chǎn)生的加工屑也是造成斷絲的因素之一。加工屑若粘附在電極絲上，則會在粘附的部位產(chǎn)生脈沖能量集中釋放，導(dǎo)致電極絲絲產(chǎn)生裂紋，發(fā)生斷裂。因此加工過程中必須沖走這些微粒。所以在慢走絲線切割加工中，粗加工的噴水(油)壓力要大，在精加工階段的噴水(油)壓力要小。

(3)良好的工作液處理系統(tǒng)。慢速走絲切割機(jī)放電加工時，工作液的電阻率必須在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。絕緣性能太低，將產(chǎn)生電解而