数控线切割 电子科大.doc

电子科技大学实验报 告学生姓名： 张 凯 学 号： 2011019160009指导教师： 唐剑锋日 期： 2013.11.12一、 实验室名称： 工程实训中心114A 二、 实验项目名称： 零件的数控线切割编程与加工3、 实验原理：线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种。被切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极，钼丝与工件之间添加足够的具有一定绝缘属性能的工作液。当钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部溶化甚至汽化而被蚀除下来。若工作台带动工件不断进给，就能切割出所需要的形状，由于贮丝筒带动钼丝交替作正、反向的高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长时间。主要工作部件及其原理1. 贮丝筒贮丝筒起卷绕、排列钼丝的作用。是钼丝运动的动力源。贮丝筒是一钢制薄壁空心圆柱体结构，装配后经整体精加工制成，精度高，惯性小，由电机直接带动高速旋转，速度可调节，用于切割不同厚度，材料的工件及半自动上丝。同时，通过同步齿形带以一定转动比带动丝杠旋转式滑板移动形成排丝距，手动调整行程限位状的位置可控制丝筒换向位置，使丝筒自动换向达到连续正、反向运动，丝杠螺母采用双螺母弹性消除间隙。2. 导丝系统导丝系统由导轮、张丝机构等组成。它采用高精度双支撑宝石主导轮和高精度轴承，可防止电极丝抖动，提高切割精度。张丝机构由支架、紧丝重锤、张紧轮和滑块构成。紧丝重锤在重力作用下带动滑块、张紧轮沿导轮运动，始终保持电极丝处于拉紧状态保证加工平稳。3. X、Y轴移动工作台X、Y轴移动工作台，下拖板固定在床身上，中拖板可作横向运动，上拖板则可以纵向移动。中拖板和下拖板等之间都采用滑动导轨。线切割加工时，X、Y轴伺服电机通过齿轮转动和滚珠丝杠，分别拖动中拖板、上拖板带动工件X、Y方向的进给运动。工作台的纵、横向移动也可以手动4、 实验目的：了解数控线切割加工原理，掌握零件的数控线切割工艺和编程方法，掌握特种加工方法。 5、 实验内容：设计，编制零件的线切割加工程序，制定加工工艺规程，在数控线切割机床上加工出零件；分析比较与传统加工方法的区别。6、 实验器材（设备、元器件）： 贮丝筒，导丝系统，X、Y轴移动工作台。7、 实验步骤：（一）、电火花线切割加工步骤 分析零件图纸工艺处理数据处理编制加工程序程序检验线切割机加工切割工件检验成品（二）、工艺处理 工艺处理是线切割加工步骤中的重要一环主要包括以下几点。 1.工件夹具的设计和选择 所设计和选择的工件夹具应便于安装便于协调工件和机床间的尺寸关系且尽可能可以反复利用。在加工大型工件时应充分考虑工件的定位问题特别是在加工快完成时工件容易变形使电极丝夹紧导致断丝。这时可以考虑采用几块将加工快完成的地方吸住保证加工的正常进行。 2、正确选择穿丝、进刀量及推刀线。 穿丝孔是电极丝相对工件运动的起点同时也是程序执行的原点所以穿丝孔应该选择在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置。为保证加工精度穿丝孔的位置应设置在工件上一般为基准点位置。而在设置进刀线及退刀线时应注意不与第一条边重合、不与第一条边夹角过小或距离过近最好是通过工件的中心线。 3、确定合理的偏移量 在加工凸模、凹模时对精度的要求很高必须考虑电极丝及放电间隙对精度的影响合理的偏移量应根据电极丝直径及机床参数来确定。一般补偿量是电极丝的半径与工件间的放电间隙之和。（ 三）、穿丝孔的确定 1、穿丝孔的作用 穿丝孔是工件上用来穿过电极丝而预先钻制的小孔在电火花线切割加工中扮演重要的角色它主要用来保证工件加工部位与工件其他部位的位置精度。在凸模加工时可减小工件变形而在凹模加工中更不可少同时可以保证凹模加工后的完整性。 2、穿丝孔的位置 1穿丝孔位置应根据切割工件的实际情况来确定如根据切割工件的类型、材料、大小等情况来确定具体应遵循以下几点。 2在切割小型凹模类工件时穿丝孔一般确定在凹模的中心位置以便于穿丝孔的加工和切割轨迹程序计算。 3在切割凸模类工件和大型凹模类工件时穿丝孔一般确定在起切点附近可以缩短无用切割路线的长度。 穿丝孔的位置应选择在已知坐标点或便于计算的坐标点上特别是对于有多次穿丝的工件把穿丝点选择在特殊坐标点上将有利于程序的编制。 3、穿丝孔的大小及加工 穿丝孔走私大小的选择应便于钻孔或镗孔加工不宜过大或过小一般在310mm范围内选择并取整数直径。 由于穿丝孔常用作加工基准因此穿丝孔的加工一般在具有较高精度的机床上进行也可采用电火花穿孔以保证穿丝孔的位置尺寸精度。 （四）、线切割工作液的一般要求 线切割工作液是脉冲放电的介质它的成分与浓度对工件切割速度、表面粗糙度及加工精度均有影响。 1、一定的绝缘性能、较好的消电离能力和灭弧能力。 2较好的洗涤性能、防腐蚀性能及润滑性能。 3较好的冷却性能以防电极丝因高温而烧断。 4对操作人员及环境无害使用安全。 线切割工作液一般满负荷工作810工作日或在加工过程中发现工作液粘稠、发黑、有明显异味后应及时更换否则会影响加工稳定性和加工表面质量并容易造成断丝。 （五）、脉冲电源 电火花线切割脉冲电源又称高频电源是电火花线切割机床的重要组成部分。主要由主振电路、脉宽调节电路、间隔调节电路、功率放大电路和整流电路等4部分组成。为了满足电火花线切割加工条件和加工工艺指标的要求电火花线切割机采用的脉冲电源应满足以下要求。 1、脉冲电源的峰值电流不能太大一般控制在1025A范围内且易于调节 2脉冲宽度能够调在窄实际加工时脉冲宽度控制在0.564us范围内 3脉冲重复频率能够调高一般控制在55000kHz范围内。 4脉冲电源应具有对电极丝损耗小的性能这也是衡量脉冲电源好坏的重要参数之一。正常情况下电极丝七个10000mm2面积后其损耗应小于0.001mm。 5脉冲电源能输出单向脉冲。 6脉冲电源输出的脉冲波形在前沿和后沿应陡些。 7脉冲参数能在较宽的范围内调节。 （六）、线切割点参数的选择 合理选择电参数是电火花线切割加工中非常重要的一个环节它直接影响电火花线切割的各项工艺指标包括切割速度、表面粗糙度、加工精度等。下面是电火花线切割中电参数的一般选择原则。 1、工件粗切割时可选用大的峰值电流和大的脉冲宽度式作业喷流量稍大并包住上下电极丝进出口以提高切割速度。 2、表面粗糙度要求不高的工件可选用较大的峰值电流和大的脉冲宽度工作液喷流量适中。切割厚工件时选用大的峰值电流、大的脉冲宽度和大脉冲间隔以消除电离影响提高加工的稳定性。 3、工件精切割、切割表面粗糙度要求高的工件时应选用小的峰值电流和脉冲宽度加大电极丝张力和工作液浓度且中途不能停机以免产生停机痕迹。8、 实验数据及结果分析：与传统机械加工的本质区别： 1、实验用图： 2、实验所用程序：（程序太长，就只写下首位2段）N0000 G92 X0Y0Z0 N106 G1 X4.455 Y10.703 N114 X8.455 N116 Y11.106N118 G2 X8.467 Y11.135 R.04N120 G1 X8.716 Y11.371N122 Y13.015N124 X9.526 Y13.85N126 G2 X9.554 Y13.862 R.04N128 G1 X10.97N130 G2 X11.01 Y13.822 R.04N132 G1 Y13.661N134 X13.438 Y16.07N136 G2 X10.759 Y23.887 R10.921N138 G1 X9.901N140 G2 X9.871 Y23.9 R.04N142 G1 X9.299 Y24.514N144 G2 X9.308 Y24.576 R.041N146 G1 X10.925 Y25.52N148 G2 X13.669 Y32.085 R10.315N150 G1 X11.4 Y34.268N152 X9.455N154 X8.605 Y34.996N156 G2 X8.591 Y35.026 R.04N158 G1 Y37.739N160 X8.633 Y37.781N162 X9.084 Y38.183N164 X9.357 Y38.337N166 X9.956 Y38.46N168 X9.955 Y38.465N170 X9.922 Y39.023N172 X9.961 Y39.268N174 X10.172 Y39.679N176 X10.583 Y40.06N178 X10.958 Y40.265N180 X11.54 Y40.416N182 X12.027 Y40.388N184 X12.544 Y40.181N186 X12.837 Y39.969N188 X13.258 Y39.5N190 X13.708 Y38.846N192 X14.012 Y38.397N194 X14.113 Y38.108N196 X14.068 Y37.749N198 X13.829 Y37.28N200 X13.742 Y37.142N202 X13.586 Y37.002N700 X69.644 Y34.284 R.579N702 G1 Y34.533N704 G2 X70.009 Y35.061 R.541N706 X71.347 Y35.382 R7.81N708 G1 X72.529 Y36.546N710 X72.732 Y36.612N712 Y36.777N714 X72.538 Y36.824N716 G2 X72.507 Y36.862 R.039N718 G1 Y37.815N720 G2 X73.124 Y38.299 R.521N722 G3 X75.203 Y40.008 R3.753N724 G1 Y40.217N726 X73.391N728 Y39.263N730 G2 X73.378 Y39.233 R.04N732 G1 X72.907 Y38.804N734 X68.163N736 G2 X68.134 Y38.816 R.04N738 G1 X67.732 Y39.225N740 Y39.615N742 X65.378N744 Y38.635N746 X67.244N748 G2 X67.278 Y38.617 R.04N750 G1 X67.813 Y37.819N752 Y37.253N754 G2 X67.49 Y36.981 R.388N756 G1 X63.656N758 X63.079 Y37.489N760 G2 X63.065 Y37.519 R.04N762 G1 Y38.42N764 X62.99N766 X61.723 Y37.086N768 G2 X61.694 Y37.074 R.04N770 G1 X58.044N772 X57.881 Y37.188N774 G2 X57.864 Y37.221 R.04N776 G1 Y37.798N778 X57.964 Y37.957N780 X58.339 Y38.363N782 X58.827 Y38.659N784 G3 X60.4 Y38.932 R9.276N786 X61.352 Y39.796 R2.48N788 G1 X61.583 Y40.234N790 Y41.631N792 X61.403N794 Y41.51N796 Y40.977N798 G2 X61.386 Y40.944 R.04N800 G1 X60.983 Y40.66N802 X58.489N804 Y39.986N806 G2 X57.983 Y38.517 R3.343N808 G1 X56.58 Y37.102N810 G2 X55.934 Y36.821 R1.123N812 G1 X53.503N814 G2 X53.026 Y37.285 R.503N816 G1 Y38.177N818 G2 X53.474 Y38.628 R.575N820 G1 X54.768N822 G3 X56.328 Y40.29 R1.739N824 G1 Y40.609N826 X55.102N828 Y39.828N830 G2 X54.673 Y39.399 R.655N832 G1 X53.187N834 G2 X52.757 Y39.874 R1.069N836 G1 Y41.693N838 G2 X53.187 Y42.102 R.482N840 G1 X60.97N842 X61.759N844 X62.776N846 X63.014 Y42.329N848 X65.327N850 G2 X65.367 Y42.289 R.04N852 G1 Y41.852N854 X66.123N856 Y42.083N858 X66.292 Y42.364N860 G2 X66.326 Y42.383 R.04N862 G1 X68.226N864 G2 X68.256 Y42.37 R.04N866 G1 X68.44 Y42.163N868 Y41.735N870 X68.718 Y41.541N872 G2 X68.736 Y41.508 R.04N874 G1 Y41.19N876 X72.931N878 Y41.877N880 G2 X72.944 Y41.907 R.04N882 G1 X73.381 Y42.301N884 X77.078N886 X77.524 Y41.907N888 G2 X77.538 Y41.877 R.04N890 G1 Y40.088N892 G2 X77.525 Y40.059 R.04N894 G1 X77.225 Y39.771N896 Y39.215N898 X77.426N900 G2 X77.466 Y39.175 R.04N902 G1 Y38.799N904 X77.821N906 G2 X77.853 Y38.783 R.04N908 G1 X78.316 Y38.175N910 Y37.304N912 G2 X77.957 Y36.998 R.351N914 G1 X76.74N916 G2 X76.711 Y37.01 R.04N918 G1 X75.986 Y37.748N920 X75.261 Y36.97N922 G2 X75.231 Y36.957 R.04N924 G1 X74.93N926 X74.737 Y36.8N928 G3 X75.058 Y36.588 R.237N930 G2 X75.101 Y36.578 R.04N932 G1 X76.235 Y35.408N934 X76.894N936 X77.286 Y35.053N938 G2 X77.299 Y35.024 R.04N940 G1 Y33.701N942 G2 X77.259 Y33.661 R.04N944 G1 X77.057N946 X76.887 Y33.492N1400 G2 X31.31 Y11.734 R.04N1402 G1 X31.605 Y11.396N1404 X34.01N1406 X37.902 Y7.547N1408 G2 X37.637 Y6.953 R.4N1410 G1 X37.206N1412 X37.054 Y6.789N1414 G2 X37.025 Y6.777 R.04N1416 G1 X34.615N1418 G2 X30.414 Y8.876 R20.021N1420 G1 X17.164N1422 X15.55 Y7.175N1424 G2 X15.521 Y7.162 R.04N1426 G1 X14.979N1428 Y6.949N1430 G2 X14.939 Y6.909 R.04N1432 G1 X13.221N1434 X13.012 Y7.118N1436 X12.149N1438 G2 X12.117 Y7.133 R.04N1440 G1 X11.831 Y7.505N1442 X11.028N1444 G2 X10.99 Y7.536 R.04N1446 G1 X10.889 Y7.941N1448 G2 X10.9 Y7.979 R.04N1450 G1 X14.371 Y11.371N1452 X15.956N1454 X19.687 Y14.864N1456 X20.967N1458 G2 X21.007 Y14.824 R.04N1460 G1 Y12.431N1462 G3 X27.692 Y12.178 R4.179N1464 G1 Y13.614N1466 G2 X21.267 Y13.433 R8.864N1468 X21.241 Y13.471 R.04N1470 G1 Y13.913N1472 G2 X21.296 Y13.95 R.04N1474 G3 X27.643 Y14.07 R8.108N1476 G1 X27.64 Y15.542N1478 G2 X22.168 Y15.067 R10.307N1480 X14.758 Y22.152 R8.751N1482 G1 Y23.622N1484 X14.973 Y23.914N1486 G2 X15.005 Y23.93 R.04N1488 G1 X15.328N1490 X18.329 Y22.592N1492 G2 X18.346 Y22.533 R.04N1494 G3 X22.186 Y19.995 R2.301N1496 X18.427 Y22.648 R2.301N1498 G2 X18.379 Y22.635 R.04N1500 G1 X15.302 Y24.008N1502 G2 X15.279 Y24.04 R.04N1504 G1 X15.218 Y24.535N1506 Y24.9N1508 X15.851 Y25.607N1510 G2 X15.911 Y25.606 R.04N1512 G1 X16.401 Y25.033N1514 G2 X20.291 Y25.881 R15.116N1516 G1 X29.317N1518 G2 X31.898 Y25.294 R20.575N1520 G1 X32.776 Y24.372N1522 Y23.941N1524 G2 X32.753 Y23.905 R.04N1526 G1 X29.782 Y22.5N1528 G2 X29.732 Y22.514 R.04N1530 G3 X25.82 Y20.008 R2.323N1532 X26.42 Y19.376 R2.323N1534 G2 X26.423 Y19.313 R.041N1536 G1 X24.981 Y18.033N1538 X24.787N1540 G2 X24.748 Y18.064 R.04N1542 G3 X23.23 Y17.708 R.78N1544 X24.763 Y17.98 R.78N1546 G2 X24.803 Y18.025 R.04N1548 G1 X25.027 Y18.022N1550 X26.499 Y19.323N1552 G2 X26.547 Y19.326 R.04N1554 G3 X29.801 Y22.37 R2.286N1556 G2 X29.818 Y22.426 R.039N1558 G1 X33.657 Y24.274N1560 X35.342 Y24.606N1562 Y24.931N1564 G3 X28.063 Y26.525 R44.226N1566 X19.808 Y26.529 R45.173N1568 X12.692 Y24.722 R19.76N1570 G1 X12.986 Y24.502N1572 X14.225N1574 G2 X14.255 Y24.488 R.04N1576 G1 X14.463 Y24.247N1578 Y23.53N1580 G2 X14.448 Y23.499 R.04N1582 G1 X14.132 Y23.235N1584 X13.193N1586 G2 X13.164 Y23.248 R.04N1588 G1 X12.988 Y23.437N1590 X11.979N1592 G3 X16.073 Y14.61 R12.313N1594 G1 X16.254 Y14.712N1596 G2 X16.299 Y14.708 R.04N1598 G1 X17.447 Y13.786N1600 G2 Y13.724 R.04N1602 G1 X16.468 Y12.912N1604 G2 X16.416 Y12.913 R.04N1606 G1 X15.861 Y13.39N1608 X13.864 Y11.413N1610 Y11.062N1612 G2 X13.852 Y11.034 R.04N1614 G1 X10.693 Y7.965N1616 G2 X10.64 Y7.963 R.04N1618 G1 X9.922 Y8.545N1620 G2 X9.908 Y8.576 R.04N1622 G1 Y9.038N1624 X9.685 Y9.34N1626 X8.47 Y10.268N1628 G2 X8.455 Y10.3 R.041N1630 G1 Y10.703N1632 X4.455N0011 M02电火花切割与传统机械加工的本质区别以及加工特点与应用范围：1、 本质区别：线切割机床既是数控机床，又是特种加工机床，它区别于传统机床部分是： 1、数控装置和伺服系统， 2、不是依靠机械能通过刀具切削工件，而是以电、热能量形式来加工。3、力度较传统线切割更大。2、 加工特点：（1） 它以0.030.35mm的金属线为电极工具，不需要制造特定形状的电极。 （2） 虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了有金属丝直径决定的内侧脚的最小直径R（金属线半径+放电间隙）这样的限制外，任何的限制外，任何复杂的开头都可以加工。 （3） 轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。 （4） 可无视电极丝损耗（高速走丝切割采用低损耗脉冲电源；慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝加工），加工精度高 （5） 依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节。 （6） 采用乳化液或去离水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续加工。 （7） 无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都能实现加工。 （8） 任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。 （9） 采用四轴联动，可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。u 应用范围：（1） 产品试制新产品试制新产品：新产品开发过程中需要单件的样品，使用线切割直接切割出零件，无需模具，这样可以大大缩短新产品的开发周期并降低试制成本