電火花線切割編程、加工工藝及實例.ppt

1、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 線切割加工準備工作 6.3 線切割加工工藝 習題,6.1 電火花線切割編程,前面講過線切割加工的具體特點及其線切割加工的工藝規(guī)律，在具體加工中一般按圖6-1所示步驟進行。,圖6-1 線切割加工的步驟,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，快走絲機床大部

2、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。,表6-1 3B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系，x，y表示直線終點的坐標絕對值，單位為m。 (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的絕對值

3、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，建立直角坐標系，取該直線終點坐標絕對值大的坐標軸為計數(shù)方向。具體確定方法為：若終點坐標為(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，則G=Gy (如圖6-3(b)所示)；若y=x，則在一

4、、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)。,圖6-3 G的確定,3) J的確定 J為計數(shù)長度，以m為單位。以前編程應寫滿六位數(shù)，不足六位前面補零，現(xiàn)在的機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。 4) Z的確定 加工指令Z按照直線走向和終點的坐標不同可分為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

5、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6-4 Z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。,表6-2 3B代碼,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系，x，y表示圓弧起點坐標的絕對值，單位為m。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系，取終點坐標絕對值小的軸為計數(shù)方向。具體確

6、定方法為：若圓弧終點坐標為(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，則G=Gx (如圖6-5(b)所示)；若y=x，則Gx、Gy均可。 由上可見，圓弧計數(shù)方向由圓弧終點的坐標絕對值大小決定，其確定方法與直線剛好相反，即取與圓弧終點處走向較平行的軸作為計數(shù)方向，具體可參見圖6-5(c)。,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

7、照第一步進入的象限可分為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6-6 Z的確定,例6.1 請寫出圖6-7所示軌跡的3B程序。,圖6-7 編程圖形,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： B30000 B40000 B130000 GY NR1 對圖6-7(b)，起點為B，終點為A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=1

8、70000 故其3B程序為： 40000 B30000 B170000 GX SR4,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0.18 mm，單邊放電間隙為0.01 mm，圖中A點為穿絲孔，加工方向沿ABCDEFGHA進行。,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EF圓弧的編程，圓弧EF(如圖6-8(a)所示)與圓弧EF(如圖6-8(b)所示)有較多

9、不同點，它們的特點比較如表6-3所示。,表6-3 圓弧EF和EF特點比較表,(2) 計算并編制圓弧EF的3B代碼。在圖6-8(b)中，最難編制的是圓弧EF，其具體計算過程如下： 以圓弧EF的圓心為坐標原點，建立直角坐標系，則E點的坐標為： = 0.1mm = 。 根據(jù)對稱原理可得F的坐標為(-19.900，0.1)。 根據(jù)上述計算可知圓弧EF的終點坐標的Y的絕對值小，所以計數(shù)方向為Y。 圓弧EF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0.1 mm、19.9 mm、19.9 mm、0.1 mm，故J=40000。,圓弧EF首先在第一象限順時針切割，故加工指令為SR1。 由上可知

10、，圓弧EF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。,表6-4 切割軌跡3B程序,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0.18 mm，單邊放電間隙為0.01 mm，圖中O為穿絲孔擬采用的加工路線OEDCBAEO。,圖6-9 加工零件圖,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0.18 mm，單邊放電間隙為0.01 mm，圖中O為穿絲孔擬采用的加工路線OEDCBAEO。 解 經(jīng)過分析，得到具體程序，如表6-5所示。,表6-5 切割軌跡3B程序,6.1.2 線切割ISO代碼程序編制

11、 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。,表6-6 常用的線切割加工指令,表6-6 常用的線切割加工指令,對于以上代碼，部分與數(shù)控銑床、車床的代碼相同，下面通過實例來學習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30 mm的圓孔，現(xiàn)由于某種需要欲將該孔擴大到35 mm。已知AB、BC邊為設計、加工基準，電極絲直徑為0.18 mm，請寫出相應操作過程及加工程序。,圖6-10 零件加工示意圖,解 上面任務主要分兩部分完

12、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床工作臺上，利用千分表找正，盡可能使零件的設計基準AB、AC基面分別與機床工作臺的進給方向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邊應與工作臺的Y軸完全平行，而實際很難做到)。 (3) 用MDI

13、方式執(zhí)行指令： G80 X+； G92 X0； M05 G00 X-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坐標相近。,(5) 用MDI方式執(zhí)行指令： G80 Y+； G92 Y0； T90； /僅適用慢走絲，目的是自動剪絲；對快走絲機床，則需手動解開電極絲 G00 X40.09 Y28.09； (6) 為保證定位準確，往往需要確認。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G55 G92 X0 Y0；然后再在G54坐標系(G54 坐標系為機床默認的工作坐標系)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

14、G55坐標系下的坐標值。,若G55坐標系的坐標值與(0，0)相近或剛好是(0，0)，則說明找正較準確，否則需要重新找正，直到最后兩次中心孔在G55坐標系中的坐標相近或相同時為止。 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床工作臺上。 (2) 將電極絲穿入圓孔中。 (3) 按下自動找中心按鈕找中心，記下該位置坐標值。 (4) 再次按下自動找中心按鈕找中心，對比當前的坐標和上一步驟得到的坐標值；若數(shù)字重合或相差很小，則認為找中心成功。,(5) 若機床在找到中心后自動將坐標值清零，則需要同第一種方

15、法一樣進行如下操作：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G55 G92 X0 Y0；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坐標系下的坐標值。若G55坐標系的坐標值與(0，0)相近或剛好是(0，0)，則說明找正較準確，否則需要重新找正，直到最后兩次找正的位置在G55坐標系中的坐標值相近或相同時為止。,兩種方法的比較： 利用自動找中心按鈕操作簡便，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。而利用設計基準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

16、種復雜孔形零件內(nèi)的任意位置。所以，雖然該方法較復雜，但在用線切割修補塑料模具中仍得到了廣泛的應用。 綜上所述，線切割定位有兩種方法，這兩種方法各有優(yōu)劣，但其中關鍵一點是要采用有效的手段進行確認。一般來說，線切割的找正要重復幾次，至少保證最后兩次找正位置的坐標值相同或相近。通過靈活采用上述方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電極絲定位精度在0.005 mm以內(nèi)，從而有效地保證線切割加工的定位精度。,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。 G92 X-5000 Y0； G52 A2.5 G90 G01 X

17、0； G01 Y4700； G02 X300 Y5000 I300； G01 X9700； G02 X10000 Y4700 J-300；,G01 Y-4700； G02 X9700 Y5000 I-300； G01 X300； G02 X0 Y-4700 J300； G01 Y0； G50 G01 X-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)、

18、電極絲右傾斜(G52)只能在直線上進行，不能在圓弧上進行。 (4) 為了實現(xiàn)錐度加工，必須在加工前設置相關參數(shù)，不同的機床需要設置的參數(shù)不同，如對沙迪克某機床需要設置以下四個參數(shù)(如圖6-13所示)：,圖6-13 錐度加工參數(shù),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)； 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

19、，若以AB為主程序面，CD為副程序面，則相關參數(shù)值為： 工作臺上模具距離50.000 mm,工作臺主程序面距離25.000 mm 工作臺副程序面距離30.000 mm 工作臺下模具間距離20.000 mm 在圖6-13中，若以AB為主程序面，EF為副程序面，則相關參數(shù)值為： 工作臺上模具距離50.000 mm 工作臺主程序面距離25.000 mm 工作臺副程序面距離0.000 mm 工作臺下模具間距離20.000 mm,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

20、跡如圖6-14所示。,圖6-14 加工軌跡示意圖,H000=+00000000 H001=+00000100; H005=+00000000;T84 T86 G54 G90 G92X+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;

21、 G01X+0Y+0;G04X0.0+H005; T85 T87 M02; /T85為關閉噴液指令，T87為停止送電極絲 (: The Cutting length= 109.247778 MM );,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設定了加工中的各種參數(shù)(如ON、OFF、IP等)。加工參數(shù)的設置調(diào)用方法因機床的不同而不同，具體細節(jié)可參考每種機床相應的操作說明書。 采用ISO代碼編程的線切割機床的數(shù)控系統(tǒng)有龐大的數(shù)據(jù)庫，在其數(shù)據(jù)庫中存放了大量常用的加工參數(shù)。 (2) G40、G41、G42 分別為取消刀補、左刀補(即向

22、著電極絲行進方向，電極絲左側(cè)偏移)、右刀補(即向著電極絲行進方向，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行，在圓弧上加補償或取消刀補都會出錯，如： G40 G02 X20. Y0 I10. 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。,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。,圖6-15 電極絲補償示意圖,G54 G92 X0 Y0; G41 H000； G01 X10.； X20.； H001 G01 X30.； X40.； H002 G

23、01 Y-30.； H003 G01 X.； G40 G01 Y0.； 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。 G90 G92 X0 Y0; G41 H000; G01 X10; G01 X20; G42 H000; G01 X40;,圖6-16 電極絲補償示意圖,例6.8 請認真閱讀下面的ISO程序，并回答問題。 H000=+00000000 H001=+00000100; H005=+00000000;T84 T86 G54 G90 G92X+0Y+0; C007; G01X+4000Y+0;G04X0.0+H005; G41H000; C0

24、01; 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;/ C007; G01X+0Y+0;G04X0.0+H005; T85 T87; M00;/,M05G00X+20000; M05G00Y+0; M00;/ H000=+00000000 H001=+00000100; H005=+00000000; T84 T86 G54 G90 G92X+20000Y+0;

25、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; T85 T87 M02; (: The Cutting length= 135.663704 MM );,(1) 請畫出加工出的零件圖，并標明

26、相應尺寸。 (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、的含義是什么？ 解 (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。 (2) 由H001=+00000100可知，補償量為0.1 mm。 (3) 的含義為：暫停，直徑為10 mm的孔里的廢料可能掉下，提示拿走。 的含義為：暫停，直徑為10 mm的孔已經(jīng)加工完，提示解開電極絲，準備將機床移到另一個穿絲孔。 的含義為：暫停，準備在當前的穿絲孔位置穿絲。,圖6-17 跳步加工零件圖,6.2 線切割加工準備工作,6.2.1 電極絲穿絲 慢走絲線切割機床的穿絲較簡單，本書以快走絲線切割機床為

27、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床儲絲筒上的過程。不同的機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，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起停開關，并旋轉(zhuǎn)上絲電機電壓調(diào)節(jié)按鈕以調(diào)節(jié)上絲電機的反向力矩(目的是保證上絲過程中電極絲有均勻的張力，

28、避免電極絲打折)。 (3) 按照機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輪、導電塊至儲絲筒(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輪、張緊導輪、主導輪在同一個平面上，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35 mm的余量。,6.2.2 電極絲垂直找正 在進行精密零件加工或切割錐度等情況下需要重新校正電極絲對工作臺平面的垂直度。電

29、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

30、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

31、電極絲垂直度之前，電極絲應張緊，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)。 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，指示燈同時亮，則說明電極絲垂直度良好，否則需要校正。,圖6-22 垂直度校正器,圖6-23 DF55-J50A型垂直度校正器,在使用校正器校

32、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) 電極絲應張緊，電極絲的表面應干凈。 (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，需要認真、仔細地裝夾工件。,線切割加工的工件在裝夾過程中需要注意如下幾點： (1) 確認工件的設計基準或加工基準面，盡可能使設計或加工的基準面與X、Y軸平行。 (2) 工件的基準面應清潔、無毛刺。經(jīng)過熱處理的工件，在穿絲孔內(nèi)及擴孔的臺階處，要清理熱處理殘物及氧化皮。 (3) 工件裝夾的

33、位置應有利于工件找正，并應與機床行程相適應。 (4) 工件的裝夾應確保加工中電極絲不會過分靠近或誤切割機床工作臺。 (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,圖6-25 阿奇公司專用夾具及裝夾示意圖,圖6-26 3R專用夾具,6.2.4 工件的找正 工件的找正精度關系到線切割加工零件的位置精度。在實際生產(chǎn)中，根據(jù)

34、加工零件的重要性，往往采用按劃線找正、按基準孔或已成型孔找正、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去，然后才能進行加工。,(2) 減小凹?；蚬ぜ诰€切割加工中的變形。由于在線切割中工件坯料的內(nèi)應力會失去平衡而產(chǎn)生變形，影響加工精度，嚴重時切縫甚至會夾住、拉斷電極絲。綜合考慮內(nèi)應力導致的變形等因素，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

35、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，工件越厚，則最小距離越大，一般不小于3 mm。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，則可能導致工件報廢；若穿絲孔與欲加工零件圖形的位置過大(

36、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。,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用。 穿絲孔加工完成后，一定要注意清理里面的毛刺，以避免加工中產(chǎn)生短路而導致加工不能正常進行。,圖6-28 穿絲孔的大小與位置,圖6-29 穿絲孔高

37、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Sodick MARK21型機床的慢走絲程序來說明多次切割的特點。,(ON OFF IP HRP MAO SV V SF C WT WS WC)： C001 = 003 015 2015 112 480 090 8 0020 0 009 000 000 C002 = 002 014 2015 000 490 073 5 4025 0 0

38、00 000 000 C003 = 001 010 1015 000 490 072 3 4030 0 000 000 000 C004 = 000 006 0030 000 110 072 1 4030 0 000 000 000 C005 = 000 005 0007 000 110 071 1 4035 0 000 000 000,C901 = 000 005 0015 000 000 000 8 2060 0 000 000 000 C911 = 000 005 0015 000 000 000 7 2050 0 000 000 000 C921 = 000 005 0015 000

39、000 000 6 0050 0 000 000 000 ； H000 = +000000000 H001 = +000001960 H002 = +000001530;,H003 = +000001430 H004 = +000001370 H005 = +000001340; H006 = +000001330 H007 = +000001305 H008 = +000001285; N000(MAIN PROGRAM)； G90; G54; G92X0Y0Z0; G29 /設置當前點為主參考點 T84; /高壓噴流 C001WS00WT00;,G01Y4500; C001WS00WT00

40、; G42H001; M98P0010; T85; /關閉高壓噴流 C002WSWT00; G41H002; M98P0030; C003WS00WT00;,G42H003; M98P0020; C004WS00WT00; G41H004; M98P0030; C005WS00WT00; G42H005; M98P0020; C901WS00WT00; G41H006;,M98P0030; C911WS00WT00; G42H007; M98P0020; G921WS00WT00; G41H008; M98P0030; M02; ;,N0010(SUB PRO 1/G42) G01Y7500;

41、 G02X0Y7500J-7500; 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)，則應刪掉 G40G01Y4500; M99;,N0020 (SUB PRO 2/G42) G01Y7500; G02Y7500J-7500; G40G01Y4500; M99; N0030(SUB PRO 2/G41) G01 Y7500; G03X0Y7500J-7500; G40G01Y4500; M99;,上面的ISO程序切割的零件形狀是一直徑為10 mm的圓孔(如圖6-30、圖6-31所示)，其特點為：

42、 (1) 首先采用較強的加工條件C001(電流較大、脈寬較長)來進行第一次切割，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)機床、加工要求等來

43、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 OO1O2ABCDEF，第二次切割的路徑為FEDCBAO2O1，第三次切割的路徑為O1O2ABCDEF。這樣，當O2ABCDE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

44、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 提高切割形狀精度的方法 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、下導絲口一段距離(如圖6-

45、33(b)所示)，這樣就會形成塌角(如圖6-33(d)所示)，影響加工精度。為此可增加一段超切程序，如圖6-33(c)中的AA段，使電極絲最大滯后點達到程序節(jié)點A，然后輔加A點的回退程序AA，接著再執(zhí)行原程序，便可割出清角。 除了采用附加一段超切程序外，在實際加工中還可以采用減弱加工條件、降低噴淋壓力或在每段程序加工后適當暫停(即加上G04 指令)等方法來提高拐角精度。,圖6-33 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) 采用預加工工藝 當線切割加工工件時，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

46、的變形。因此，如果在線切割加工之前，盡可能預先去除大部分的加工余量，使工件材料的內(nèi)應力先釋放出來，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、凹模等零件進行預加工。,如圖6-34(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加工槽，便于應力對稱均勻分散地釋放，各槽底部與凸模輪廓線的距離應小而均勻，通常留0.52 mm。對于形狀復雜或較厚的凸模，如圖6-34(b)所示，采用線切割粗加工進行預加工，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6-35為凹模的預加工，先去

47、除大部分型孔材料，然后精切成形。若用預銑或電火花成形法預加工，可留23 mm的余量。若用線切割粗加工法進行預加工，國產(chǎn)快速走絲線切割機床可留0.51 mm的余量。,圖6-34 凸模的預加工,圖6-35 凹模的預加工,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310 mm，待淬火后從模坯內(nèi)部對凸模進行封閉切割(如圖6-36(a)所示)。穿絲孔的位置宜選在加工圖形的拐角附近(如圖6-36(a)所示)，以簡化編程運算，縮短切入時的切割行程。切割凹模

48、時，對于小型工件，如圖6-36(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尺寸的交點上，以簡化運算過程。,圖6-36 線切割穿絲孔的位置,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，殘留應力會沿切割方向向外釋放，造成工件變形，如圖6-37(a)所示。若采用多穿絲孔加工，則可解決變形問題，如圖6-37(b)所示，在凸模上對稱地開四個穿絲孔，當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。連接點應選擇在非使用端，加工沖模的連接點應設置在非刃口端。,圖6-37

49、多個穿絲孔加工,4) 恰當安排切割圖形 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)應力，而且越靠近邊角處，應力變化越大。所以，線切割的圖形應盡量避開坯料邊角處，一般讓出810 mm。對于凸模還應留出足夠的夾持余量。 5) 正確選擇切割路線 切割路線應有利于保證工件在切割過程中的剛度和避開應力變形影響，具體如圖6-27所示。,6) 采用二次切割法 對經(jīng)熱處理再進行磨削加工的零件進行線切割時，最好采用二次切割法(如圖6-38所示)。一般線切割加工的工件變形量在0.03 mm左右，因此第一次切割時單邊留0.120.2 mm的余量。切割完成后毛坯內(nèi)部應力

50、平衡狀態(tài)受到破壞后，又達到新的平衡，然后進行第二次精加工，則能加工出精密度較高的工件。,圖6-38 二次切割法,6.3.4 線切割斷絲原因分析 1快走絲機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，電流過大。 (2) 進給調(diào)節(jié)不當，開路短路頻繁。 (3) 工作液太臟。,(4) 導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

51、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，電極絲應盡可能上滿儲絲筒。 (2) 鉬絲導輪的制造和安裝精度直接影響鉬絲的工作壽命。在安裝和加工中應盡量減小導輪的跳動和擺動，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?shù)那邢魉俣?。在加工過程中，如切削速度(工件的進給速度)過大，被腐蝕

52、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慢走絲機床加工中斷絲的主要原因 慢走絲機床加工中出現(xiàn)斷絲的主要原因有： (1) 電參數(shù)選擇不當。 (2) 導電塊過臟。 (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) 及時檢查導電塊的磨損情況及清潔程度。慢走絲線切割機的導電塊一般加工了60120 h后就必須清洗一次