特种加工技术课件

1、特种加工技术电火花加工步骤分析图纸选择加工方法准备电极电极装夹工件准备工件装夹校正定位加工参数的选择电参数 非电参数脉冲宽度 冲油方式脉冲间隔 冲油压力峰值电流 液面高度加工检验特种加工技术电火花加工方法电火花穿孔加工冲裁模具的凹模电火花穿孔加工冲裁模具的凹模 凹模的尺寸由凹模的尺寸由工具电极来保证工具电极来保证L2L1SL 凹模的尺寸为L2，工具电极相应的尺寸为L1单边火花间隙值为SL，则 L2=L1+2SL特种加工技术电火花穿孔加工凹模方法介绍间接法优点缺点凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关电极与凸模分开制造配合间隙难以保证均匀直接法优点缺点获得均匀的配合间隙模具质量高加工过程很不稳定尺寸

2、较长混合法电极一定要粘结在冲头的非刃口端注意注意阶梯工具电极加工法特种加工技术工件(凹模)工具电极主轴头(a ) 加工前工件(凹模)工具电极主轴头(b ) 加工后工件(凹模)凸模(另制)主轴头(c ) 配制凸模凸模与加工凹模用的电极分开制造首先根据凹模尺寸设计电极制造电极，进行凹模加工根据间隙要求来配制凸模返回特种加工技术直接法适合于加工冲模是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模将端部损耗的部分去除直接成为凸模工件(凹模)工具电极(冲头)主轴头(a) 加工前工件(凹模)主轴头(b ) 加工后工件(凹模)主轴头(c) 切除损耗部分凸模刃口工具电极(冲头)切除部分工具电极(冲头)凸模刃口返回特

3、种加工技术将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起反打正用反打正用”的方法实行加工的方法实行加工工件(凹模)工具电极(紫铜)主轴头(a) 加工前工件(凹模)主轴头(b ) 加工后工件(凹模)主轴头(c) 切除损耗部分凸模刃口切除部分(紫铜电极)凸模刃口凸模(冲头)凸模(冲头)返回特种加工技术(1) 无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状将工具电极分为两段粗加工段精加工段特点特点特点特点缩小了尺寸的粗加工段保持凸模尺寸的精加工段特种加工技术 (2) 在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙将凸模做成阶梯状特种加工技术电火花成型方法介绍单工具电极

4、直接成型法先用低损耗电规准进行粗加工，然后用平动头使工具电极做圆周平行移动多电极更换法 采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工分解电极加工法 根据型腔的几何形状把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造手动侧壁修光法特种加工技术分解电极加工法(a )d(b )(c )(d )(e )侧壁轮流修光法示意图特种加工技术电火花加工准备工作电火花加工准备工作包括：1.电极材料选择2.电极设计3.电极制造电极结构形式电极的尺寸电极的排气孔和冲油孔垂直尺寸水平尺寸举例举例举例特种加工技术电极结构形式电极结构形式1.整体电极电极柄减轻孔电极冲油孔(a)(b)2.组合电极校正棒电极连接杆01

5、.0 03.0 103.镶拼式电极返回特种加工技术工件(凹模)主轴头(a)工具电极L3L2 L1(b)L1(c)L1L2L夹具电极工件L1为凹模板挖孔部分长度尺寸L2为电火花加工部分L3为电极加工中端面损耗部分L为型腔的有效高度L1为增加的高度L2为电极加工中端面损耗部分返回特种加工技术 (2) 水平尺寸电极的水平尺寸是指与机床主轴轴线相垂直的横截面尺寸a1a2a3r1(a) 型腔A1A2A3R1R2r2(b) 电极电极的水平尺寸可用下式确定：a=AKb A型腔的水平方向的尺寸K与型腔尺寸标注法有关的系数b电极单边缩放量特种加工技术号和K值的具体含义A4A3a3a4a5A5A6a6bA2a2a

6、1A1当图中型腔尺寸完全标注在边界上K取2a2=A2-2b如：一端以中心线或非边界线为基准K取1 如： a3=A3-ba5=A5-ba6=A6+b型腔中心线之间的位置尺寸角度值和某些特殊尺寸K取0 如：a1=A1a4=A4特种加工技术习题讲解习题讲解返回特种加工技术电极的排气孔和冲油孔电极的排气孔和冲油孔电火花成型加工时，型腔一般均为盲孔，排气、排屑条件较为困难，这直接影响加工效率与稳定性原因原因解决方案解决方案大、中型腔加工电极都设计有排气、冲油孔原则原则开孔的位置应尽量保证冲液均匀和气体易于排出特种加工技术电蚀产物的排除电蚀产物的排除1) 电极冲油2) 工件冲油型腔电加工最常用的方法穿孔电

7、加工最常用的方法冲油冲油特种加工技术抽油抽油工件抽油常用于穿孔加工抽油时要使放电时产生的气体(大多是易燃气体)及时排放，不能积聚在加工区，否则会引起“放炮”。“抽油的排屑效果不如不如冲油好。特种加工技术在实际设计中要注意事项在实际设计中要注意事项（1）便于排气，经常将冲油孔或排气孔上端直径加大（2）气孔尽量开在蚀除面积较大以及电极端部凹入的位置特种加工技术（3）冲油孔要尽量开在不易排屑的拐角、窄缝处（4）排气孔和冲油孔的直径约为平动量的12倍，一般取11.5 mm特种加工技术(5) 尽可能避免冲液孔在加工后留下的柱芯特种加工技术电极的制造电极的制造切削加工线切割加工电铸加工(b)(a)主要用来

8、制作大尺寸电极特种加工技术电极装夹电极装夹小型的整体式电极标准套筒钻夹头装夹特种加工技术特种加工技术尺寸较大的电极将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上特种加工技术电极的校正电极的校正 电极装夹好后必须进行校正才能加工，不仅要调节电极与工件基准面垂直，而且需在水平面内调节、转动一个角度，使工具电极的截面形状与将要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致校正方法校正方法 根据电极的侧基准面，采用千分表找正电极的垂直度特种加工技术特种加工技术(2) 电极上无侧面基准时，将电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度特种加工技术工件的固定工件的固定 工件常用压板、磁性吸盘虎钳等来固定在机床工作台上,多数用百分表来校正

9、使工件的基准面分别与机床的X、Y轴平行。 垫铁工件吸盘机床工作台(a ) 用压板固定工件(b ) 用吸盘固定工件磁性吸盘XY工件百分表架主轴头工件的固定工件的校正特种加工技术电极的相对定位电极的相对定位 电极相对于工件定位是指将已安装校正好的电极对准工件上的加工位置，以保证加工的孔或型腔在凹模上的位置精度习惯上将电极相对于工件的定位过程称为找正找正如何实现电极相对于工件的定位的找正？如何实现电极相对于工件的定位的找正？答案答案接触感知功能接触感知功能特种加工技术电极相对于工件定位电极相对于工件定位XYXY电极 利用数控电火花成型机床的MDI功能手动操作实现电极定位特种加工技术C代码和代码和H代

10、码介绍代码介绍C*：加工条件代码：加工条件代码 从C000到C999共有1000个条件代码，其中C000到C099为用户使用区，其余为机床内部使用。每个条件代码都代表一组 放电参数H*：变量代码。：变量代码。 从H000到H999共1000个，可进行赋值，也可进行运算 例如例如： H970=10.000;H980=1.000； H000=5.000+2H001注意: H代码不能直接跟在运动指令后需与一个具体的数值后运算后才有效例如：H980=1.000 G00Z0+H980；（不能写成G00Z H980） 特种加工技术程序结构程序结构 例例:用C109、C106二个条件加工一个5mm深的孔，加

11、工深度分别 4.8、4.95mm，编一个加工程序，不要求修光侧面。 按一般格式编制如下：按一般格式编制如下： G54 G90 G92 X0 Y0 Z1.0；（选工作座标，设加工起点。）G30 Z+；（指定抬刀方向。）G00 Z0.5；（快速定位电极至工件表面0.5 mm的地方。）C109；（选取加工条件。）G01 Z-4.8；（沿Z负方向加工4.8mm深。）M05 G00 Z0.5；（忽略感知、快速抬起电极至距工件表面0.5mm的高度。）C106；（换加工条件为C106。）G01 Z-4.95；（换条件后向下加深一点深度。）特种加工技术M05 G00Z1.0； （忽略感知、快速抬起电极至距工件

12、表面0.5mm的高度。）M02；（程序结束。）带平动的加工程序带平动的加工程序 上述加工若还要修光侧面，则在换条件后要带平动加工 G54 G90 ；(G92 X0 Y0 Z1.0设起点指令为了安全起见一般不写）G30 Z+； H970=5.0；（H970一般用来代表理论加工深度。）H980=1.0；（H980一般用来代表电极换加工条件时抬起的高度） G00 Z0+H980； （不管电极加工前距工件表面多高，均先快速定位至H980指定的高度。） G00 Z0.5； C109；（选用加工条件。）特种加工技术G01 Z0.2-H970； （沿Z方向向下加工，加工深度为理论深度扣除一个0.2的间隙。）

13、M05 G00 Z0+H980 （以忽略感知的方式快速抬至距工件表面1mm的地方。） G00 Z0.5;C106 LN001 STEP0150;G01 Z0.05-H970;M05 G00 Z0+H980;特种加工技术图4-50 单电极加工时的加工条件及加工图形电极工件9.40.0110.00.015.00.01(加工深度)特种加工技术加工程序：加工程序：H0000=+00005000; /加工深度N0000;G00G90G54XYZl.0/加工开始位置，Z轴距工件表面距离为1.0 mmG24; /高速跃动G01 C170 LN002 STEPl0 Z330-H000 M04/以C170条件加

14、工至距离底面0.33 mmM04 然后返回加工开始位置特种加工技术摇动加工LNSTEP摇动幅度(半径)的大小，4位数，单位为m摇动幅度，其后为4位数(摇动半径)02：摇动加工的伺服方式02：摇动运动的所在平面05：摇动轨迹形状 无 摇 动 X Y 平 面 000 001 002 003 004 005 X Z 平 面 010 011 012 013 014 015 自 由 摇 动 Y Z 平 面 020 021 022 023 024 025 X Y 平 面 100 101 102 103 104 105 X Z 平 面 110 111 112 113 114 115 步 进 摇 动 Y Z

15、平 面 120 121 122 123 124 125 X Y 平 面 200 201 202 203 204 205 X Z 平 面 210 211 212 213 214 215 锁 定 摇 动 Y Z 平 面 220 221 222 223 224 225 摇 动 轨 迹 类 型 所 在 平 面 返回特种加工技术 例4.3 两个电极的精、 粗加工(本实例所用机床为SodickA3R，其控制电源为Excellence XI)电极工件9.40.0110.00.015.00.01(加工深度)(粗加工电极)9.80.01(精加工电极)特种加工技术按以下要求编一加工程序，采用自由圆平动，符合自动编

16、程格式。 沿Z-方向加工一10mm深的型腔，分别用C130、C128、C126加工，深度方向留量和平动量分别为：C130深度留量0.23mm、平动量为0； C128深度留量0.14mm、平动量为0.12mm； C126深度留量0.03mm、平动量为0.2mm；特种加工技术特种加工技术 适合于机械加工方法难于加工适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。质合金、耐热合金等。 以金属线为工具电极，节约了以金属线为工具电极，节约了电极设计和制造费用和时间，电极设计和制造费用和时间， 冲模加工的凸凹模间隙可以任冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节意调

17、节 优点电火花线切割加工的特点缺点 被加工材料必须导电被加工材料必须导电 不能加工盲孔不能加工盲孔 特种加工技术电火花线切割加工的应用实例各种零件的加各种零件的加工工冷冲凸模的加冷冲凸模的加工工棱锥体形件棱锥体形件多孔窄缝加工多孔窄缝加工特种加工技术线切割加工工艺过程分析图纸电极丝准备上 丝垂 直 度 校 核工件准备打 穿 丝 孔工 件 装 夹编 程 工艺分析 选 择 工 艺 基 准 确 定 切 割 路 线 编 写 加 工 程 序电极丝定位加 工检 验加 工 时 间加 工 精 度表 面 粗 糙 度准 备 工 作 环 节特种加工技术电火花线切割加工工艺规律电火花线切割加工工艺规律主要工艺指标（评

18、价加工效果的依据）主要工艺指标（评价加工效果的依据）切割速度加工精度表面粗糙度电极丝损耗量用单位时间内切除的面积表示特种加工技术电参数对工艺指标的影响电参数对工艺指标的影响极性加工速度提高表面粗糙度值增大电极损耗增大加工精度下降同峰值电流切割速度提高表面粗糙度稍有增大正极性加工放电峰值电流脉冲宽度脉冲间隔特种加工技术如何合理选取电参数如何合理选取电参数加工精密小零件时：加工精密小零件时：精度和表面粗糙度是主要的指标加工速度是次要指标选取原则：选取原则：满足尺寸精度高和表面粗糙度好的要求加工中，大型零件时：加工中，大型零件时：精度和表面粗糙度要求可以低一些尽量获得高的加工速度不管加工对象和要求如

19、何，都要合理选择脉冲间隔不管加工对象和要求如何，都要合理选择脉冲间隔特种加工技术非电参数对工艺指标的影响非电参数对工艺指标的影响电极丝运动方法电极丝选择 电极丝直径走丝速度广泛使用钼丝大电极丝加工速度高小电极丝可得到较小半径的内夹角机床操作说明书特种加工技术线切割加工准备工作线切割加工准备工作包括：1.电极丝的穿丝 2.电极丝垂直找正3.工件的装夹4.工件的找正利用找正块用校正器特种加工技术图6-21 用火花法校正电极丝垂直度zx(u)(a) 找正块(b) 垂直度较好(c) 垂直度较差(右倾)(d) 垂直度较差(左倾)利用找正块利用找正块特种加工技术图6-22 垂直度校正器 1231导线；2触

20、点；3指示灯用校正器用校正器特种加工技术悬臂支撑方式悬臂支撑方式装夹方便、通用性强，但工件平面与工作台面找平困难，工件受力时位置易变化。因此，只在工件加工要求低或悬臂部分小的情况下使用。 工件的装夹方式工件的装夹方式特种加工技术两端支撑方式两端支撑方式是将工件两端固定在夹具上。用这种方式装夹方便、稳定，定位精度高。但不适于装夹较小的工件。特种加工技术 桥式支撑支式是在两端支撑的夹具上两块支撑垫铁。桥式支撑方式件方便，对大、中、小型工件都适用。特种加工技术其他装夹方式其他装夹方式特种加工技术阿奇公司专用夹具及装夹阿奇公司专用夹具及装夹特种加工技术图6-26 3R专用夹具特种加工技术线切割穿丝孔的

21、作用及设计线切割穿丝孔的作用及设计1.作用作用 对于切割凹模或带孔的工件，必须先有一个孔用来将 电极丝穿进去，然后才能进行加工。(2) 减小凹模或工件在线切割加工中的变形(a)(b)装夹部分装夹部分(c)(d)装夹部分装夹部分特种加工技术2.穿丝孔的注意事项穿丝孔的注意事项1)穿丝孔的加工穿丝孔的加工穿丝孔常常用钻头钻头直接钻出来对于材料硬度较高或较厚的工件，用高速电火花加工高速电火花加工等方法2) 穿丝孔位置和直径的选择穿丝孔位置和直径的选择 切割凹模时：切割凹模时：穿丝孔设在型孔中心特种加工技术 大的型孔切割时：大的型孔切割时：穿丝孔设在靠近加工轨迹的边角处最小距离一般不小于3mm原因？原

22、因？特种加工技术图6-28 穿丝孔的大小与位置(a) 穿丝孔与加工轨迹太近(b) 穿丝孔与加工轨迹较远特种加工技术(b)(a)穿丝孔的直径穿丝孔的直径穿丝孔直接用打孔机来加工操作较为困难先将底部铣削出一个较大的底孔来减小穿丝孔的深度特种加工技术在同一工件上要切割出两个以上模孔时，应在相应模孔的位置设置各自独立的穿丝孔特种加工技术数控电火花线切割加工凸模时，是否加工穿丝孔？数控电火花线切割加工凸模时，是否加工穿丝孔？答案：答案：原因：原因：是是 如果不加工穿丝孔，直接从外部切入，将破坏材料内部残留应力的平衡状态，使材料产生变形，影响加工精度，严重的会造型夹丝，断丝。特种加工技术5.2 数控电火花

23、线切割编程数控电火花线切割编程5.2.1 3B格式程序编制格式程序编制1程序格式程序格式3B无间隙补偿的程序格式如下：B X B Y B J G Z 分隔符号 X 坐标值 分隔符号 Y 坐标值 分隔符号 计数长度 计数方向 加工指令 特种加工技术B为分隔符作用作用:将X、Y、J数码区分开来X、Y为坐标值G为加工线段计数方向确定方法确定方法: 对于圆弧，坐标原点移至圆心对于圆弧，坐标原点移至圆心，X、Y为圆弧起点的坐标值。为圆弧起点的坐标值。对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，X、Y为终点坐标值为终点坐标值选取选取X方向进给总长度进行计数，称为计方向进

24、给总长度进行计数，称为计X，用，用Gx表示；表示；选取选取Y方向进给总长度进行计数，称为计方向进给总长度进行计数，称为计Y，用，用Gy表示表示单位为单位为m，特种加工技术加工直线时，计数方向按图示选取加工直线时，计数方向按图示选取以直线的起点为切割坐标系的原点原点若直线终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域内则计数方向取GY若直线终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域外则计数方向取GX(Xe，Ye)落在45o线上？特种加工技术加工圆弧时，计数方向按图示选取加工圆弧时，计数方向按图示选取以圆弧的圆心为切割坐标系的原点原点若圆弧终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域内则计数方向取GX若圆弧终点坐标(Xe，Ye

25、)落在阴影区域外则计数方向取GY特种加工技术J为计数长度计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和（即绝对值）的总和,以以m为单位为单位编程时，计数长度应补足六位数，如计数长度为编程时，计数长度应补足六位数，如计数长度为1988m，应，应写成写成001988。书书P89页页特种加工技术加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限因为|Ye|Xe|故计数方向取GX计数长度J为各象限中（？）为各象限中（？）的圆弧段在X轴上投影长度的总和即JJX1JX2特种加工技术因|Xe|Ye|，故计数方向取GYJ为各象限的圆弧段在Y轴上投影长度的总和即JJY1JY2JY3。特种加工技术加工指令Z加工指令Z用来表达被加工图形的形状所在象限加工方向等信息加工指令共12种特种加工技术直线加工指令顺时针圆弧指令逆时针圆弧指令特种加工技术b,c,d各图线段的各图线段的3B代码代码特种加工技术程序应用举例程序应用举例例例1 加工如图5.15所示的斜线OA。程序为：B17000 B5000 B017000 GX L1例例2 加工如图5.16所示的直线OA，其长度为21.5 mmBBB021500 GY L2程序为特种加工技术例例3 加工如图5.17所示的圆弧，加工起点