数控线切割机床基本理论.doc

第三章 数控线切割机床的编程数控线切割机床的控制系统是根据人的“命令”控制加工的。所以必须先将要进行线切割加工的图形用线切割控制系统所能接受的“语言”编制好命令。这种“命令”也就是加工程序。这个“语言”和“命令”所包含的内容有“切割顺序、切割方向、切割尺寸等一系列加工信息”.线切割机床的编程，主要采用以下三种格式编写：3B格式、 ISO格式。目前编程软件主要有YH、CAXA、AUTOP 3.1 3B格式程序一、程序格式：B X B Y B J G Z二、程序意义：其中：B = 分隔符，将X Y J的数值分隔开；X = X轴坐标值，取绝对值，单位 =mY = Y轴坐标值，取绝对值，单位 =mJ = 计数长度， 取绝对值，单位 =mG = 计数方向, 分为GX，GY， Z = 加工指令。共：12种：直线 4种，用字母L表示。圆弧8种，用字母R表示。坐标系的原点设定在线段的起点。3.2 直线的编程：一、 建立直角坐标系：二、格式中每项的意义：1）X、Y是切割直线或斜线的终点相对于起点的相对坐标的绝对值即：X =Xe,Y =Ye2）G = 计数方向：G是线段终点坐标值中Xe和Ye相比较由较大值 来决定，哪个大就G哪个。即：XeYe时，取GX ：XeYe时，取GY。3）J = 计数长度：比较终点坐标Xe Ye的绝对值，哪个大就取哪个，YeXe 则取J =Ye，如图7XeYe，则取J =Xe，如图8图7:GY计数方向图示图8:GX计数方向图示从图中可以看出：对于直线的计数方向G的选择与计数长度J的选择是一致的，它们指的是一个对象的两个方面，都取终点坐标值Ye、Xe中数值较大的一个。图10:与坐标轴重合的直线指令图图9:计数方向图示4） 直线的加工指令Z有4种：L1、L2、L3、L4。第一象限取：L1：即：0 90； 第二象限取：L2：即：90 180； 第三象限取：L3：即：180 270； 第四象限取：L4：即：270 360；三、规定：1.当Xe=Ye时，在45和225方向上取 GY，在135和315方向上取 GX。因为在插补运算加工过程中，最后一步走的是那个坐标，则取该坐标为计数方向。才能保证加工到终点。2加工和坐标轴重合的直线时，正X轴为L1，正Y为L2，负X轴为L3，负Y轴为L4。在编程中Ye或Xe均可作为【0】来处理，在B后面可以不写。如： B 0 B 5000 B 5000 GY L2可简化为； B B B 5000 GY L23X、Y、J的数值最多6位，即999999，都要取绝对值，即不能用负数。坐标系的原点设定在圆弧的圆心。3.3 圆弧的编程：一、 建立直角坐标系：二、 格式中每项的意义：1 .X、Y是圆弧起点坐标值的绝对值，2. 即圆弧起点相对于圆心的坐标值的绝对值。3. 计数方向：G由圆弧的终点坐标值中绝对值较小的值来确定。当XeYe：时：取GY。 XeYe 时：取GX。计数长度J、当计数方向确定后，计数长度J就是在计数方向上从起点到终点拖板移动的总距离，图11:顺圆和逆圆指令示意图4. 圆弧在计数方向坐标轴上投影长度的总和。5. 圆弧的加工指令Z由圆弧起点所在的象限决定。指令共有8种，逆时针4种，顺时针4种，如图所示：如果起点在：第一象限取：NR1/SR1：即：090第二象限取：NR2/SR2：即：90180第三象限取：NR3/SR3：即：180270第四象限取：NR4/SR4：即：270360三、规定：1. 当圆弧起点正好落在坐标轴上时，其象限的序数由圆弧切割开始时即将指向的象限序数而定。见图12：2 .当 X、Y的数值为【 0 】时可以省略不写， 即：【 B0 】可以省略成【 B 】图12: 起点在坐标轴上的圆弧指令四、例题：1. 如图13、所示逆圆切割 ，已知起点A的坐标=（-10，0），图13: 圆弧编程例题终点B坐标 =（6，8）根据规定将原点建立在圆弧的圆心O处X = -10= 10 、Y =0= 0 ，在终点坐标（6，8）中因为XeYe所以计数方向为G = GX计数长度J = 10 +10 +（10 - 6）= 24因为圆弧起点A在第三象限的X轴上，从A到B为逆时针走向，所以加工图14: 圆弧编程例题指令Z = NR3，其程序为B 10000 B 0 B 24000 GX NR3可简化为：B 10000 B B 24000 GX NR32.例题：如图14 所示顺圆切割，已知起点B的坐标为：（-2，9），终点A坐标 为（-9，-2）根据规定将原点建立在圆弧的圆心O： X = -2= 2 、Y =9= 9在终点坐标（-9，-2）中因为XeYe 所以计数方向为G = GY计数长度J = 9.22+9.22+（9.22 2 + 9.22 - 9）= 25.88因为圆弧起点B在第二象限，从B到A为顺时针走向，所以加工指令Z = SR2，其程序为 B 2000 B9000 B 25880 GY SR23.4 编程中公差的处理图纸中所标的长度、角度等尺寸数据，一般都由基本尺寸及上、下偏差等数据组成，如：其中32为基本尺寸，0.04为上偏差，0.02为下偏差，即最后的成品尺寸是32.02到32.04为合格。线切割加工，一般机床精度误差为0.01，若采用基本尺寸编程，当加工出现0.01误差时，尺寸就超出了允许范围。取最小值32+0.02或最大值32+0.04都有可能使工件报废。为了避免出现这种情况，编程时应采用中差尺寸，其计算公式为： 例1： 的中差尺寸为32+（0.04 + 0.02）2 = 32.03，这样当机床出现0.01误差时32.03 + 0.01 = 32.04出现- 0.01误差时，32.03 - 0.01 = 32.02。均在公差范围内。例2：的中差尺寸为：10 +（0 - 0.02）2 = 9.99。3.5间隙补偿量f线切割加工程序不是工件轮廓线的程序，而是加工时钼丝中心所走的轨迹的程序。钼丝中心距离所加工图形，在圆弧的半径方向，线段的垂直方向都等于单边间隙补偿量f。单边间隙补偿量 f = 钼丝半径 + 高频放电的单边间隙0.01。一、判断f的方法：1. 对于圆弧：f用于修正圆弧半径R，如果圆弧半径比原图形半径增大时取+f、减小时取-f.2. 对于直线段:f用于修正其法线长度P。如果直线段的法线长度P增加时取+f、减小时取-f。如图16:加工轨迹示意图所示图16:加工轨迹示意图二、间隙补偿量的确定方法：加工凸模时，电极丝中心轨迹应在所加工图形的外边走。加工凹模时，电极丝中心轨迹应在所加工图形的里面走。一、加工模具时间隙补偿量的确定方法加工模具时，除了考虑单边间隙补偿量外，还应考虑凸模与凹模之间的配合间隙。1. 加工冲孔模具：在冲孔模具设计中，（产品的尺寸）也就是孔的尺寸由凸模决定。所以在加工模具时，要求凸模按产品尺寸加工，配合间隙在凹模上扣除。所以：f凸 = 钼丝半径 + 单边放电间隙。f凹 = 钼丝半径 + 单边放电间隙 - 配合间隙。第一张 、数控电火花线切割加工一、线切割加工的原理1.1电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲性的火花放电;在放电通道的中心温度瞬间可达到10000度以上，高温使金属融化, 就实现了对工件材料进行电蚀切割，加工钢材料时，电极丝与工件之间的放电间隙在0.01mm左右,根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床分为两大类：一类为高速走丝（称快走丝）电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8l0m/s，另一类为低速走丝，电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s。1.2线切割加工特点：一、直接利用线状的电极丝作电极。二、加工的主要对象是平面的任何复杂的形状。三、可以加工用传统切削加工方法无法加工或难以加工的异型孔、窄缝和形状复杂的工件。四、用电火花脉冲放电形式来进行加工，线切割加工的间隙状态分：火花放电、开路、短路三种状态。五、主要用于加工高硬度、高熔点的导体或半导体材料。1.3线切割的应用范围：一、模具制造。加工各种形状的冲裁模、挤压模、粉末冶金模、电机转子模等。二、电火花成型加工用的电极。三、新产品试制及难以加工的零件。第二章 数控线切割机床线切割机床主要由：机床本体、控制器、机床电器、脉冲电源、工作液的循环系统等几部分组成。2.1 线切割机床的型号及主要技术参数一、线切割机床的型号意义：如：DK7725：为机床型号：其对应的符号、数字的含义如下： 1）D =（ 电加工机床）。 2）K =（数控） 3）7 =（电火花加工机床。） 4）7 =（7为快走丝线切割机床、6为慢走丝线切割机床） 5）25 =（ 工作台横向行程 = 250mm） 工作台行程（纵横） 320mm250mm 手轮每圈 4mm/r 手轮每格 0.01mm电极丝材料 钼（Mo） 电极丝直径 0.10mm0.025mm工作液 DX-1型 乳化油第五章 脉冲电源5.1脉冲电源的组成脉冲电源又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。由于受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄（460s），单个脉冲能量、平均电流（15A）一般较小。加工时，总是采用正极性加工。电极丝接脉冲电源负极，工件接正极。5.2脉冲电源的加工波形：如图：5.21：矩形波形图1) 矩形脉冲：脉冲脉宽ti: 4s60s 、 脉冲间隔to: 115ti2)分组脉冲波形： 脉冲脉宽 ti/to=8s/8s Ti: 8s60s、 脉冲间隔 To: 19 Ti5.22：分组波脉冲波图5.3 脉冲电源面板一、脉冲电源面板各种仪表及指示灯显示意义：1.驱动电源工作电压表指示：正常电压为空载24-32V，负载20-26V，当负载电压低于20V时会造成驱动电源供电不足，使步进电机失步，当负载电压高于26V时，会烧毁步进电机。2. 高频电源工作电压表指示：正常工作电压为100V左右。3.高频加工电流表指示：用于指示高频电源在切割工件时的平均加工电流。4.自校及高频指示灯：按住开关为高频自校键，能检测高频电源开关高频回路是否正常。当开关高频回路正常时高频指示灯。5.步进电机相位灯指示： 用于指示X、Y、U、V四组步进电机各相输出是否正常。二、脉冲电源面板各功能键的使用方法1.振荡类型选择：有数字振荡和模拟振荡二种方式可供选择，开关向上为模拟振荡。2.脉冲波形选择： 只在数字振荡下有效，有分组脉冲和正常矩形脉冲二种选择。3.脉冲宽度选择： 共有：4s、8s、16s、32s四种脉冲宽度，可以分别使用，也可以叠加使用4.脉冲间隙选择： 有1、2、4、8四挡开关，可单独和叠加设置，形成1-15倍脉冲间隙。5.高频加工电压选择： 共分5档，分别是:60V、80V、90V、100V、110V,以便能按照要求自由选择相适应的加工电压。6.功放管选择：共有9只，能灵活调节输出脉冲的峰值电流。保证在各种不同的工艺要求下，选择所需要的平均加工电流。5.4脉冲电源在线切割加工时的放电状态线切割加工时，有空载、火花放电、短路等加工状态。火花放电为稳定的放电加工状态。正常工作时，应把变频跟踪调到火花放电状态。1.空载状态：线切割机床加工时，加工工件与电极丝之间，加有一定幅值的脉冲电压，通常为+80V左右，当电极丝与加工工件之间相距810m时,无放电现象，为空载状态。2.火花放电状态：每次电火花蚀除的微观过程是热、和力综合作用的过程。这一过程大致可分为以下相互独立又相互联系的几个阶段：图5.23放电状态电离击穿、脉冲放电、金属融化和汽化、气泡扩展、金属抛出及消电离、恢复绝缘强度。当电极丝压过工件0.040.07m时，单脉冲的放电率接近98，放电间隙局部温度可达10000，加工工件放电点局部熔化并气化,这种火花放电爆炸所产生的爆炸力，将把加工工件被熔化的金属泥屑抛出，并被从上而下流过的工作液冲刷带出,这就是所谓的电蚀加工。 3.短路状态当电极丝压过工件0.1mm时,电极丝与工件之间进入短路状态,此时加工工件与电极丝间的电压最低、电流最大且较稳定,基本上看不到放电的火花,听不到爆炸声。此时，变频取样的间隙电压为0V左右。 5.5工作电压和加工电流在加工中的指示意义及调整方法：1）数控线切割机床一般都安装有监测加工状态的电压表和电流表。电压表并接在脉冲电源输出的正负极两端。电流表串接在脉冲电源输出的主回路中。2）当加工处于开路状态时，电压指示为脉冲电源的最大输出电压，电流表指示为零。3）当正常加工时，电流表指示为加工电流的平均值，电压表的指示比空载电压值低。在加工过程中，如果电流表指针向零值方向摆动，表示为欠进给状态，这时可提高变频跟踪的速度。在加工过程中，如果电流表指针向满刻度值的方向摆动，表示为过进给状态，这时应降低变频跟踪的速度。4）当加工处于短路状态时，电压表指示很低，指针稳定不动，此时电流表指示为加工电流的最大值。5） 快速走丝线切割机床，电极丝是来回运动的，储丝筒换向时，会切断脉冲电源，此时电压表指示值为最大值，电流表指示值为零。脉冲电源操作面板组合开关布置如图：图5.61：脉冲电源面板布置图5.6脉冲电源的实际应用：以北京凝华线切割机床为例为了加大功率，同时实现可调节粗、中、加工规准，整个功率级由几十个大功率高频晶体管分为若干路并联。一、使用方法：1.空载电压：1档 = 60V 2档 = 85V 3档 = 95V 4档 = 110V 5档 = 125V2.峰值电流：功率输出开关 = 9只，功率放大管由9只开关分路控制。意义：3只 = 2只 + 1只。2只 = 1只 + 1只。3.脉冲波形选择：开关打在矩形位置，输出矩形脉冲，可用于高速加工；开关打在分组位置，输出分组脉冲，可用于精微加工。4.脉冲宽度：（北京凝华）脉宽开关 = 4只，分别是：4s，8s，16s，32s。 当合上4s，8s开关时，脉宽 =（4 + 8）= 12s 当合上8s，16s开关时，脉宽 =（8 + 16）= 24s5.脉冲间隔：脉冲间隔选择开关 = 4只，分别是：1、2、4、8当合上【1】时，脉冲间隔等于脉宽；当合上【2】时，脉冲间隔等于二倍的脉宽；最大脉冲间隔等于15 倍的脉宽。二、 +24V电源，是一个驱动电源，作用是驱动四个步进电机。5.7加工参数的调整与选择一、北京凝华加工参数的调整与选择1.工作电压：是切割加工前的空载电压。（脉冲幅值）2.功放：功放管选择的越多加工电流越大，但是粗糙度差。功放选择的多少一般根据工件的厚度，其效果可通过电流表看出。选择功放大小时，要注意电流表指示数不超过2.5A，否则，容易造成断丝。参考值：10mm时，选择1-2； 1030mm时，选择2-4；400mm时，选择4-8； 80100mm时，选择8-12 为工件厚度3.脉冲宽度: 脉冲宽度越宽，单个脉冲能量越大，切割效率越高，脉冲宽度和表面粗糙度成反比，脉冲宽度越大，钼丝损耗大。脉宽的大小，要根据电流的大小、光洁度的要求、效率要求、钼丝损耗等综合考虑，其选择范围较大参考值：10mm时，选择4； 1040mm时， 选择8-324080mm时，选择12-48；80120mm时，选择24-604.脉冲间隙: 脉冲间隔和工件厚度成正比。脉冲间隙（简称“脉间”）为保证两极间有稳定的火花放电，脉间不能选得太小，否则，易产生拉弧，引起断丝。脉间影响加工效率和稳定性，脉间大小根据工件厚度选择：（无论什么时候，脉间都要4）参考值：10mm时，选择4-7； 1040mm时， 选择6-124080mm时，选择8-15；80120mm时，选择12-155.进给速度（变频跟踪）进给速度调节分两部分，一是调控制柜面板上的工作点旋钮，此为微调；再就是通过键盘粗调：待命上档-设置-调速-GX速度增加/GY速度减小 ，根据工件厚度调节，速度过快，容易产生短路，速度过慢，会产生过烧现象，易断丝。，如果储丝筒运行的两个方向加工效率不同，把钼丝张紧一下，已达到储丝筒运行的两个方向，加工效率相同为止。参考值：10mm时，选择5-6； 1040mm时， 选择3-4；4080mm时，选择2-3；80200mm时， 选择1-2个 6.各参数对加工的影响加工效率表面光洁度加工稳定性注：表示二者成正比表示二者成反比表示二者没明显关系功放大小脉冲宽度脉间倍数进给速度二、迪蒙恒达加工参数的调整与选择高频参数建议使用档位（普通钢材）此表由厂家提供，可供参考占空比占空比是脉冲宽度ti与脉冲间隔to之比=ti/to。粗加工时占空比一般较大，精加工时占空比应较小， 否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘，容易引起电弧放电。脉宽档位脉间档位功率档位工件厚度加工电流1档12档12档10以下1.5A以下2档23档23档20301.53A3档35档35档30502 4A4档35档35档507023.5A5档45档45档70以上23A加工厚度在100以上的工件时，加工电流不要大于2.5A警示：高频电源的使用应注意：1.调电参数时，一定要在储丝筒换向时进行，否侧容易造成高频电源损坏2. 脉间档位必须大于脉宽档位，否侧容易造成高频电源损坏（三极管击穿）3. 储丝筒调速：储丝筒的转速显示数字，单位为HZ。50HZ时，表示储丝筒的转速为1400转/分钟4.HF机床保证高频电源能正常工作的条件：1）无论加工多厚的工件，无论电参数怎样搭配，必须保证加工电压在60V左右，否侧加工过程中，就容易短路。2）调电参数时，必须空载电压、脉宽、脉间、功放、变频跟踪，储丝筒速度6个参数都要调整，才能匹配出好的加工效果。第六章 线切割加工工艺有了好的机床，好的控制系统，正确的加工程序，不一定能加工出好的工件，还必须重视线切割加工时的工艺技术和技巧，合理的选择加工参数等都是加工出合格产品的重要环节。6.1线切割加工操作流程及步骤：线切割加工一般是零件的精加工工序，工序放在机加工和热处理工序之后，最终使零件达到图纸要求的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度等工艺指标。加工流程图如下：一、线切割加工操作流程图二、线切割加工步骤：加工前先准备好工件材料，压板、夹具、等装夹工具。若需要切割内腔形状工件，工件应预先打好穿丝孔，然后按以下步骤操作：1合上机床电源开关，按下机床启动安钮。2手动操作机床，检查机床各部分是否正常，如工作台移动方向是否正确，限位开关动作是否可靠，丝筒运行是否正常，工作液供给是否充分畅通等。3进行上丝操作，并校正电极丝的垂直度。4装夹工件，根据工件的厚度将Z轴调整到合适的位置。5根据图纸的要求，移动X、Y轴坐标确立切割起始点位置。6在正式加工前要校核程序的正确性。7运行加工程序，开始加工，调节上、下喷嘴的喷液流量。观察切割情况，调整加工参数，在必要的情况下，对电参数再进行调整并做好相关记录。8切割完毕后，应检查X、Y拖板的手轮刻度是否与指令规定的坐标相符，并对工件进行检测。6.2零件图的工艺分析及工艺准备 一、零件图的工艺分析在分析零件图时，要挑出不宜用线切割加工的零件图，有以下几种情况：1. 线切割加工的表面粗糙度一般为Ra0.32m，精度等级一般为6级左右。2.非导电材料。3.零件中的窄缝小于线切割加工的间隙，或零件内轮廓拐角处的圆角半径小于电极丝半径与放电间隙之和。4.工件的厚度大于丝架的最大跨度。5. 数控线切割机床的X、Y拖板的有效行程不能满足工件尺寸的要求，即超行程的工件。二、工艺准备工艺准备主要包括：工件准备和工作液配置1.工件准备1） 工件材料的选择和热处理工件材料的选择是由图纸设计时确定的。在加工前毛坯需要锻打和热处理。锻打后的材料在锻打方向和与其垂直方向会有不同的残余应力，淬火后也会出现残余应力。加工过程中残余应力的释放会使工件变形，淬火不当的工件还会在加工中出现裂纹。因此，工件需要二次以上回火或高温回火，例如：以线切割加工为主要工艺时钢件的工艺路线一般为：下料 锻造 退火机械粗加工淬火与高温回火磨削加工（退磁）线切割加工。2）工件加工基准和校正基准的准备根据工件外形和加工要求应准备相应的效正基准和加工基准，并且此基准应尽量和图纸的设计基准选择一致。常见有以下几种：（1）以外形为校正基准和加工基准。外形是矩形状的工件，一般需要两个相互垂直的基准面，并垂直于工件的上下平面。（2）以外形为校正基准，内孔为加工基准。无论是矩形、圆形、还是其它异形工件，都应有一个与工件的上下平面保持垂直的效正基准，以加工件的中心为基准。内孔作为加工基准。（3）以孔的中心为校正和加工基准。3）穿丝孔的确定及加工穿丝孔作为工件加工的工艺孔，是切割加工的起点，也是程序执行的起始位置。1）切割凸模类零件。为了避免将坯件外形切断引起变形，常在坯件内部预制穿丝孔。2）切割凹模、孔类零件。可将穿丝孔选择在待切割型腔（孔）内部，容易找正和便于编程计算的位置。3）穿丝孔的大小根据工件尺寸决定。穿丝孔的加工一般采用钻孔、镗孔、激光打孔。如果在一个工件上要加工多个凹模型腔，只需把一个基准穿丝孔用精密机械加工，其余用钻孔的方法就可以了。图6.2.1加工路线6.2加工路线和切入点的确定（编程工艺）一、加工路线的选择在线切割加工中，选择切割路线的原则是：以防止或减少工件变形为原则。如果选择路线a当切割完第一边继续加工时，余下材料和夹持部分的连接较少，工件钢度大为降低，容易产生变形而影响加工精度。如果选择路线b情况就好的多。图6.2.2穿丝孔位置所以在选择加工路线时应采用以下方法：1） 加工路线的开始应从离开工件夹具的方向进行加工，最后再转向夹具的方向。如图6.11所示：a :AabcdefA 正确。b :AafedcbaA 错误。2） 加工的路线距离断面应大于5。3）避免从工件断面开始加工，应从穿丝孔开始加工。4）如果在一个毛坯上要切割两个或两个以上的零件时，不应连续一次切割出来，而应每个零件都有相应的穿丝孔。图6.2.3加工路线二、 切入点切入点就是零件轮廓中首先开始切割的点，一般情况下也是切割的终点。当切入点选择在图形元素的非端点位置时，会在工件该点处的切割表面上留下残痕，所以，应尽可能把切入点选择在图形元素的交点处或精度要求不高且便于修整的位置。三、合理选择引入、引出程序在线切割加工中，需要在加工程序前和后分别加入一段引入程序和引出程序，对于凹模类腔体加工，引入点必须设在工件材料实体之内，还必须在切割加工之前预制穿丝孔，对于凸摸加工，虽然不一定要预制穿丝孔，但为了减小工件内应力变化引起变形，特别是切割工件材料边框余量较小的工件时，也必须采用预制穿丝孔的方法。总之，引入程序线段的起点应靠近加工程序的起点，以使引入程序最短。如图7：所示：如果引入点选择在B点，从d点开始正式切割，则无论其后按什么路线切割，材料变形的影响都是较大的。如图3：所示：凸摸加工，若加图6.24引出路线工起点附近预有一穿丝孔A，则加工精度要比从材料直接切入的开放式加工高的多。如图4：所示：切割加工一圆形的凸摸，若从A点切入，从A点开始正式切割加工，若工件轮廓切割完成之后，电极丝还需沿引入程序反向切出。此时，有可能材料变形，使切口闭和，当电极丝重新切出时，会因材料变形而夹断电极丝。这时，应在切出路线中，附加 一段保护电极丝的引出程序，如图所示的A A段。A点距材料边沿的距离一般为1mm左右，A A的斜率可取1/31/4左右。6.3工件装夹与平行度校正及防止工件变形的方法：一、装夹工件时的基本要求：1.工件的装夹基准面应清洁无毛刺，在切入点处应无氧化层。2.一般采用桥式支撑方式或悬臂支撑方式装夹。3. 工件的摆放位置要有利于工件的找正，并能满足加工行程的需要，应使工件和夹具在切割中不会碰到丝架的任何部分。4.工件的基准面与电极丝相垂直，工件与工作台的X、Y方向相平行。5.装夹工件的作用力要均匀，不得使工件变形或翘起。6.批量加工时，应采用专用工具装夹以提高加工效率。二、工件的六种装夹方法1悬臂支撑。工件直接装夹在台面上。装夹方便，但容易出现上仰或倾斜，适用于精度要求不高的工件。2桥式支撑。其特点是装夹方便，稳定、平面定位精度高，适用于与各类工件。3V形夹具装夹。适用于圆形工件及轴类零件。4板式支撑。加工某些外周边已无装夹余量或装夹余量很小，中间有孔的零件，可在底面加一托板，使工件与托板连成一体，加工时连托板一起切割。5分度夹具装夹。轴向安装的分度夹具主要加工类似弹簧夹头一类零件，要求沿轴向切两个垂直的窄槽。6. 磁性夹具装夹。这种装夹方法不需要压板和螺钉，只能加工小零件。三、工件的平行度校正:工件在机床的安装台上正确定位以后，要对工件进行欲加紧，此时加紧力不能太大，工件要能调整，敲打时要能够位移，在进行夹紧前，应先进行工件的平行度校正，一般为工件的侧面与机床运动的坐标轴平行。其方法有以下几种：1 拉表法：将百分表磁力表座固定在线架或其他固定位置上，使测量头与工件和夹具的找正面接触，分别沿XY轴方向往复移动工作台，按百分表指示调整工件的装夹位置，直到百分表指针的偏差值在定位精度的要求范围内。2 划线找正：当工件的位置、精度要求不高时，可采用划线找正，具体方法是，将固定在丝架上的划针尖对正工件上的加工基准线，分别沿XY轴方向往复移动工作台，根据目测调整工件进行找正。3固定基面靠定法利用通用或专用夹具纵横方向的基准面，经过一次校正后，保证基准面与相应坐标方向一致，于是具有相同加工基准面的工件可以直接靠定，尤其适用于多件加工。 4用电极丝直接找正工件侧面：当线切割加工的轮廓与工件的基准无精度要求或精度要求较低时，可以利用电极丝对工件的侧面进行找正，工件通过预加紧后，将电极丝移到靠近基准侧面处，保持电极丝与工件侧面间有微小距离，沿基准方向移动坐标轴，根据目测调整工件位置。6.4 确定电极丝的起始坐标 （电极丝的定位） 在线切割加工前，应根据图纸，将电极丝准确定位到切割的起始坐标位置，常用的方法有：一、自动找正。二、目测法。三、火花法。一、以某基准面为测量基准时，找切割起始点位置：其方法是：用自动对断面的功能，自动找端面是靠检测电极丝与工件之间的短路信号来进行，定位时，以不同的进给速度，反复多次进行找端面动作，并将最后几次找端面得到的坐标值求平均值后定位在这一平均值的位置上，将刻度盘对零，此时的坐标到工件加工中心的尺寸，应等于图形中，尺寸的中差值加钼丝半径。二、以两条相互垂直线段的交点为切割起始点时。对于位置精度要求较低的工件，在工件上画出纵、横十字基准线，观测电极丝与十字基准线的相对位置，移动纵、横拖板，使电极丝中心分别与纵、横方向基准线重合，此时的坐标就是电极丝的中心位置。6.41找孔中心三、 以孔中心为切割起始点时。1.找中心的方法是采用接触感知的方法。原理是：在一个园的图形中，弦的垂直平分线过圆心。2.手动用电极丝和工件之间的火花放电找孔中心。注意：一、 在用机床自动找中心功能，在孔中找加工基准时，应达到以下条件： 1. 孔位必须准确。2.孔上下必须垂直。3.孔不能椭圆。4.孔壁必须光滑无毛刺。二、 在运用机床自动对端面功能时，应达到以下条件：在某端面有形位公差时，工件四周必须平磨且保证垂直。6.5工作液的性能、型号、配比方法及使用方法一、工作液的性能在线切割加工中，工作液是脉冲放电的介质，它对加工工艺指标影响很大，对切割速度，表面粗糙度、加工精度都有影响。因此工作液应具有以下性能：1. 工作液必须具有绝缘性能、火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，工作液的绝缘性能可以压缩击穿后的放电通道，使发生火花放电局限在较小的通道范围内，从而形成瞬时局部的高温熔化或气化金属，使线切割加工得以顺利进行。2.具有消电离性能3.具有洗涤性能，洗涤性能好的工作液，能渗透进入窄缝中去，在加工中起溶屑、排屑作用。4.具有较好的冷却性能，在放电过程中，尤其是大电流加工时，放电点局部瞬时温度极高，为了防止电极丝被烧断，和工件表面局部退火，必须充分冷却，所以工作液应有较好的吸热，传热和散热性能。5.对环境无污染，对人体无危害，在加工中不产生有害气体。 二、工作液的型号及配比方法1.工作液的型号为： DX 1或DX 2型乳化油2.工作液的配比方法为： 1 ：8 1 ：10 。 三、工作液的使用方法1.对加工表面粗糙度和精度要求比较高的工件，浓度比可适当大些，约10%20%。2.对要求切割速度高或大厚度工件，浓度可适当小些，约5%8%。3对材料为Cr12的工件，工作液用蒸馏水配制，浓度可适当小些，这样可减轻工件表面的黑白交叉条文，使工件表面洁白均匀。4新配制的工作液，当加工电流约2A时，其切割速度约40mm2/min，若每天工作8h，使用约2天后效果最好，继续使用810天后就会断丝加工时供液一定要充分，且使用工作液要包住电极丝，这样才能使工作液顺利进入加工区，达到稳定加工的效果。6.6线切割加工的主要工艺指标及影响工艺指标的因素 一、线切割加工的主要工艺指标1.切割速度切割速度即单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和，快走丝线为4080mm2min，慢走丝可达350mm2min。最大切割速度：是指在不计加工表面粗糙度的条件下，所能达到的最大切割速度。2.表面粗糙度快走丝线切割加工表面粗糙度一般为Ra为1.63.2m，慢走丝线切割加工表面粗糙度一般为：Ra为0.31.25m。3.电极丝的损耗量快走丝线切割机床，电极丝在切割10000 m面积后，电极丝直径的减小量来表示。一般每切割10000 m面积后，电极丝直径的减小不应大于0.01。4.加工精度加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。快走丝线切割加工的可控加工精度一般为0.010.04，左右，慢走丝线切割加工的可控加工精度可达0.0050.01左右。二、 影响线切割工艺指标的主要因素1.电参数对线切割工艺指标的影响1）开路电压开路电压增大，加工电流增大，切割速度提高，表面粗糙度变差。因为开路电压增大，加工间隙增大，排屑容易，加工稳定。2)短路峰值电流在其他工艺条件不变的情况下，增大短路峰值电流，可以提高切割速度，但表面粗糙度变差，电极丝的损耗也加大。3)脉冲宽度 脉冲宽度增大，单个脉冲放电能量增大，致使切割速度提高，但表面粗糙度变差，脉冲宽度在4s60s之间。精加工时脉冲宽度一般小于20s，当脉冲宽度大于40s时，脉冲宽度的增加对加工速度的提高并不明显，但电极丝的损耗加大。4)脉冲间隔脉冲间隔减小等于提高脉冲频率，也就是提高了脉冲放电次数，平均电流增大，加工速度加快。5)变频、进給速度调节进給速度应使电极丝的变频进给速度恰好等于工件实际可能的最大蚀除速度以保持加工间隙恒定在最佳值上。2.非电参数对线切割工艺指标的影响1)电极丝对线切割加工工艺指标的影响(1)电极丝的材料：快走丝机床的电极丝是快速往复运行，在加工过程中反复使用，主要有钼丝、钨丝、钨钼合金。(2) 电极丝的直径大小：若电极丝直径小，则承受的电流小，切缝窄不利于排屑和稳定加工，因此电极丝直径大些对切割速度有力。(3) 电极丝的张力：电极丝的上丝、紧丝、是操作的重要环节，它的好坏直接影响工件的质量及切割速度，电极丝的张力适中时，切割速度最大。(4) 电极丝的垂直度：由于电极丝运动的位置主要靠导轮决定，如果导轮有径向圆跳动或轴向串动，电极丝就会发生震动，振幅决定于导轮跳动或串动值。如果下导轮是精确的，上导轮在水平方向上有径向圆跳动，这时切割出的圆柱体会出现椭圆度，如果上下导轮都不精确，两导轮的跳动方向又不可能相同，因此工件加工部位的各个空间位置上精度均可能降低。导轮形槽的圆角半径超过电极丝半径时，将不能保持电极丝的精确位置。两只导轮的轴线不平行，形槽就不在同一平面内，加工表面易产生正反向条纹，为了切割出符合精度要求的工件，电极丝必须垂直于工件的装夹基准面或工作台的定位面，为了保证电极丝的位置精度，在导轮和导轮轴承发生磨损后应及时更换导轮和导轮轴承，在工件加工之前应进行电极丝的垂直效正。(5)电极丝的运动方向的变化对工艺指标的影响。快走丝机床的电极丝是快速往复运行的，在加工钢件时，在切割处的表面进出口两端有黑白相间交错的条纹，黑的微凹，白的微凸，当电极丝换向时黑白条文也跟着改变了位置，如图所示：这是由于工作液出入口处的供应状态和电蚀产物的排出情况不同所造成的。电极丝入口处：工作液供应充分，冷却条件好，蚀除量大但蚀除物不宜排出，工作液在放电间隙中，被移动的钼丝带入间隙，导致放电产生的碳黑等物质凝聚附着在加工表面上，使该处的表面变黑色。电极丝在出口处：工作液少，冷却条件差，可排出电蚀产物的条件好，又因工作液少，蚀除量小，在放电产物中碳黑也少，放电常在气体中进行，所以表面呈白色。在液体中放电间隙大，在气体中放电间隙小，所以电极丝在入口处比在出口处的放电间隙大，如图：图6.6.2工件入口、出口处由于电极丝入口处和出口处的切缝宽度不同，就使电极丝的切缝不是直缝，而是具有斜度。黑白条文对加工精度和表面粗糙度也造成一定的影响。3.工件材料对线切割加工工艺指标的影响工件的材料不同，其熔点、汽化点、热导率等都不一样，所以加工效果也不同。如采用乳化液加工时：4.工件厚度对线切割加工工艺指标的影响加工件薄时，工作液容易进入，对排屑和消电离有力，加工稳定性好，但是加工件薄时，钼丝易抖动，对加工精度和表面粗糙度不利。工件厚时，工作液难以进入，加工稳定性差。但是钼丝不易抖动，对加工精度和表面粗糙度有利。5.工作液对线切割加工工艺指标的影响1)线切割工作液 建议采用DX1型或DX2型乳化液，它由基础油、清洗剂、爆炸剂、防锈剂、光亮剂、阻尼剂、和络合剂等组成。2) 在加工表面粗糙度和精度要求比较高的工件时，乳化液按1：8或1：10配比，在对切割速度要求高或大厚度工件时，乳化液按1：10或1：15配比。3) 新配置的工作液，其性能并不是最好，一般使用2天以后其效果最佳，继续使用810天以后就易断丝。工作液的流量大小、压力的稳定性、供液方式、等都对线切割加工工艺指标有影响。6. 其他因素对线切割加工工艺指标的影响1）机械部分的精度、如：导轨、轴承偏摆、工作液上下冲水不均匀等。表面出现深痕.2）工件的装夹位置及防止工件变形开裂的方法有些工件切割后，尺寸总是出现明显偏差，检查机床精度、数控加工的硬件和程序都正常，最后才发现是变形引起的。常见切割工件的变形如图4.3.27所示。切缝闭合变形。如图a的凸模，从坯料外切入后，经A点，按顺时针方向再回到A点。在切完EF圆弧的大部分后，BC切缝明显变小甚至闭合，当继续切割至A点时，凸模上FA与BC间平行的尺寸增大了一个等于切缝宽度的尺寸。由于从坯料外直接切入凸模时，因材料应力不平衡产生变形，如张口或闭口变形，以致影响工件加工精度。消除这种变形的方法是：在切割凸模时，应在坯料上钻出切割凸模外形起点的穿丝孔。切缝张开变形。如图b所示，该凸模也是从坯料外切入，此图形没有较大的圆弧段，变形时切缝不是闭合，而是张开。继续切割FG段时，凸模上的AB和FG间平行尺寸受到影响。有时不便于钻凸模外形起点穿丝孔，可以改变切割路线及夹压位置，就可减小或避免变形对切割工件尺寸精度的影响。如图中的凸模，若把切割路线改为AKJI，按逆时针方向由BA，由于夹压工件的位置在最后一条程序处，所以在切割过程中产生的变形不至于影响凸模的尺寸精度。未淬火件张口变形。如图c所示为未经淬火的工件，切割后在开口处张开，使开口尺寸增大。a)切缝闭合变形 b)切缝张开变形 c)未淬火件张口变形d)淬火工件切割后开口变小 e)尖角处开裂 f)凹模中间部位宽度变小 解决办法：用多次切割，第一次切割放一定余量，以便材料应力变形释放，再精加工切割。或采用分段切割。淬火工件切割后开口变小。如图d所示为切割经过淬火的材料，切割后开口部位的尺寸变小。解决办法：用多次切割，第一次切割放一定余量，以便材料应力变形释放，再精加工。或采用分段切割。尖角处开裂。如图e所示为较大的凹模，因内腔尖角处没有较大的工艺圆角R，所以当切去内框体积较大时，使材料应力平衡受到严重破坏，导致尖角处应力集中而开裂。解决办法：大框形凹模的尖角处易产生应力集中，而在切割中引起开裂，因此应在尖角处增设适当大小的工艺圆角R，以缓和应力集中。凹模中间部位宽度变小。如图f所示为一个长宽比较大的窄长凹模，在切割后测量时发现槽的中间部位变窄，这是由于图形中的长槽和小槽的应力变形所引起的。解决办法：凹模切去的实体部分太多。对于面积较大的凹模，由于切去了框内较大的体积，使应力变化很大，容易产生变形，甚至开裂。对于这种凹模，应在淬火前将中部镂空，给线切割留23 mm的余量，这可使线切割时产生的应力减小。锥度切割有两种加工方式：等锥体加工和上下异型面加工。一、等锥体切割等锥体加工是指上下形状相同，尺寸不同的工件，加工过程中钼丝倾斜角度不变。切割时需要进行高度，角度，一个面图形，定义自斜线操作；1.锥体加工需要以下几个参数（单位：um）： H1 = 上下导轮中心之间的垂直距离 H2 = 工件的厚度 H3 = 下导轮中心到工件底面的垂直距离 H4 = 导轮半径=15.5（）H5 = 0 作等园弧加工时的最小园弧半经（输入0）第五个参数即等园弧加工的最小园弧半径只有在锥度加工中需要作等园弧控制的工件中可以输入参数，其它情况下不能输入数字，只能输入一个“0”。所谓等园弧加工法是指在作等锥体加工过程中，有一段园弧的上下工件面是等弧长的，这是一种简单的变锥体加工法，一般只用在小的过渡园弧上。H5的参数值控制所有半径小于或等于该值的小园弧自动作等园弧加工。2. 高度编程待命上档设置高度GX/GYH1高度H2高度H3高度 H4高度待命。式中的GX/GY为定义编程面1）GX（显示正数）表示以上工件面为编程面。2）GY（显示负数）表示以下工件面为编程面。3. 角度编程1）当角度有小数时：上档设置角度GX/GYA（整数）角度A（小数）角度待命。 2）当角度为整数时：上档设置角度GX/GYA（整数）角度角度待命。说明：A 为角度（单位是度、用十进制表示）式中GX/GY的确定方法：规定：当加工图形上小下大时为【正锥】加工；当加工图形上大下小时为【倒锥】加工。判定：a.在逆割加正锥时、顺割加倒锥时，用GX表示。 b.在逆割加倒锥时、顺割加正锥时，用 GY表示、。 4. 定义自斜线：将3B程序中的第一段程序的末尾加上【L】，使其变成自斜线线。5. 取消【高度】、【角度】操作： 待命上档设置角度D。 待命上档设置高度D。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁