模块一数控快走丝电火花线切割加工 - 211.83.32.106.doc

模块一 数控快走丝电火花线切割加工第一单元 数控快走丝电火花线切割机床的技术性使用课题本单元主要介绍数控快走丝线切割加工前需进行的选择电极丝、安装工件、确定切割路线、选配工作液等各项工艺准备工作及加工程序编制的基本方法和技术要点，为下一步操作奠定良好基础。课题1.1.1 数控快走丝线切割加工的基本工艺流程一零件图样工艺分析在消化零件图样时，主要分析零件的材料牌号、结构参数、加工精度和表面粗糙度等是否符合快走丝线切割加工的工艺特征。当工件为非导电材料，或工件的加工厚度超过线切割机床丝架的跨距，或工件的加工长度超过机床坐标工作台沿X、Y两个坐标方向的有效进程，一般不宜采用线切割加工。在线切割加工时，因电极丝具有一定的直径d，加工时又有放电间隙，使电极丝中心的运动轨迹与加工面相距l，即l=d/2+,如图19所示。因此，在工件的凹面处不能得到“清角”，而是半径为l的圆角，要求凹角的过渡圆弧半径Rl,才能进行线切割加工。同理，窄缝宽度小于电极丝直径加放电间隙的工作，也不能进行线切割加工。快走丝线切割的加工所能达到的加工精度和表面粗糙度值是有限的，若非特殊需要，零件图样上标注的值尽可能不要太小，否则对生产率的影响很大。例如，表面粗糙度Ra值的大小对线切割速度Vw影响很大，Ra值降低一档，将使Vw大幅度下降。二准备电极丝电极丝是线切割加工过程中必不可少的重要工具，合理选择电极丝的材料、直径及其均匀性是保证加工稳定进行的重要环节。1. 选择电极丝材料电极丝材料应具有良好的导电性、较大的抗拉强度和良好的耐电腐蚀性能，且电极丝的质量应该均匀，直线性好，无弯折和打结现象，便于穿丝。快走丝线切割机床上用的电极丝主要是钼丝和钨钼合金丝，尤以钼丝的抗拉强度较高，韧性好，不易断丝，因而应用广泛;钨钼合金的加工效果比钼丝好，但抗拉强度较差，价格较贵，仅在特殊情况下使用。2. 确定电极丝直径电极丝材料不同，其直径范围也不同，一般钼丝为0.060.25mm，钨钼合金丝为0.030.35mm。电极丝直径小，有利于加工出窄缝合内尖角的工件，但线径太细，能够加工的工件厚度也将受限。因此，电极丝直径的大小应根据切缝宽窄、工件厚度及凹角尺寸大小等要求进行确定，快走丝线切割加工中一般使用0.120.20mm的电极丝。3. 电极丝半径补偿类似于数控铣削加工，数控快走丝线切割加工时，数控系统所控制的是电极丝中心移动的轨迹。加工工件外部轮廓形状时，电极丝中心轨迹应在所加工图形的外面；加工工件内部轮廓形状时，电极丝中心轨迹应在所加工图形以内。工件轮廓与电极丝中心轨迹间的距离，即为电极丝半径补偿量l，其在数值上等于电极丝半径与单面放电间隙之和。放电间隙与工件的材料、结构、走丝速度、电极丝的张紧程度、导轮的运行状态、工作液种类及脏污程度、脉冲电源参数等情况有关，用快走丝电火花线切割机床进行加工，在脉冲峰值电压Ui=6080V时，一般单面放电间隙=0.010.02mm。在实际工作中，要精确地确定电极丝半径补偿l是比较困难的，可以在每次正式加工前，先在确定的加工条件下，试切一个工件相同材料、相同厚度的正方形，再实测出尺寸，求得准确的l值，以便更准确地实施加工。但是当积累了很多的工艺数据或者生产厂家提供了有关工艺参数时，只要查数据即可。电极丝半径补偿的方向，按切割工件内、外轮廓以及线切割路线的不同而定。4. 电极丝垂直度的校正电极丝垂直度的校正是将电极丝校正到与机床坐标工作台表面垂直。在具有U、V轴的数控快走丝线切割机床上，电极丝运行一段时间重新穿丝后或加工新工件之前，需要重新调整电极丝对坐标工作台表面的垂直度。校正时使用一个各平面相互平行或垂直的长方体，称为校正器。操作思路是选择校正器上的两个垂直于地面的相邻侧面作为基准面，校正器地面贴实工作台面，且两侧面分别平行于X、Y坐标轴方向。再选择机床的微弱放电功能，使电极丝与校正器间被加上脉冲电压，手动沿X或Y坐标轴方向将电极丝移到接近校正器的一个侧面，直到产生轻微放电火花，如图110所示。然后观察电极丝和校正器侧面可接触长度上放电火花的均匀程度，如出现上端或下端中只有一端有火花，说明该端离校正器侧面距离近，而另一端离校正器侧面远，电极丝不平行于该侧面，需要矫正。最后通过手动电动U轴或V轴坐标直到上下火花均匀一致，则电极丝被调整到平行于该侧面。将电极丝分别调正到与校正器上的两个侧面平行，由于两个侧面均垂直于底面，因此电极丝也垂直于底面，即垂直于机床工作台面。三安装工件1. 选择工艺基准为了便于线切割加工，应准备相应的定位基准以保证将工件正确、可靠地装夹在机或夹具上。通常，选择工件上面积较大的外表面作为主要定位基准，并且所选基准应尽量与图样上的设计基准一致。在线切割前，还应选好电极丝的校正基准，用来将电极丝调整到相对于工件正确的坐标位置。对于外形是矩形状的工件，若已选择底平面作为主要定位基准，当其上具有两个相互垂直且又同时垂直于底平面的相邻侧面时，应选择这两个侧面作为电极丝的校正基准；对于圆盘形及其他异形状的工件，则一般准备一个与工件上作主要定位基准的平面保持垂直的内孔或穿丝孔作为校正基准。2. 制定工件安装方案表15中列出了快走丝线切割机床上装夹工件的一些典型方法。名称简图说明悬臂支撑方式工件一端悬伸，装夹简单方便，通用性强。因工件平面与工作台面找平，工件悬伸端易手里挠曲，导致所切割出的侧面与工件底平面的垂直度误差，通常只在工件加工要求或悬臂部分短的情况下使用两端支撑方式工件两端固定在两相对工作台面上，装夹简单方便，支撑稳定，定位精度高。但要求工件长度大于两工作台面的距离，不适于装夹小型工件，且工件刚性要好，中间悬空部不会产生挠曲桥式支撑方式先在两端支撑的工作台面上架上两根支撑垫铁，再在垫铁上安装工作，垫铁的侧面也可作定位面使用。方便灵活，通用性强，对大、中、小型工件都适用板式支撑方式根据常规工件的形状和尺寸大小，制成各种矩形或圆形孔的平板作为辅助工作台，将工件安装在支撑板上。装夹精度高，适合于批量生产各种小型和异型工件。但无论切割型孔还是外形都需要穿丝，通用性也较差复式支撑方式在工作台面上装夹专用夹具并校正好位置，再将工件装夹于其中。对于批量加工可大大缩短装夹和校正时间，提高效率3. 校正工件位置工件安装后，还必须进行校正方能使工件的定位基准面分别与机床的工作台面及X、Y进给方向保持平行，从而保证切割出的表面与基准面之间的相对位置精度。表16中列出了常用于校正工件位置的一些典型方法名称简图说明拉表法利用磁力表座，将百分表或千分表固定在机床的丝架上或其他固定部位，使测量头与工件基面接触，然后往复移动工作台，按表中指示的数值调整相应工件的位置，直至指针的偏转值在定位精度所允许的范围之内。校正应在在三个坐标方向上进行划线法利用固定在丝架上划针对正工件上的基准线或基准面，往复移动工作台，根据目测调整工件的位置，直到划针的运动轨迹同工件上的基准线或基准面完全吻合。可用于工件待切割图形与定位基准相互位置要求不高的工件，也可以在对表面较为粗糙的基面进行校正时使用固定基面靠定法利用通用或专用夹具中纵、横方向的定位基准面，先行通过校正保证基准面与相应坐标方向一致后，将具有相同基准面的工件直接在夹具上靠定，就可保证工件的正确加工位置四确定切割方案1. 安排切割路线安排切割路线即为确定线切割加工的起点和走向。在快走丝线切割加工过程中，工件原有内部残余应力的平衡状态被破坏，释放出来会引起工件的变形，从而达不到提高切割精度要求。如图111所示为切割某工件的外形，若选择毛坯外部的点A作为穿丝点，工件轮廓上的点a为切割起始点，则有外向内顺序的切割走向可有AabcdefaA和AafedcbaA两种方案。后一种方案当切割完第一边Aaf后继续加工时，工件部分与夹持部分之间由于材料大部分已被割断，相互之间连接较少，工件刚度大为降低，容易产生变形而影响切割精度，严重时甚至会夹住、拉断电极丝，使加工中断；而前一种方案则先切向远离夹持部分的方向，待最后再转向夹持部分处将工件切落，可减少甚至避免这些不利影响。若选择毛坯外部的点B作为穿丝点，切割起始点为d，则无论选择哪种走向，切割精度都会受到材料变形的影响。一般情况下，最好将切割起始点安排在靠近夹持端，将工件与夹持部分分离的切割段安排在切割走向的末端。对于精度要求较高的零件，最好将切割起始点取在毛坯上预制的穿丝孔中，电极丝不由毛坯外部直接切入，以免工件在切开处变形。并注意切割路线与毛坯外形的距离应大于5mm，以避免沿外形侧面切割时电极丝单边受电火花冲击力，运行不稳定，难以保证切割精度。线切割后，在切割起始点处总会残留一个高出加工表面的接痕，称之为突尖，如图112所示。源于切割完毕以前，电极丝的中心轨迹尚未达到点P时，由于放电间隙及电极丝半径的存在，被切割部分在自重作用下就已经掉了下来。在高速走丝线切割加工中多用细的电极丝，突尖一般很小；低速走丝线切割加工因放电间隙及电极丝半径都比较大，突尖更为明显。为去除突尖，应尽可能把切割起始点选在切割表面的拐角位置或是切割质量要求不高的表面上，或在容易修整的部位。此外，还可采用多次切割的方式除掉突尖。2. 穿丝孔位置的确定与加工为了减少将毛坯外形切断所引起的变形，通常不论切割什么性质的工件，都在毛坯上适当位置预先钻好穿丝孔，把电极丝从孔中穿入之后才进行切割加工，使毛坯保持完整，如图113所示。在同一块毛坯上要切出两个以上零件时，应针对每个零件设置各自独立的穿丝孔，不能仅设一个穿丝孔将所有零件一次性切割出来。在切割大型工件时，最好沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以便切割中发生断丝时就近重新穿丝，切入断丝点继续进行切割。穿丝孔的位置最好选在已知轨迹尺寸的交点处或便于运算的坐标点上，以简化编程时有关坐标尺寸的推算。切割带有封闭型孔的工件时，穿丝孔应位于待切割型孔内部，当设在型孔的中心时，编程计算和电极丝定位操作都较为方便，但无用的切入行程较长，对大的型孔切割，为缩短无用行程，穿丝孔应设在靠近加工轨迹的边角处。切割外形时，可将穿丝孔选在型面以外，并放在靠近切割起始点处。切割槽时，穿丝孔位置要放在图形的最宽处，不允许穿丝孔与切割轨迹有相交的现象，如图114所示。穿丝孔的直径大小要适宜。孔径太小，不但钻孔难度增加，也不便于穿丝；但若孔径过大，加工起来将耗费更多的工时。常用穿丝孔直径为310mm，如果所切割工件的型孔数目较多，孔径较小，排布也较为密集，应采用较小的穿丝孔（0.30.5mm），以避免各穿丝孔间相互打通。穿丝孔的设置具有一定的灵活性，应视具体情况妥善加以确定。3. 毛坯的热处理安排快走丝线切割加工一般在工件材料经过淬火处理和磨削加工后进行，淬火处理易使材料内部的残余应力显著增加，而磨削加工过程中的高温和大面积去除金属，也会使材料内部出现残余应力。线切割加工时，一旦残余应力释放，其相对平衡状态受到破坏，就会引发工件材料产生较大变形，导致线切割完的工件与电极丝轨迹有很大差异，影响加工精度。淬火不当的材料还会在切割中出现裂纹，甚至会猛烈炸开。为此，线切割加工前要严格执行热处理规范，工件淬火后应进行回火才能进行磨削和线切割加工，而且最好进行两次回火处理或采用高温回火，处理后的硬度在5860HRC为宜。同时，注意线切割加工前要对工件进行消磁处理及去除表面氧化皮和锈斑等。五电极丝与工件之间初始坐标位置的调整快走丝线切割加工之前，电极丝应定为到工件加工坐标系的起点上。生产中已有许多成熟、简便的方法，大多是通过移动坐标工作台，对工件找边或找穿丝孔、工艺孔的中心，达到切割表面工件外形或型腔之间所要求的正确位置关系。1. 目视法对加工要求较低的工件，可直接利用工件上的有关基准线或基准面，沿某一轴向移动工作台，借助于目测或28倍的放大镜，当确认电极丝与工件基准面接触或使电极丝中心语基准线重合后，记下电极丝中心的坐标值，再以此为依据推算出电极丝中心与加工起点之间的相对距离，将电极丝移动到加工起点上，如图115所示。其中图（a）为观测电极丝与工件基准面接触时的情况；图（b）为观测电极丝中心与穿丝孔出划出的十字基准线在纵横两个方向上分别重合时的情况。注意操作前应将工件基准面清理干净，不能有氧化皮、油污和工作液等。2. 火花法利用电极丝与工件在一定间隙下发生火花放电来确定电极丝的坐标位置，操作方法与对电极丝进行垂直度校正基本相同。调整时，移动工作台，使电极丝逐渐逼近工件的基准面，待出现微弱火花的瞬间，记下电极丝中心的坐标值，再计入电极丝半径值和放电间隙来推算电极丝中心与加工起点之间的相对距离，最后将电极丝移动到加工起点。此法简便、易行，但因电极丝靠近基准面开始产生脉冲放电的距离往往并非正常切割时的放电间隙，且电极丝运转时易抖动，从而会出现误差；况且火花放电也会使工件的基准面也会使工件的基准面受到损伤。3. 接触感知法利用机床的接触感知功能来进行电极丝定位最为方便，如图116所示。首先启动X（或Y）方向接触感知。使电极丝朝工件基准面运动并感知到基准面，记下该点坐标，据此算出加工起点的X（或Y）坐标；再用同样的方法得到加工起点的Y（或X）坐标，最后将电极丝移动到加工起点。基于接触感知，还可以实现自动找中心功能，即让工件孔中的电极丝自动校正后停止在孔中心处实现定位。具体方法为：横向移动工作台，使电极丝与一侧孔壁相接触短路，记下坐标值X1，反向移动工作台至孔壁另一侧，记下相应坐标值X2；同理也可以得到y1和y2。则基准孔中心的坐标位置为【（|X1|+|X2|）/2，（|y1|+|y2|）/2】，将电极丝中心移至该位置即可定位，详见图117.六选配工作液根据线切割机床的类型和加工对象，选择工作液的种类、浓度及导电率等。对于快走丝线切割加工，一般常用10%左右的乳化液，可达到较高的线切割速度。七选择脉冲电源参数对于快走丝线切割加工，为使切割过程稳定，避免电极丝振动、损耗量加大甚至断丝，在满足不同加工要求时，可调整脉冲宽度为250m，脉冲间隔为10200s，要求理想的表面粗糙度时，脉冲宽度要小，间隔要打。放电峰值电流为440A，主要根据表面粗糙度和电极丝直径选择：要求Ra值小于1.25m时，取4.8A以下；要求Ra值为1.252.5m时，取612A；Ra值大于2.5m时，可取更高的值；电极丝直径越粗，峰值电流的取值可越大。开路电压为80100V。在数控快走丝线切割机床使用说明书中，一般都提供有机床制造厂根据工艺试验给出的多套脉冲电源参数组合，供操作者选用时参考，并按操作规定调用即可。但实际加工情况可能出入较大，现成的数据不一定很理想，最好在工作实际中注意不断积累、记录、整理、总结，摸索较好的参数搭配来完成加工。课题1.1.2 数控快走丝电火花线切割加工程序编制和其他数控机床一样，要使数控快走丝线切割机床自动完成切割加工，必须事先编制数控加工程序。我国早期的数控快走丝线切割机床采用的是3B、4B格式程序，目前仍在一些企业应用。近年来生产的数控快走丝线切割机床已普遍使用计算机系统，采用符合国际标准的ISO格式编程。一ISO格式编程目前各种快走丝线切割数控系统所使用的ISO格式指令与国际标准基本一致，但也存在个别不同之处。在编程之前应仔细了解所选用机床的规格、性能及数控系统所具有的功能，详细阅读该数控系统的编程说明书记指令格式等，尤其注意区分那些指令形式相同而功能有所区别的指令和系统本身特有的那些指令，然后按照具有机床规定使用的指令格式，将工件的尺寸、切割轨迹、电极丝半径和放电间隙补偿等加工数据编入加工程序。表17中列出了一般快走丝线切割数控系统所特有的典型指令的功能和程序段的格式。此外，快走丝线切割数控系统还允许利用T或M功能代码以实现打开/关闭工作液泵、启动/关闭走丝机构、切割暂停或结束等操作。二3B格式编程3B格式程序段的格式见表18所示。1. 坐标值x、y在3B格式中，使用相对坐标编程。加工平行于坐标轴的直线时，x和y均为0值；加工斜线时，以该斜线的起点作为编程原点，x、y为斜线的终点坐标值，由于此时x、y值仅用来表示斜线的角度，因此允许将两值按相同的比例缩小或放大；加工圆弧时，编程原点取在圆心，x、y为圆弧起点的坐标值。X、y值的单位为m，为负值时负号不写。近些年来我国已较为普遍的使用带有自动补偿电极丝半径和放电间隙功能的线切割机床，即只按照工件的轮廓编制程序，再给出相应的补偿量和偏移方向，电极丝的中心就会从工件轮廓自动向外（或内）偏移一个数值，勿需带入补偿量进行繁琐的坐标值计算。2. 分割符B因为x、y、J均为数值，为避免混淆，需用分隔符将它们隔开。当x、y为零省略不写时，分隔符不能省写。3. 计数方向G计数方向就是计数时选择作为投影轴的坐标轴方向。加工斜线时，必须用进给距离较长的一条坐标轴作为控制进给长度的计数方向，以免漏步。以斜线的起点作为编程原点，若斜线在哪条坐标轴上的投影长度做长，就按该轴方向计数。如图118所示，可将坐标系以45线为界划分成不同区域，当斜线的终点落在阴影区域内时，取Y轴方向为计数方向，记为Gy；落在阴影区域以外时，取X轴方向计数方向，记为Gx。若斜线正好为45时，计数方向可任意选取Gy或Gx。与加工斜线相反，加工圆弧时，应以与终点附近的圆弧趋于平行的坐标轴作为计数方向。如图119所示，若圆弧终点落在阴影区域内，计数方向应取Gx；而圆弧终点落在非阴影区域时，计数方向应取Gy。当圆弧终点正好落在45线上时，可任意选取Gy或Gx。4. 计数长度J计数长度是在计数方向的基础上确定的，是从起点加工到终点时，切割轨迹在规定的计数方向上投影的总长度，单位为m。如图120所示，切割斜线OA时，计数方向为Gx,计数长度为OB时，在数值上等于A点的x坐标值；切割半径为500mm的圆弧MN时，计数方向为Gx，计数长度为三段90圆弧在该方向上投影的总和，即5003=1500.5加工指令是用来确定切割轨迹的形状、起点或终点所在象限和加工方向等信息的。数控系统根据这些指令，正确选用偏差计算公式、进行偏差计算、控制工作台进给方向，从而实现机床的自动化加工。加工指令共有12种，可分为斜线和圆弧两类。如图121所示，被加工的线段是在、象限的斜线时，加工指令分别用L1、L2、L3、L4表示；被加工的线段是与某坐标轴平行的直线时，根据进给方向，加工指令亦分别用L1、L2、L3、L4表示，为区别于斜线，在编程时取x=y=0.加工圆弧时，被加工的圆弧有可能跨越几个象限，此时的加工指令应由圆弧起点所在的象限及圆弧走向来确定。如起点在、象限，并按顺时针方向切割时， 加工指令分别用SR1、SR2、SR3、SR4表示；按逆时针方向切割时，则分别用NR1、NR2、NR3、NR4表示。以切割图122所示零件为例。该图形由三段直线和一段圆弧组成，故分段编制加工程序。 BBB04000GxL1 加工直线AB，坐标原点取点A,AB与X轴重合，x、y值均为0 B10000B90000B090000 加工斜线BC，坐标原点取点B，终点C的坐标值为x=10000，y=90000 B30000B40000B60000GxNR1 加工圆弧CD，坐标原点取在圆心，起点C的坐标值为x=30000，y=40000 B10000B90000B090000GyL4 加工斜线DA，坐标原点取点D，终点A的坐标值为x=10000 y=90000上述编程方法是依靠手工编程实现，比较费时。目前已经研制了计算机辅助编制程序，实现自动编程，可大大缩短编程时间，保证编程质量，图形越复杂，其效果越显著。课题1.1.3 数控快走丝电火花线切割机床的日常维护及保养和一般的机床一样，好的线切割加工效果是在机床各部件都调整到良好状态条件下才能达到的。经常作好对机床的维护及保养，使之保持好的状态，是保持机床能正常可靠地工作、延长其使用寿命和提高生产效率的必要条件。一定期润滑调整机床经常保持机床清洁卫生，尤其是导轮及导电块应保持清洁，不应有放电蚀物堆积在上面，否则将引起接触不良和电极丝振动。工作结束后应立即将机床擦拭干净，在易蚀表面涂一层机油，并定期进行清理。清理中应注意机床外表油漆面不能用汽油、煤油等有机溶剂擦拭，只能用中性清洁剂或水擦拭。按机床操作说明书中润滑细表（表19）的规定，按时对机床进行润滑保养。尤其是储存丝筒部分，是整机运转频率最高、速度最快的部件，要坚持每班注入规定的润滑油或润滑脂进行润滑，以保证机构灵活运转。机床的各轴承及立柱的头架在机床厂家装配时已涂好工业用黄油，在机床修理时更换。对于丝杠螺母、导轨等，要根据使用时间、间隙大小按机床操作说明书要求定期予以调整。二、定期更换工作液和易损件工作液的好坏直接影响加工效率和工件表面的粗糙度，要经常检查工作液是否足够，检查供液管及喷嘴是否畅通，及时更换工作液，同时清洗工作台等部位，以利于保证加工正常进行。机床上的导轨、导轮轴承、导电块等均属于易损件，如果因磨损后影响加工精度和稳定性时，应及时跟换。三、定期检查维护安全装置定期检查机床的电源线、超程开关盒换向开关是否可靠。每月至少检查一次急停开关盒操作停止开关的功能是否正常。检查急停开关的方法是正常开机后，按一下急停开关，检查油泵、控制电机和电柜电源是否关掉；检查操作停止开关的方法是加工中按一下手控盒上的OFF键，检查加工是否停止。第二单元 数控快走丝线切割机床的基本操作训练项目数控快走丝线切割机床的品种规格较多，视所用机床的生产厂家及其型号性能等方面的差异，具体操作方法也会有所不同，但各种机床的操作大同小异。本单元主要讲解操作数控电火花快走丝线切割机床普遍使用的规范化流程及基本方法，以便掌握应用数控电火花快走丝线切割机床进行零件加工的全过程，相信操作应参阅机床使用说明书。项目1.2.1 手动控制机床运行的基本操作方法数控电火花快走丝线切割机床的人-机交互界面多配置有手动操作功能页面，可以利用手控或键盘上的有关功能键完成加工前的轴移动、回设定坐标点、置零、感知、找中心等基本操作，以方便地进行加工前的工艺准备工作。一开机接通机床及数控系统电源（1） 检查外接线路是否接通（2） 合上电源主开关，接通总电源。（3） 断开急停按钮。（4） 按下控制面板上的绿色启动按钮，启动控制系统。（5） 机床开始通电，确认风扇电机运转正常。（6） 一般等待几十秒后，显示器上出现正常画面，启动结束。二坐标工作台点动使坐标工作台同时沿X、Y轴或其中任一轴按选定的电动速度移动。（1） 检查确认坐标轴移动的路径上无障碍后，按压手控盒上的电动速度键选择坐标工作台电动移动速度高低，一般开机时为中速。当选择了单步档时，每按一次所选轴向键，工作台移动0.001mm。当选择了高速、中速、低速等其他档时，对应的移动速度一般在出厂时已调好。（2） 点按某轴向键即可沿该坐标方向按选定的电动速度移动坐标工作台，松开键后则停止移动。每次可以任选X或Y向仅作单轴移动，也可以同时按压【X】、【Y】键实现双轴联动。随着电极丝与工作台距离渐进，电动速度应逐次降低，以免发生碰撞现象。（3） 电动结束后，在操作页面上可见所移动坐标轴的当前坐标值。三坐标工作台定值定向移动 使某一个或某几个坐标轴根据输入的坐标数值或移动量移动到定点处。（1） 检查确认坐标轴移动的路径上无障碍后，进入显示器上的坐标轴移动操作页面。（2） 根据欲实现的是各坐标轴的绝对坐标移动还是相对坐标移动，在坐标模式选项中选择绝对坐标模式或增量坐标模式。按操作页面提供对照的标准格式用键盘输入坐标定位程序。（3） 从手控盒或键盘上选择坐标轴移动功能键或按回车键，坐标轴开始移动。（4） 机床移动工作台到给定点后，停止移动，在操作页面上可见所移动坐标轴的但前坐标值。（5） 在执行过程中，可通过按急停按钮或按手控盒上的暂停键等方式停止当前动作。四坐标工作台回极限 使坐标工作台或电极丝移动到指定轴向的极限。（1） 检查确认坐标轴移动的路径上无障碍后，进入显示器上的坐标轴移动操作页面。（2） 根据欲实现的是各坐标轴的绝对坐标移动还是相对坐标移动，在坐标模式选项中选择绝对坐标模式或增量坐标模式。按操作页面提供对照的标准格式用键盘输入程序。（3） 从手控盒或键盘上选择坐标轴移动功能键或按回车键，执行指定轴向的回极限动作。（4） 机床移动工作台到达极限位后，在操作页面上可见X、Y、U、V坐标轴的当前坐标值。（5） 在执行过程中，可通过按急停按钮或按手控盒上的暂停键等方式停止当前工作。五坐标工作台回半程使坐标工作台或电极丝回到当前坐标点与零点之间距离的一半处，以进行坐标定位。（1） 检查确认坐标轴移动的路径上无障碍后，进入显示器上的坐标轴移动操作页面。（2） 根据欲实现的是各坐标轴的绝对坐标移动还是相对坐标移动，在坐标模式选项中选择绝对坐标模式或增量坐标模式。按操作页面提供对照的标准格式用键盘输入程序。（3） 从手控盒或键盘上选择坐标轴移动功能键或按回车键，执行指定轴向的回半程动作。（4） 机床移动工作台到位后，在操作页面上即时显示X、Y、U、V轴当前坐标。（5） 在执行过程中，可通过按急停按钮或按手控盒上的暂停键等方式停止当前工作。六置零将当前坐标点设置为当前坐标系的零点。（1） 进入显示器上的置零操作页面。（2） 根据操作页面提示选择坐标轴正、负方向区别，可单轴或多轴。（3） 从手控盒或键盘上选择置零功能键或按回车键，执行置零操作。（4） 置零结束后，在操作页面上可见选定坐标轴回到当前坐标系的零点，坐标值自定显示为0.七坐标工作台回起点使坐标工作台或电极丝回到“置零”所设的零点或在加工程序中设置的坐标起点处，以进行坐标定位。（1） 检查确认坐标轴移动的路径上无障碍后，进入显示器上的坐标轴回起点操作页面。（2） 根据操作页面提示选择坐标轴，无坐标轴正、负方向区别，可单轴或多轴。（3） 从手控盒或键盘上选择置零功能键或按回车键，执行坐标轴回零操作。（4） 坐标轴回到起点后，在操作页面上可见当前坐标值自动显示为0或在加工程序中设置的坐标起点坐标值。（5） 在执行过程中，如果感知到极限发生，运动暂停并显示错误信息，解除后可继续。可通过按急停或按手控盒上的暂停键等方式停止当前工作。八感知实现某一轴向的接触感知动作，以便进行坐标定位。（1） 将电极丝和工件要感知接触的表面清理干净，用坐标轴电动功能将电极丝移至所需位置。（2） 进入显示器上的感知操作页面。根据操作页面提示，对照提供的标准格式用键盘输入程序。（3） 从手控或键盘上选择感知功能键或按回车键，执行沿指定轴向的感知动作。（4） 感知结束后，在操作页面上即时显示 X、Y、U、V轴当前点坐标。（5） 在执行过程中，可通过按急停扭或按手控盒上的暂停键等方式停止当前动作。九找中心自动找工件内孔的中心位置。（1） 清理工件确保孔内无毛刺，将电极丝穿入工件内孔，用坐标轴点动功能将电极丝大致移到孔的中心位置。（2） 进入显示器上的找中心操作页面。（3） 从手控盒或键盘上选择感知功能或回车键，执行沿指定轴向的感知动作。（4） 一般地，电极丝先找X轴方向中心，完成后回到X轴向孔的中心处，再进行Y方向找中心操作，执行（5） 在执行过程中，可通过按急停扭或按手控盒上的暂停键等方式停止当前动作。十坐标工作台切割移动实现电极丝沿X、Y中某一轴向或双轴同时边切割，边向工件内部进给，以便将电极丝定位于工件内。（1） 用坐标轴点动功能将电极丝移至所需位置。（2） 进入显示器上的加工操作页面，根据操作页面提示对照提供的标准格式用键盘输入程序。（3） 按下回车键，坐标工作台移动，电极丝沿指定轴向切入工件内部（4） 执行结束后，在操作页面上即时显示X、Y、U、V轴当前点坐标。（5） 在执行过程中，可通过按急停按钮或按手控盒上的暂停键等方式停止当前动作。十一关机关断机床及数控系统电源。（1） 用坐标轴电动功能将坐标工作台移至各轴中间位置。（2） 按下红色急停按钮（3） 扳转电源开关，关闭电源。（4） 断开外接线路。 项目1.2.2 加工前的准备工作任务1配置工作液（1） 将工作液箱内的残液排空，按比例将线切割乳化液和自来水加入工作液箱，并搅拌混合均匀。（2） 按下手控盒上PUMP键打开液泵，观察供液状态。2绕丝参见图123所示，通过操纵储丝筒操作面板来进行控制。（1） 将购回的丝盘装到丝盘安装轴上。（2） 使储丝筒移动到其行程的一端，把电极丝通过导轮引向储丝筒端部的螺钉处并压紧。（3） 打开张丝电机启停开关，旋动张丝电压调节旋钮，调整电压表读数至电极丝张紧且张力合适。（4） 用摇把手动旋转储丝筒，使电极丝以一定的张力逐渐均匀地盘绕在储丝筒上。（5） 待储丝筒移至其行程的另一端时，关掉张丝电机启停开关，从丝盘处剪断电极丝并固定好丝头。3穿丝绕丝后要再穿丝，穿丝路线如图124所示。（1） 将固定在摆杆上的重锤从定滑轮上取下，推动摆杆沿滑枕水平右移，插入定位销暂时固定摆杆的位置，装在摆杆两端的上下张紧轮位置随之固定。（2） 牵引电极丝剪断一次穿过各个过渡轮、张紧轮、主导轮、导电块等处，用储丝筒的螺钉压紧并剪掉多余丝头。（3） 取下定位销，挂回重锤，受其重力作用，摆杆带动上、下张紧左移，电极丝便以一定的张力自动张紧。（4） 使用储丝筒移向中间位置，利用左、右行程撞块调整好其移动行程，至两端仍各余有数圈电极丝为止。（5） 使用储丝筒操作面板上的运丝开关，机动操作储丝筒自动地进行正反向运动，并往返运动两次，使张力均匀。（6） 安装电极丝完毕。4校正电极丝（1）擦净电极丝、工作台面和校正器各表面，选定位置将校正器上的垂直于底面的两相邻侧面沿X、Y坐标轴方向平行放好。（2）进入显示器上的电极丝垂直度校正操作页面，电极丝自动运行，电极丝与校正器间被加上微弱的脉冲电压。（3）用坐标轴点动功能移动工作台，使校正器沿X轴向的一个侧面与电极丝逐渐接近，直到看见放电火花为止。注意电极丝与校正器接触太多或距离太远，都不会有火花。（4）目测电极丝和校正器侧面可接触长度上放电火花的均匀程度，用坐标轴点动功能移动U轴，使火花上下一致，则电极丝相对于X坐标垂直。（5）用坐标轴点动功能移动工作台，使校正器沿Y轴方向的一个侧面与电极丝逐渐接近，直到看见放电火花为止。注意电极丝与校正器接触太多或距离太远，都不会有火花。（6）目测电极丝和校正器侧面可接触长度上放电火花的均匀程度，用坐标轴点动功能移动V轴，使火花上下一致，则电极丝相对于Y坐标垂直。（7）用置零功能将U、V坐标值设定为0.5安装并校正工件（1）清洁工件及安装工件用夹具的接触表面（2）按预定方案装夹工件，注意保证工件的切割部位于工作台的工作行程范围内，并避免工作台移动时，工件撞断电极丝。（3）利用磁力表架和刻度表对工件进行水平位置校正，必要时进一步校正工件侧壁面的工艺基准使其分别与工作台X、Y坐标方向平行。注意多操作几遍，力求位置准确，将误差控制到最小。6调整Z轴行程（1）松开Z轴锁紧把手。（2）根据工件厚度摇动Z轴升降手轮，使工件大致处于上、下主导轮中部位置。（3）锁紧把手。7调整电极丝的初始坐标位置（1）依据电极丝与工件之间的孔、边、角位置关系，利用轴移动、回设定坐标点、感知、找中心等基本操作功能调整好加工前电极丝的初始位置。（2）用置零功能将X、Y、U、V坐标值设置为零。8准备加工用NC程序文件加工用NC程序文件准备一般可以采用多种方法，例如：（1） 利用机床操作面板提供的文件管理任务窗口新建一个NC程序文件，输入、编辑程序后存盘，需要时调用。（2） 利用机床的计算机数控系统提供的专用CAD/CAM软件，通过绘制切割图形的二维平面轮廓，设置有关加工参数，进而自动生成所需的NC程序文件。具体使用方法参见与所用机床配套的CAD/CAM手册。（3） 在其他计算机上利用相关CAD/CAM软件生成好NC程序文件，然后利用机床的文件管理任务窗口将其从软盘拷入到机床硬盘的目标位置，或通过串行通讯口进行传送。项目1.2.3 加工过程控制的一般方法1执行加工（1） 进入机床操作面板和手控盒提供的轴移动、感知、找中心等功能，设置好加工起始点的X、Y、U、V轴机械坐标值。（2） 利用机床操作面板提供的文件管理任务窗口，将硬盘或软盘上欲加工的NC程序文件装入内存缓冲区。（3） 利用机床操作面板提供的切割图形检查窗口确认欲加工的几何轨迹。若发现几何轨迹有错误，则必须重新准备NC文件，否则不能得到预期的加工工件。（4） 设置其他加工选项，如无人（程序结束后，自动切断强电关机）、响铃（程序结束后奏乐，发生错误时报警）、模拟（只在显示器屏幕上进行轨迹描画，机床无任何运动）、单段（执行完一个程序自动暂停，按有关功能键后继续执行下一段）、预演（加工前先绘出图形，加工中轨迹跟踪，便于观察整个图形及加工位置；否则不预先绘出图形，只有轨迹跟踪）等，按手控盒上的启动键或键盘上的回车键，程序自动执行，开始加工。2加工状态的实时监控（1） 进入机床操作面板提供的放电加工窗口中的相关状态页面，以查看当前加工状态（2） 进入机床操作面板提供的放电加工窗口中的相关参数页面，以查看或修改当前选的点参数、丝参数、水参数等加工参数。（3） 进入机床操作面板提供的放电加工窗口中的切割轨迹跟踪页面，以查看实际的加工轨迹和当前加工位置。3工作液喷流控制（1） 正常工作时应始终保证邮箱内工作液总量符合要求，适时补充以保证运行正常。（2） 按压手控盒上的喷流扭进行冲液，用液面高度调节手柄调节液面的高度，工作液必须比加工最高点高出50mm以上。（3） 在执行过程中，可通过显示器的相关操作页面修改喷流压力值和流量。（4） 在执行过程中，可通过按急停扭，按手控盒上的暂停键或再按喷流扭等方式停止当前动作。4紧急停机机床运行过程中，一旦发现异常情况，应立即停机。可通过以下方式中的任意一种停机：（1） 任何时候按压控制面板上的红色急停按钮，停止当前的加工或当前的机床动作。（2） 任何时候按压手控盒上的暂停键，暂停当前的加工或当前的机床动作。（3） 任何时候按压储丝筒操作面板上的紧急停止开关，停止当前的加工或当前的机床动作。（4） 关上机床电源主开关，停止当前的加工或当前的机床运动。项目 1.2.4 加工结束后的工作任务1检测零件的加工参数（1） 加工结束，卸下零件。（2） 应用有关量具检测零件的加工精度是否符合图样要求。（3） 应用有关量检测零件的已加工表面粗糙度，必要时检测零件的其他已加工表面质量指标。2清理机床及工作区域（1） 关机。（2） 采用电介质液清洗工作液槽内的工作区域，注意不能采用洗涤剂。（3） 夹具系统由高精度的零件组成，每次用完之后必须用清洗液清洗系统的所有部件，随后用清洁擦净或压缩空气吹干，再在表面涂防护油防止水气的腐蚀，以保证夹具的精度可靠、经久耐用。（4） 当废丝箱装满3/4容积或者要执行一个长的加工任务时，废丝箱必须要倒空并清扫干净。模块二 数控电火花成形加工第一单元 数控电火花成形机床的技术性使用课题电火花加工是一项技术性较强的工作,针对不同的加工对象,电火花加工的工艺过程有很大差异.本单元主要介绍完成数控电火花穿孔成形加工和型腔成形加工的各项工作任务的基本方法和技术要点,为下一步进行实际操作奠定良好基础.课题2.1.1 数控电火花成形加工的基本工艺规律进行数控电火花成形加工必须掌握一定的理论知识,在加工中经验的积累至关重要.尤其是操作自动化程度低的设备,工艺方法的选取、电极设计与制作、电极装夹与校正、工件压装及定位、加工规准确定、工作液供液方式选择、加工状态监控等多方面都与操作人员的技术水平关系很大。应注意一边进行生产实践操作，一边记录与整理反映加状况的数据资料，不断掌握自用机床的工艺特性，更好地指导以后的加工。一、选择工艺方法在模具制造中，用电火花加工的方法加工冷冲模具的凹模型孔称为穿孔成形加工。前者容易荏均匀的冲裁件的质量，但电极损耗会影响加工精度，难以达到小的表面粗糙度，要获得小的棱边和尖角也比较困难；后者加工面积大，材料蚀除量大，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差，电极损耗不能用增加电极长度和补充进给来补偿，比加工通孔要困难得多。1型腔成形加工的工艺方法根据模具型腔的不同形状特征和加工要求，表面成形的工艺方法很多，主要方法好表3-4所示。表3-4 型腔成形加工的工艺方法工艺类型图示说明单电极直接成形法采用一个整体式电极沿z轴方向一次性将型孔或型腔加工成形的简单工艺方法，多用于深度较浅的型腔模具和冲模加工，如各种纪念币、证章的花纹模压型，在模具表面加工商标、文字以及工艺美术图案、浮雕等单电极平动法利用平动头带动夹持其上的电极逐步向外作圆形扩张运动，由粗至精直接加工出型腔。电极一次装夹定位，先不作平致力完成粉加工成形，然后按粗、中、精加工亲过到要求尺寸，加工顺序逐级变换加工规准和加大平动量，实现侧面修光并过到要求尺寸，加工精度可过0.020.05mm,表面粗糙度Ra=1.252.5um，在直壁型腔的加工中普遍应用。但加工效率不够高，并且由于有平动轨迹半径存在，难以对尖角处清根单电极数控摇动法与单电极平动法相似，启动机床工作台，使工件按一定轨迹向外做微量扩张移动，配合主轴头的运动和加工规准变换，实现型腔的粗、中、精加工成形。摇动轨迹由数控系统产生，较平动具有更灵活多样的模模式，除圆轨迹外还有方形、十字形等，有利于复杂形状的侧面和底面修光，可以加工出清棱、清角的侧壁和底面，加工精度可达25um，表面粗糙度Ra=0.20.8um.。配以主轴作数控联动，还可加工锥面、球面、螺旋面等复杂曲面多电极更换法在没有平动或摇动加工条件时，彩多个同样形状、不同尺寸的电极依次更换加工同一个型腔。每个电极分别承担型腔的粗、中精加工，利用电极尺寸由粗到精逐次递增的差异修光直壁侧面，可以较准确地加工尖角、窄缝等形状。电极个数越多，加工精度和表面质量越高，一般用两个电极进行粗、精加工就可满足要求，多用于高精度，低粗糙度的一模多腔模具型腔的加工。但此方法对电极和制造精度有严格要求，既要求确保更换电极时的重复定位精度分解电极法把复杂型孔或型腔分解成若干简单形状的主型腔和副型腔，再分解成若干简单形状的主型腔和副型孔或型腔，是单电极平动法和多电极更换法的综合应用，工艺灵活性强，有利于简化电极制造，提高加工速度和改善加工表面质量。适用于底部有凹槽、图案或局部有尖角、窄缝、沉孔的复杂形状，电极整体制造有困难，彩整体加工效果不佳的型腔和复杂异型孔的加工，但更换电极时要求各电极之间要有精确的定位。彩电火花加工中心，同时配合一套高精度辅助工具、夹具系统，使彩分解电极法的优势越来越明显，应用越来越广泛立体成形法电极除端面具有一定形状外，侧面和顶部也有一定的立体形状。加工时首先Z轴某个位置，对侧向进行加工。主要用于型腔加工，尤其是具有不可见型面型腔的加工，可得到相当高的形状精度，但要求机床具有多向伺服加工性能创成加工法（电火花铣削法）采用简单形状的小直径电极，按照铣削加工的方式，在当选控系统控制下沿一定轨迹移动，对模具进行电清洁工成形加工，是电清洁工成形加工技术的发展方向。最大优点是省略了电极制造，同时因即时加工面积减少，加工质量也有提高。但电极损耗一般较大，并要求具备自动化程度较高的数控电火花成形机床，一般具有 46轴的佩服系统此外，当没有平动头或数控电火花成开机床时，无法实现 平动、摇动加工，若对简单方形或长方形的型腔模具加工，可以采用手动侧壁修光成形工艺，如图39所示。利用移动坐标工作台的X和Y坐标，在型腔粉加工完毕后，配合转换加工规准，依次修光各方向的侧壁，使型腔最后过到完全修光成形的目的。此种方法操作烦琐，不能修光圆形、椭圆形轮廓的型腔。2.穿孔成形加工的工艺方法上述型腔成形加工的工艺方法也用于穿孔成形加工。此外，冷冲模的配合间隙是一项很重要的技术指标，其大海和均匀性都直接影响冲片的质量及模具的寿命，在电火花穿孔成形加工中，应采取工艺措施保证配合间隙要求。（1）直接配合法加工中，将凸模适当加长，以加长部分作为电极直接加工出凹模的型孔，再将加工端切除作为凸模配合，模具质量高，电极制造方便，钳工工作量小，已在生产中行到广泛应用。俐钢电极的电火花加工性能较差，生产中常奖加长部分改选用性能好的材料，并粘结或焊接在凸模的非刃口端，共同制作成形，再以粘结部分作电级，加工完成后从凸模上割去。当冲裁间隙很小时，必须保证放电间隙也很小，但过小的放电间隙会使加工过程不稳定，造成加工困难。可将电极的工作部分用化学浸蚀的方法蚀除一层金属，使断面尺寸均匀缩小（&Z/2），其中Z为冲裁间隙，&为放电间隙，以利于放电间隙控制；反之，当冲裁间隙较大时，可以用电镀的方法将电极工作部位的断面尺寸均匀扩大（Z/2-&），以满足放电间隙要求。由于电火花加工的加工斜度，加工出的凹模型孔会形成向上的嗽叭口，可在安装凹模时将其刃口端堤，加工后再翻回来与凸模装配，则嗽叭口向下，自然利用加工斜度作为凹模刃口的落料斜度。因此，直接配合法又俗称为“反打正用”。（2）修配凸模法根据凹模尺寸设计并制造电极进行凹模加工，再按冲裁间隙要求配制凸模。由于电极和凸模分别制造，电极材料选择自由，可以选择电火花加工性能好的材料，如紫铜、石墨等，相应称为“铜打钢”、“石墨打钢”。缺点是增加了制造电极和钳工修