第12~13讲_线切割加工ppt课件

第1213讲线切割加工,本节要点,线切割原理,线切割特点,线切割机床,数字控制原理,教学目标:掌握线切割加工的原理和特点；了解电火花线切割机床的组成；了解数字程序控制的基本原理。,一、线切割加工原理和特点1、电火花线切割加工的基本原理与电火花成型加工一样，也是利用工具电极对工件进行脉冲放电时产生的电腐蚀现象来进行加工的。但是，电火花线切割加工不需要制作成型电极，而是用运动着的金属丝（钼丝或铜丝）作电极，利用电极丝和工件在水平面内的相对运动切割出各种形状的工件。若使电极丝相对工件进行有规律的倾斜运动，还可以切割出带锥度的工件。工件接在脉冲电源的正极，电极丝接负极。,1,1,快走丝线切割机床,加工精度可达到0.01mm，加工表面粗糙度Ra1.6m。,2,2,加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。,慢走丝线切割机床,3,3,线切割应用：,微细结构和复杂形状,4,4,线切割应用：,微细结构和复杂形状,5,5,线切割应用：,6,6,线切割应用：,7,7,线切割应用：,8,8,线切割应用：,9,9,2、加工过程,1、数控装置2、贮丝筒3、导轮4、电极丝5、工件6、工作液供给装置7、工作台8、脉冲电源9、工作液箱10、步进电机,脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝。电极丝以一定的速度往复运动，它不断地进入和离开放电区。在电极丝和工件之间注入一定量的液体介质。步进电机带工作台和工件在水平面内的相对运动，电极丝和工件之间发生脉冲放电，通过控制电极丝和工件之间的相对运动轨迹和进给速度，就可以切割出具有一定形状和尺寸的工件。,10,10,线切割加工过程：对零件工艺分析后可用软件自动编程或手工编程，程序输入数控装置后通过功放自动控制步进电机，带动机床工作台和工件相对电极丝沿X、Y方向移动，完成平面形状的加工。数控装置自动控制工件和电极丝之间的相对运动轨迹的同时，检测到的放电间隙大小和放电状态信息经变频后反馈给数装置来控制进给速度，使进给速度与工件材料的蚀除速度相平衡，维持正常的稳定加工。,11,11,3、线切割加工特点,与电火花成型相比不需要制作电极；(生产准备时间短)电极丝沿长度方向运动，加工中损耗少，加工精度高。(快走丝用的钼丝可重复使用。）能加工精密、形状复杂而细小的内、外形面，以及高熔点、高硬度难切削的材料。（只能加工导电材料）加工效率高，材料利用率高，成本低。自动化程度高，操作方便。不能加工母线不是直线的表面和盲孔。,12,12,二、数控电火花线切割加工机床电火花线切割机床是电火花加工机床的一种，根据走丝速度和加工精度不同，分快走丝和慢走丝二种。,快走丝：0.080.22mm的钼丝作电极，往复循环使用，走丝速度为810m/s，加工精度为0.01mm表面粗糙度Ra1.66.3m。工作液为乳化液，如：DX-1、TM-1、502型。慢走丝:走丝速度是312m/min，电极丝广泛使用铜丝，单向移动，电极丝只使用一次，不重复使用。能自动穿电极丝和生动卸除加工废料，实现无人操作。加工精度可达到0.001mm，表面粗糙度为Ra1.66.3m。价格比快走丝高。工作液为去离子水。,13,13,线切割机床由脉冲电源、机床本体、控制系统和工作液循环系统四大部分组成。(一)脉冲电源线切割机床的脉冲电源采用小功率、窄脉冲、高频率、大峰值电流的高频脉冲电源。一般电源的电规准有几个档，以调整脉冲宽度和脉冲间隙时间，满足不同加工要求。(二)机床本体机床本体包括：床身、坐标工作台、走丝机构组成。1、床身床身一般为铸件，是坐标工作台、走丝机构的固定基础。床身内部安置脉冲电源和工作液箱。考虑电源会发热和工作液泵有振动，有些机床将脉冲电源和工作液箱移出床身另行安放。,14,14,2、坐标工作台坐标工作台安置在床面上，包括上层工作台面、中层中拖板、下层底座，还有减速齿轮和丝杠螺母等构件。两个步进电动机经过齿轮减速，带动丝杠螺母，从而驱动工作台在XY平面上移动。控制器每发出一个进给脉冲信号，工作台就移动lm，则称该机床的脉冲当量为1m/脉冲。,工作台传动原理,15,15,走丝机构传动原理,3、走丝机构快走丝机构的作用是保证电极丝能进行往复循环的高速运行，由电动机传动储丝筒作高速正反向转动。通过齿轮副传动走丝机构拖板的丝杠螺母，使电极丝均匀地卷绕在储丝筒上。储丝筒在旋转的同时，做轴向移动，轴向移动应大于电极丝直径，使电极丝整齐排列在贮丝筒上。快速走丝能较好地将电蚀屑排出加工区，提高加工速度。电极丝换向时的减速和加速过程中，放电和进给必须停止。否则会出现断丝。由于电极丝换向时的抖动和反向停顿，使加工表面出现凹凸不平的条纹。,16,16,慢走丝机构,走丝速度在312m/s左右，电极丝多采用成卷的黄铜丝或镀锌黄铜丝，工作时单向运行，经放电加工后不再使用，电极丝的张力可调节。,特点：电极丝只用一次，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量好，但加工速度低，加工成本高。,对于能割斜度的走丝机构，通过电极丝上导轮在纵、横两个方向的偏移，使电极丝倾斜，可加工带锥度的工件。,上导轮和工作台分别由四个步进电机驱动，由计算机同时控制。,17,17,18,（四）工作液循环系统,快走丝用的工作液是乳化液，慢走丝用的工作液是去离子水。去离子水是通过离子交换树脂净化器将水中的离子去除，并通过电阻率控制装置，控制去离子水的电阻率。,工作液循环系统的作用：与电火花成形相同，主要是及时排除电蚀产物，对工件和电极丝进行冷却。,（三）控制系统,作用：按程序自动控制电极丝和工件之间的相对运动轨迹和进给速度，完成对工件的加工。同时，根据放电间隙大小和放电状态，使进给速度和工件的蚀除速度相平衡，维持正常的稳定加工。,18,二、数字程序的基本控制原理,19,线切割加工时，数控装置连续运算，并向驱动机床工作台的步进电机发出相互协调的进给脉冲，使工作台(工件)按指定的路线运动。,斜线(直线)OA的插补过程。O点为切割的起点，X、Y轴分别表示工作台的纵、横进给方向。取斜线的起点O为坐标原点，OA终点的坐标为(6，4)。,先从坐标原点O沿X轴正向进给一步，加工点(电极丝)由O移动到M1，M1点在OA的下方已偏离斜线，产生了偏差。为使加工点向OA靠拢，需沿Y轴正向进给一步，加工点由M1移动到M2。M2点在OA的上方，也偏离了斜线，产生了新的偏差。为了纠正这个偏差，应沿X轴正向进给一步。如此连续插补，直到斜线终点A(6，4)。,19,二、数字程序的基本控制原理,电极丝相对工件的运动轨迹是折线OM1M2A。斜线(直线)插补就是用上述折线代替直线OA，完成对斜线的加工。,20,逐点比较法：加工过程中，工作台每进给一步，都要比较一下加工点与规定图形的位置，逐步逼近加工图形的控制方法。,圆弧AB的插补过程。取圆心为坐标原点，用X、Y轴表示机床工作台的纵、横进给方向。以A点为加工起点。若加工点在圆弧外(包括在圆弧上的点)，沿X轴负向进，给一步，加工点在圆弧内，沿Y轴正向进给一步，一直插补到圆弧终点B。和斜线插补一样，也是用一条折线代替圆弧AB。,20,二、数字程序的基本控制原理,21,为什么可用折线代替斜线和圆弧呢？,因为控制台每发出一个进给脉冲，工作台进给的一步距离仅为1m，斜线和圆弧与折线的最大偏差就是工作台进给一步的距离。这个误差是工件尺寸精度所允许的。,从斜线和圆弧插补过程可以看出，工作台的进给是步进的。它每走一步机床数控装置都要自动完成四个工作节拍。,工作节拍方框图,21,22,(1)偏差判别判别加工点对规定图形的偏离位置，以决定工作台的走向。,(4)终点判断每当进给一步并完成偏差计算之后，应判断是否已加工到图形的终点，若加工点已到终点，便停止加工。否则，应按加工节拍继续加工，直到终点为止。,(2)工作台进给根据判断的结果，控制工作台在X或Y方向进给一步，以使加工点向规定图形靠拢。,(3)偏差计算在加工过程中，工作台每进给一步，都由机床的数控装置根据数控程序计算出新的加工点与规定图形之间的偏差，作为下一步判断的依据。,22,23,计算机是如何判断加工点对规定图形的偏差的？,对于直线：以起点为坐标原点用F=xey-xye来表示偏差的大小，直线终点坐标为（xe，ye），当F0时，X轴正方向进给一步；当F0时，Y轴正方向进给一步。,对于圆弧：以圆心为坐标原点用F=x2+y2-R2来表示偏差的大小，当F0时，X轴正方向进给一步；当F0时，Y轴正方向进给一步。,计算机用递法进行偏差计算。即每进给一步，用前一步的偏差来推算新加工点的偏差。,23,24,通过控制线段从起点加工到终点时，工作台在X或Y方向上的进给总长度Gx或Gy来进行终点判断的。,计算机是如何进行终点判断的？,在数控装置中设立了一个计数器来进行计数。在加工前将X或Y方向上进给的总长度存入计数器，加工过程中工作台在计数方向上每进给一步，计数器就减去1，当计数器中存入的数值被减到零时，表示已切割到终点，加工结束。,计数方向是否可任选呢？,如图所示，应选X方向计数Gx=6步若选Y方向计数Gy=4步，加工完M8就停止加工，X方向少走一步。为防止漏走，应取投影长度大的方向作计数方向。,24,三、3B格式程序编制,数控程序就是用来控制机床，使机床按照预定要求进行切割加工。变换成机器可以接受的指令码，这个全过程称为程序的编制。3B格式是数控线切割机床所用的程序之一。,（一）程序格式(无间隙补偿),25,3B格式程序是按电极丝中心轨迹编程，编程时，工件尺寸要换算成电极丝中心轨迹。,25,三、3B格式程序编制,步骤：1、计算补偿量和轨迹图。2、计算直线终点相对坐标；计算圆弧起点和终点相对圆心坐标。3、根据终点坐标确定计数方向和计数长度。4、根据直线终点位置和圆弧起点位置确定加工指令。,26,26,1分隔符号B用来将X、Y、J的数码分开，利于控制装置识别。2坐标值X、Y即X、Y相对坐标的绝对值，单位m,圆弧,直线,27,坐标原点为线段起点，X、Y分别取线段在对应方向上的增量，即该线段在相对坐标系中的终点坐标的绝对值。X、Y允许取比值，若X或Y为零时，X、Y值均可不写，但分隔符号保留。例如B2000B0B2000GxL1可写为BBB2000GxL1。,坐标原点为圆心，X、Y取圆弧起点坐标的绝对值，但不允许取比值。,27,3计数方向GGx取X方向进给总长度计数GY取Y方向进给总长度计数直线：用线段的终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向数值大，就取该方向作为计数方向。即：|Y|X|时，取GY；|Y|X|，计数方向取Gx；,起点坐标绝对值,34,（二）间隙补偿实际编程时，通常不是编工件轮廓线的程序，应该编切割时电极丝中心所走的轨迹的程序，即还应该考虑电极丝的半径和电极丝至工件间的放电间隙。,间隙补偿量：R=电极丝半径r+放电间隙,35,35,（1）切割凹模或样板零件向内偏：R=r+,（2）切割凸模时由凹模尺寸向外偏：R=r+-Z/2,36,（3）切割固定板时由凹模尺寸向内偏：R=r+Z/2,（4）切割卸料板时由凹模尺寸向内偏：R=r+Z/2-/2式中为卸料板与凸模的双边间隙,一般取0.2mm。,以凹模尺寸为基准编程时的补偿量,36,（三）编程步骤在编程前应了解数控线切割机床的规格及主要技术参数，数控装置的功能及适应程序代码格式。,1正确选择穿丝孔和电极丝切入位置穿丝孔是电极丝加工的起点，也是程序的原点，O点为穿丝孔。一般选工件的基准点附近。红色所示为待线割的孔。穿丝孔到工件之间有一条引入线段，如OA段，称为引入程序段。在手工编程时，应减去一个间隙补偿量R，从而保证图形位置的准确性，防止过切。,37,37,3确定加工路线根据工件的装夹情况，建立坐标系。选择正确的加工路线能减小工件的变形，保证加工精度。,4求加工轨迹各线段的各交点相对坐标值将图形分割成若干条单一的直线或圆弧，按图纸尺寸（平均尺寸）求出加工轨迹各线段的交点的相对坐标值。,5编制程序6程序检验空运行，即将程序输入数控装置后空走，检查机床的回零误差。,2计算间隙补偿量R。,38,38,例1如图所示的加工轨迹，它由三条直线段和一段圆弧组成，所以要分成四段来编程序。,加工轨迹图形,（四）编程实例,(1)加工直线段AB，以起点A为坐标原点，AB与X轴重合，程序为：BBB40000GXLl(2)加工斜线段BC，应以B点为坐标原点，则C点对B点的坐标为X=10mm，Y=90mm，程序为：B1B9B90000GYL1(3)加工圆弧CD，以该圆弧圆心O为坐标原点，经计算圆弧起点C对O的坐标为X=30mm，Y=40mm，起点在第一象限，逆时针加工，程序为：30000B140000B60000GxNR1(4)加工斜线DA，以D为坐标原点，终点A对D的坐标为X=l0mm，Y=-90mm，终点在第四象限，程序为：B1B9B90000GYL4,39,编制如图所示凸凹模（图中尺寸为计算后的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝为的钼丝0.18mm，单边放电间隙为0.01mm。,40,编程举例,40,算出电极丝中心轨迹,建立坐标系，确定穿丝孔位置。切割凸凹模时，加工顺序应先内后外，选取20圆的圆心，其中穿丝孔位置分别是O点和B点（0，-30）。确定补偿量R=0.18/2+0.01=0.10mm计算电极丝中心轨迹交点相对坐标O为原点：A(9.9，0）、B(0，-30）；C(0，-25.1)；F(8.49，23.621）B为原点：C(0，4.9)；C为原点：D(60.1，0)D为原点：E(0，35.17)；E为原点:F(-51.61，18.551）,41,41,编写程序直线段OA和BC段为引导程序段，需减去补偿量0.10mm。其余线段和圆弧按考虑间隙补偿后的轨迹编程。先切割内孔，从圆心空走到外形B处，再按顺序切割。加工顺序为：OAAOBCDEFC,42,3B格式程序BBB009900GxL1穿丝切割，OA段B9900BB039600GyNR1内孔加工BBB009900GxL3AO段D拆丝BBB030000GyL4空走OB段D装丝BBB004900GyL2BC段BBB060100GxL1CD段BBB030170GYL2DE段B51610B18551B051610GxL2EF段B8490B23621B058690GxNR1FC段DD结束,加工顺序为：OAAOBCDEFC,43,四、4B格式程序编制对有间隙补偿功能的数控系统，采用4B格式直接按工件尺寸编程，间隙补偿单独输入数控系统。,特点：一个程序可加工多个零件。,只要编制一个零件的程序，通过输入不同的补偿间隙，就可加工与之相配合的若干相关零件，如凹模、凸模、固定板、卸料板可用同一程序加工。不仅减少了编程工作量，而且能使配合间隙均匀。,编程时，工件尖角处要加R0.1的过渡圆弧。沿加工图线的法线方向引入到加工位置，不加过渡圆弧。,程序中要有圆弧半径和曲线凹凸形式。,4B格式比3B格式多圆弧半径和曲线凹凸形式，对于直线，两种格式相同。,44,四、4B格式程序编制程序格式,1R为圆弧半径若加工图形中出现尖角时，取R0.1mm的圆弧过渡。2D或DD（曲线形式，对凸模来说，凸出或凹入）凸圆弧用D表示，凸模补偿后半径加大；凸模加工正补偿，凹模加工负补偿。凹圆弧用DD表示，凸模补偿后半径减小。凸模加工负补偿，凹模加工正补偿。,45,编写4B格式程序：OAAOBCDEFC,BBB010000GxL1穿丝切割，OA段B10000BB040000B1000GyDNR1内孔加工BBB010000GxL3AO段D拆丝BBB030000GyL4空走OB段D装丝BBB005000GyL2BC段BBB059000GxL1CD段BB100B0000100B100GYDNR4D点过渡BBB0297300GYL2DE段B100BB000066B100GXDNR1E点过渡B51478B18502B051478GxL2EF段B8456B23526B058456B2500GxDNR1FC段DD结束,46,五、ISO代码数控程序编制,ISO代码进行数控编程是电加工控制发展的必然趋势。目前，部分厂家采用3B、4B和ISO并存的方式作为过渡。,（一）程序段格式和程序格式,P10N01G92XOYON02G01X5000Y5000N03G01X2500Y5000N04G01X2500Y2500N05G01XOYON06M02,程序名字母和数字,程序主体由若干个程序段组成,程序结束指令,47,程序段格式,N02G01X5000Y5000,尺寸字电极丝运动坐标位置，X、Y、U、V、A、I、J等，后续数字为整数，单位m,正、负号。,加工指令G其后续有两位正整数，如G00G99。,顺序号字程序段的序号，N后续数字24位。如N03、N0010。,48,（二）ISO代码及其编程,常用ISO指令代码,1G00为快速定位指令在线切割不加工情况下，使指定的某轴以最快速度移动到指令位置,书写格式：G00X_Y_例如：G00X60000Y80000注意：如果程序中指定了G01、G02指令，则G00无效,49,2G01直线插补指令在各个坐标平面内加工任意斜率直线轮廓和用直线逼近曲线轮廓。书写格式：G01X_Y_,例如：G92X20000Y20000G01X80000Y60000,加工锥度的线切割机床具有X、Y、U、V工作台，则程序段格式为：G01X_Y_U_V_,50,3G02、G03圆弧插补指令,书写格式：G02X_Y_I_J_G03X_Y_I_J_,注：G02顺时针插补圆弧，G03逆时针插补X、Y表示圆弧终点绝对坐标I、J圆心坐标，是圆心相对圆弧起点的增量值，I是X方向坐标，J是Y方向坐标。,G02X30000Y30000I20000JOAB弧,G03X45000Y15000I15000JOBC弧,51,4G90、G91、G92坐标指令,G90绝对坐标指令。即移动指令终点坐标值X、Y都是以工件坐标系原点（程序的零点）为基准来计算的。书写格式：G90（单列一段）终点：80，60,G91增量坐标指令。即坐标值均以前一个坐标位置作为起点来计算下一点位置值。3B、4B格式均按此方法计算坐标点。书写格式：G91（单列一段）终点：60，40,52,G92绝对坐标指令(定起点)书写格式：G92X_Y_表示电极丝当前的位置在编辑坐标系中的坐标值，即加工程序的起点。,G92X10000Y10000,53,例题G90绝对坐标编程,P0010（程序名）N01G92X0Y0（确定加工程序起点）N02G01X10000Y0N03G01X10000Y20000N04G02X40000Y20000I15000J0N05G01X30000Y0N06G01X0Y0N07M02（程序结束）,54,G91相对坐标编程P0011（程序名）N01G92X0Y0（起点）N02G91（后面为坐标增量编程）N03G01X10000Y0N04G01X0Y20000N05G02X30000Y0I15000J0N06G01X-10000Y-20000N07G01X-30000Y0N08M02（程序结束）,55,5G05、G06、G07、G08、G10、G11、G12,G11为镜像及交换指令G05X轴镜像，X=-XG06Y轴镜像，Y=-YG12消除镜像。每进行镜像程序时，结束都需加该指令,56,6G40、G41、G42为间隙补偿指令,G41左偏补偿指令格式：G41D_G42右偏补偿指令格式：G42D_D表示间隙补偿量，计算方法与前面方法相同。左偏、右偏是沿加工方向看，轨迹在轮廓的左边或右边。,57,7G50、G51、G52锥度加工指令G50消除锥度、G51锥度左偏、G52锥度右偏,G51锥度左偏指令，书写格式：G51A_G51A0.5,沿走丝方向看电极丝上方向左偏离。顺时针加工，锥度左偏加工的工件为上大下小；逆时针加工，左偏时工件上小下大。,驱动上导轮部位U、V工作台，使上导轮相对于X、Y工作台平移，获得所要求的锥角。可以解决凹模的漏料问题。,58,G52锥度右偏指令，用此指令顺时针加工，工件为上小下大；逆时针加工，工件为上大下小。书写格式：G52A_G50取消锥度指令。书写格式：G50加工前还需输入工件及工作台参数：W下导轮中心到工作台面的距离H工件厚度S工作台面到上导轮中心距离,59,（三）编程实例,编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径0.18mm，单边放电间隙为0.01mm为。（凹模尺寸为计算后平均尺寸）。,60,N01G92X0Y0（起点绝对坐标）N02G41D100（间隙左补偿，凹模逆时针加工，应放于切入加工之前）N03G01X0Y-25000（直线OA）N04G01X60000Y-25000（直线AB）N05G01X60000Y5000（直线BC）N06G01X8456Y23526（直线CD）N07G03X0Y-25000I-8456J-23526（圆弧DA，终点A坐标和圆心相对起点坐标。）N08G40（取消间隙补偿，放于退出加工之前）N09G01X0Y0（直线AO）N10M02（程序结束）,61,六、线切割加工工艺,1坯料的准备下料锻造退火刨平面磨平面划线铣漏料孔孔加工淬火磨平面线切割穿丝孔应在淬火前加工好,2工艺参数的选择（1）脉冲参数的选择:加工电流I厚的工件，选择较大加工电流。,62,脉宽ti选择按粗糙度来选择。脉宽愈大，单个脉冲能量大，切割效率高，粗糙度大。,脉冲间隔t0/ti比选择工件厚度大，切割加工排屑时间长，脉冲间隔时间长。,63,3工件的装夹与调整,（1）工件装夹,64,（2）工件的调整,百分表找正,划线找正,65,4、电极丝位置的调整,目测法,火花法,自动找正中心,目测法：用于要求低的工件。,火花法：最常用，根据放电间隙推算电极丝中心坐标。,自动找中心：根据短路信号自动找孔的中心。,66,1.线切割模具的结构特点(1)采用线切割加工工艺时，凸模和凹模可采用整体式结构。这对提高模具强度、简化模具结构、缩短模具制造周期均有好处。(2)线切割加工的凸模只能为直通型。凸模固定板也可采用线切割加工。为了确保凸模与固定板具有一定的联结强度，凸模与固定板应为过渡配合，过盈量一般为0.01mm；若凸模尺寸较大，可在凸模后部加工螺孔，用螺孔紧固于固定板或垫板上。(3)带切割斜度的装置的线切割可加工带锥度零件。为减少线切割加工量，淬火前可以在凹模背面用铣削加工漏料孔来减薄凹模的刃口厚度，也可线切割后利用电火花在凹模背面穿出漏料孔。,七、电火花线切割模具的结构和工艺特点,67,(4)线切割模具的凹角不能清角。线切割加工时，由于电极丝半径r和放电间隙的存在，所以在工件的凹角处不能得到清角，而是半径为r的圆弧。由于圆弧半径很小，为R0.1左右，不影响模使用。2.影响线切割工艺指标的主要因素影响线切割加工的加工速度、加工精度和表面粗糙度等工艺指标的因素较多，其中最主要的是机床精度、电源参数、工作液、操作技术等。加工速度即生产率与高频脉冲电源的波形和电参数有直接关系，增加单个脉冲能量和提高脉冲频率能提高加工速度，但也受到一定的制约。此外，工作液的种类、浓度、脏污程度和喷流情况；电极丝的材料、直径、走丝速度和抖动情况；工件材料和厚度；加工进给速度稳定性和机构传动精度等也影响加工速度。,68,加工精度受机械传动精度的影响较显著，机床坐标工作台的位移精度和电极丝的运动精度都直接影响加工精度。机床坐标工作台的位移精度取决于丝杠螺母副、齿轮副、导轨副等的制造和装配精度以及磨损程度。电极丝的运动精度受导轮的回转精度、导轮的不均匀磨损电极丝的松动和放电爆炸力的影响较为显著。此外，电极丝的直径、放电间隙的大小、加工进给控制的稳定性、工作液喷流量的大小和喷流角度等也影响加工精度。影响表面粗糙度的因素主要有以下几点：(1)加工速度过快粗糙度大；脉冲电源参数选择不当，单个脉冲能量过大粗糙度大。(2)导轮及其轴承因磨损而使精度下降，由此产生的高低条纹严重影响了加工表面的粗糙度。(3)钼丝损耗过大，变细了的钼丝在导轮内窜动。(4)进给速度调节不当，加工不稳定。此外，电极丝的走丝速度和抖动情况，机械传动精度等也影响加工表面的粗糙度。,69,总之，影响线切割加工工艺指标的因素多而复杂。要取得良好的加工效果，需要综合考虑多方面的因素，并掌握必要的操作技术。3.保证线切割模具质量的工艺措施(1)选用合适的模具材料线切割加工是在整块模坯热处理淬硬后才进行的，应选用淬透性良好的合金工具钢或硬质合金来制造。由于合金工具钢淬火后，钢块表面层到中心的硬度没有显著的降低，因此，切割时不会使凸模或凹模的柱面再次产生变形。而且凸模的工作型面和凹模的型孔能全部淬硬，刃口可以多次修磨而硬度不会明显下降，故模具的使用寿命较长。常用的合金工具钢有Cr12、CrWMn、Cr12MoV等。,70,(2)采取减小残余应力影响的工艺措施以线切割加工作为主要工艺时，钢质材料的加工路线是：下料锻造退火机械粗加工淬火与回火磨削加工线切割加工钳工修整。上述工艺路线的特点是：工件在加工的全过程中，会出现两次较大的变形。一次是退火后经机械粗加工，材料内部的残余应力会显著增加；另一次是淬硬后线切割去除大面积金属或切断，会使材料的内部残余应力的相对平衡状态受到破坏而产生第二次较大的变形。残余应力有时比机床精度等因素对加工精度的影响还严重，可使变形达到宏观可见的程度，甚至在切割过程中材料会炸裂。,71,图4.56线切割加工后工件的变形,图4.57切割孔类工件的变形,例如：对已淬硬的钢坯件进行线切割(图4.56)，在程序ab的割开过程中，由于材料内部残余存着拉应力，发生的变形如双点划线所示，使切割完的工件与电极丝轨迹有较大差异。,图4.57所示的切割孔类工件的变形，在切割矩形孔的过程中，由于材料的内部残余应力，当材料去除后，可能导致矩形孔变为图示双点划线的鼓形或虚线所示的鞍形。,72,为减小残余应力引起的变形，可采取如下措施：除选用合适的模具材料外，还应正确选择热加工方法和严格执行热处理规范。在线切割加工之前，可安排时效处理。由于毛坯边缘处的内应力较大，因此工件轮廓应离开毛坯边缘8mm10mm。切割凸模类外型工件时，若从毛坯边缘切入加工，则由于存在切口，容易引起加工过程中的变形。因此，应正确选择起始切割位置和加工顺序，如图4.58所示。,图4.58加工顺序的选择(a)错误的加工顺序；(b)正确的加工顺序；(c)最好的加工顺序,73,线切割型孔类工件时，可采用二次切割法。第一次粗切各型孔，各边留精切余量0.1mm0.5mm，让材料应力平衡状态受到破坏而变形；在达到新的平衡后，再作第二次精切割，这样可达到较满意的效果如图4.59。如果数控装置有间隙补偿功能，采用二次切割法加工，就更为方便。可在淬火前进行预加工以去除大部分余量，仅留较小的精切余量，待淬硬后，再进行一次精切成型。,图4.59二次切割法加工1第一次切割的理论图形；2第一次切割后的实际图形；3第二次切割的图形,74,自动编程（CAXA）,菜单条,下拉菜单,工具栏,立即菜单,工具点菜单,状态栏,空格键,75,编辑图形,76,1、轨迹操作轨迹生成参数表选择,2、轨迹仿真,3、生成代码,4、校核代码、打印代码,参数选择（切入方式、拟合方式、拐角过渡方式、切割次数、轮廓精度、锥度、支撑宽度、补偿方式、补偿值）拾取轮廓线和加工方向，选择钼丝偏移方向。指定穿丝位置和终点位置。轨迹跳步。,77,78,79,1.线切割编程基础(1)轮廓轮廓是一系列首尾相接曲线的集合。在进行数控编程、交互指定待加工图形时，常常需要用户指定图形的轮廓，用来界定被加工的区域或被加工的图形本身。如果轮廓是用来界定被加工区域的，则要求指定轮廓是闭合的；如果加工的是轮廓本身，则轮廓也可以不闭合。对所有的轮廓，要求其不应有自交点。如图4.60所示。,八、线切割自动编程,图4.60轮廓示意图,80,(2)编程误差与步长加工轨迹和实际加工模型的偏差即是编程误差。编程时可以通过控制编程误差来控制加工的精度。编程时应根据实际工艺要求给定加工误差，如在进行粗加工时，加工误差可以较大，否则实际加工效率会受到不必要的影响；而进行精加工时，需根据表面要求给定加工误差。在线切割加工中，对于直线和圆弧的加工不存在加工误差，加工误差是指对样条线进行加工时用折线段逼近样条时的误差。加工误差与步长的关系如图4.61所示。,图4.61误差与步长示意图,81,(3)拐角处理这里是指“圆弧过渡”或“尖角过渡”，其含义如图4.62所示。两者的加工效果是一样的，所不同的是加工轨迹，“尖角过渡”的切削路径长度大于“圆弧过渡”的路径长度。CAXAWEDM软件的缺省值为“圆弧过渡方式”。,图4.62拐角过渡方式,82,(4)切入方式在线切割加工中，如果对起始切入位置有特殊要求，可选择切入方式。切入方式有三种选择：“直线切入”、“垂直切入”和“指定切入点方式”，如图4.63所示。,图4.63切入方式,83,直线切入方式：钼丝直接从穿丝点切入到加工起始段的起始点。垂直切入方式：钼丝从穿丝点垂直切入到加工起始段，以起始段上的垂点为加工起始点。当在起始段上找不到垂点时，钼丝直接从穿丝点切入到加工起始段的起始点，此时等同于直线方式切入。指定切入点方式：这种方式允许用户在轨迹上选择一个点作为加工的起始点，钼丝从穿丝点沿直线走到选择的切入点，然后按事先选择的加工方向进行加工。(5)拟合方式当要加工有非圆曲线边界时，需将该曲线拆分为多段短线进行拟合。拟合方式有两种：“直线方式”和“圆弧方式”。直线拟合方式将非圆曲线分成多条直线段进行拟合。圆弧拟合方式则将非圆曲线分成多条圆弧段进行拟合。两种方式相比较，圆弧拟合方式具有精度高、代码数量少的优点。,84,2.数控线切割编程中的工艺处理数控加工工艺与普通的机械加工工艺相比有其不同之处，而数控线切割加工工艺与数控车、铣等加工工艺相比又有其自己的特点。因此，在设计零件的切割加工工艺时，必须兼顾数控和线切割两方面的特点和要求。,图4.64切割轨迹生成子菜单,3.轨迹生成图4.64切割轨迹生成子菜单(1)概述加工轨迹是加工过程中切削的实际路径。轨迹生成是在已经构造好的轮廓基础上，结合加工工艺，给出确定的加工方法和加工条件，由计算机自动计算出加工轨迹的过程。用户将鼠标指针移动到屏幕左侧的图标菜单区的图标上，当鼠标停留在,85,86,(注意：这个系统不支持带锥度的多次切割。当加工次数大于1时，需在“偏移量/补偿值”参数表里填写每次加工钼丝的偏移量)。拾取轮廓线：在确定加工的参数后，按对话框中的【确定】按钮，系统提示拾取轮廓(轮廓线如图4.66所示)。拾取轮廓线可以利用曲线拾取工具菜单。当系统提示拾取轮廓线时击空格键可弹出对应的工具菜单，如图4.67。其中，工具菜单提供三种拾取方式：单个拾取、链拾取和限制链拾取。,87,88,单个拾取：需用户挨个拾取需同时处理的各条轮廓曲线。适合于曲线数量不多同时不适合使用“链拾取”功能的情形。链拾取：需用户指定起始曲线及链搜索方向，系统按起始曲线及搜索方向自动寻找所有首尾相接的曲线。适合于需批量处理的曲线数目较多同时无两根以上曲线搭接在一起的情形。限制链拾取：需用户指定起始曲线、搜索方向和限制曲线，系统按起始曲线及搜索方向自动寻找首尾相接的曲线至指定的限制曲线。适用于避开有两根或两根以上曲线搭接在一起的情形，从而正确拾取所需的曲线。轮廓线拾取方向：当拾取第一条轮廓线后，此轮廓线变为红色的虚线。系统给出提示：选择链搜索方向，此方向表示加工方向，同时也表示拾取轮廓线的方向，如图4.68。选择方向后，如果采用的是链拾取方式，则系统自动拾取首尾相接的轮廓线；如果采用单个拾取方式，则系统提示继续拾取轮廓线；如果采用限制链拾取则系统自动拾取该曲线与限制曲线之间连接的曲线。,89,选择加工的侧边：当拾取完轮廓线后，系统要求选择切割侧边，即钼丝偏移的方向，生成加工轨迹时将按这一方向自动实现钼丝的补偿，补偿量即为指定的偏移量加上加工参数表里设置的加工余量，如图4.69。,90,指定穿丝点位置及钼丝最终切到的位置：穿丝点的位置必须指定。加工轨迹将按要求自动生成，至此完成线切割加工轨迹的生成。,(3)轨迹跳步通过跳步线将多个加工轨迹连接成为一个跳步轨迹。当选取(轨迹跳步)时，系统提示拾取加工轨迹。拾取轨迹可用轨迹拾取工具菜单。工具菜单提供两种拾取方式：拾取所有和拾取添加。另外，用户可通过拾取取消功能改变轨迹拾取，如图4.70。“拾取所有”即将所有生成的轨迹都拾取上。“拾取添加”需用户挨个拾取需批量处理的各加工轨迹。“拾取所有”是取消已经拾取的所有加工轨迹。“拾取取消”可改变轨迹的拾取状态。与拾取轮廓线功能中的“拾取取消”相比，轨迹,图4.70轨迹拾取工具菜单,91,拾取取消不会自动取消掉最近的拾取记录，而是由用户指定需取消的轨迹。“取消尾项”取消最后拾取的一段加工轨迹。拾取完轨迹并确认后，系统即将所选的加工轨迹按选择的顺序连接成一个跳步加工轨迹。因为将所有选择的轨迹用跳步轨迹连成一个加工轨迹，所有新生成的跳步轨迹中只能保留第一个被拾取的加工轨迹的加工参数。此时，如果各轨迹采用的加工锥度不同，生成的加工代码中只有第一个加工轨迹的加工锥度。另外，系统还提供了一种实现跳步的方法。详见“生成G代码”功能介绍。例如：图4.71分别对一个圆和一个三角形生成加工轨迹，再用“轨迹跳步”将它们连接起来，请比较一下两者