线切割实习指导书

1、线切割实习指导书 编 写：李德荣 龙强华审 核： 刘焕牢 广东海洋大学工程训练中心2006年12月数控电火花线切割机安全操作规程1. 操作者必须熟悉线切割加工工艺，恰当地选取加工参数，按规定操作步骤操作，防止造成断丝等故障。2. 用摇把操作贮丝筒后，应及时将摇把拔出，防止贮丝筒转动时将摇把甩出伤人。废丝要放在规定的容器里，防止混入电路和走丝系统中去，造成电气短路、触电和断丝等事故。停机时，要在贮丝筒刚换向后尽快按下停止按钮，防止因丝筒惯性造成断丝及传动件碰撞。3. 正式加工之前，应确认工件位置是否已安装正确，防止碰撞丝架和因超程撞坏丝杆、螺母等传动部件。4. 尽量消除工件的残余应力，防止切割过

2、程中工件爆裂伤人。加工前应安装好防护罩。5. 不允许戴手套操作机床，切割过程中操作者不得离开机床。6. 不可用手或手持导电工具同时接触加工电源的两端（床身与工件），防止触电。7. 禁止用湿手按开关式接触电器部分，防止工作液等导电物进入电器部分，一旦发生因电气短路造成的火灾时，应首先切断电源，立即用四氯化碳等合适的灭火器灭火，不准用水救火。8. 机床附近不得放置易燃、易爆物品，防止因工作液一时供应不足产生的放电火花引起事故。9. 在检修机床、机床电气、加工电源、控制系统时，应注意安全，严禁带电作业！防止触电和损坏电路元件。第一章 数控电火花线切割机床概述1.1 线切割加工原理特点及应用线切割加工

3、是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种。电火花线切割加工是利用金属丝（钼丝钨钼丝）与工件构成的两个电极之间进行脉冲火花放电时产生的电腐蚀效应来对工件进行加工，以达到成形的目的。其基本原理如图1-1所示：被加工的工件作为阳极，钼丝作为阴极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件和钼丝上。钼丝与工件之间有足够的具有一定绝缘性的工作液。当钼丝与工件之间的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被电离击穿，在钼丝与工件之间形成瞬时的放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。若工作台带动工件不断进给，就能切割出所需的形状。图 1-1 线切割加工原理图 由于采用单向脉冲放电，

4、使被蚀除的现象主要发生在工件上，并且贮丝筒带动钼丝做正反向交替的高速运动，所以钼丝蚀损的速度较慢，可以使用较长的时间。数控电火花线切割机床能加工各种高硬度高强度高韧度和高熔点的导电材料。如淬火钢硬质合金等。加工时钼丝与工件不接触，有0.01mm左右的间隙，不存在切削力，有利于提高几何形状复杂的孔槽及冲压模具的加工精度。可用于单件小批量生产中，加工各种冷冲模铸塑模凸轮样板外形复杂的精密零件及窄缝，尺寸精度可达0.020.01mm，表面粗糙度Ra2.5，切割速度最快为100mm/min。1.2 数控电火花线切割机床的主要组成部分 数控电火花线切割机床包括机床脉冲电源和数控装置三大部分。1.1.1

5、机床部分： 机床在床身的支承下由下列各部分组成。1.运丝机构：运丝机构的作用是将绕在贮丝筒上的钼丝通过丝架做反复变换方向的送丝运动，使钼丝在整体长度上均匀参与电火花加工。以保证精度的稳定性，同时可延长丝的使用寿命。贮丝筒的转动是由一只交流电机带动，丝速按高、中、低共分为五档。高速运丝利于排屑，低速运丝传动平稳。2.丝架导丝机构： 它的作用是通过丝架把钼丝支撑成垂直于工作台的一条直线，以便对零件进行加工。有些机床丝架上有两个拖板（U、V）分别由两个步进电机带动，可用来加工锥体。任一拖板超出行程范围时，由行程开关断开步进电机电源，致使两拖板停止运动。 3.数控坐标工作台： 用于安装并带动工件在工作

6、台平面内作X、Y两方向的移动，工作台分上下两层，分别与X、Y向丝杠相连，由两个步进电机分别驱动，变频系统每发出一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个步距角，再通过一对变速齿轮带动滚珠丝杠转动，从而使工作台在相应的方向上移动0.001mm。4.冷却系统 冷却系统由工作液、工作液箱、工作液泵和循环导管组成。工作液起绝缘、排屑、冷却的作用。每次脉冲放电后，工件与钼丝之间必须迅速恢复绝缘状态，否则脉冲放电就会转变成稳定持续的电弧放电，影响加工质量。工作液可把加工过程中产生的金属颗粒迅速从电极之间冲走，使加工顺利进行。工作液还可以冷却受热的电极和工件，防止工件变形。1.2.2 脉冲电源 脉冲电源是电火花线切割

7、加工的工作能源，它由振荡器及功放板组成，振荡器的振荡频率、脉宽和间隔比均可调。根据加工零件的厚度及材料选择不同的电流、脉宽和间隔比。加工时钼丝接电源的负极，工件接电源的正极。1.2.3 数控装置数控装置是数控机床的核心，它接受输入装置送来的脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分进行有序的动作。 第二章 MD22A EDW电火花线切割控制系统简介2.1 概述 MD22A EDW快走丝电火花线切割控制系统控制轴数为X、Y、U、V四轴联动控制，可切锥体。输入方式：串行输入、磁盘输入、键盘输入。代码方式：ISO（G代码）以及3B代码

8、多种方式，加工时采用G代码指令，另外具有接触感知、极限移动、半程移动、自动找正孔中心、边角找正、火花找正等定位功能。图形可正、反向切割，加工时有图形跟踪、坐标显示、参数显示、加工长度、时间、速度显示，短路可自动回退，断电全状态记亿等功能。控制机的外形见图2-1。控制系统主机硬盘上安装了两套软件： 控制切割软件：MD22A 编程软件：WAPT2.2 MD22A控制柜的基本操作 MD22A EDW绝大部分操作都是通过键盘进行的，本节介绍MD22A EDW的功能菜单，掌握本节就可以上机进行一些基本操作。图2-1 MD22A控制机外形图2.2.1 控制机的开启与关闭1. 打开电源总开关（将红色旋钮开关

9、旋到ON位置）2拔出红色蘑菇头按钮。3. 按下白色带灯“启动按钮”，按下后指示灯亮，控制柜接通电源开始启动，电柜内各个开关接通。 黑色按钮为停止按钮，按下后关机，计算机延时供电约10秒以便自动退出系统，尔后断电。红色蘑菇头按钮为急停按钮，当发生意外紧急故障时，应按急停按钮关机。4稍等片刻，显示器上出现计算机自检信息，之后进入主菜单。2.2.2 控制系统功能按钮MD22A EDW控制系统的功能菜单，包括以下九大功能：F1文件F2加工F3定位F4停止F5暂停F6加工条件F7机床参数F8调试F9退出系统1. 按F1键，进入“文件”操作主界面。 在该界面里可分别对主程序及子程序进行调用、存盘、编译操作

10、。子程序是主要用于在一个工件下加工单个外形、单个孔或单个开形状；主程序主要用于跳步模程序加工，可在一个工件上加工多个外形或孔。2. 按F2键，弹出加工主界面。 此界面包括三个标签选项：依次是“简易加工”，“程序加工”，“断丝处理”。现分别介绍：简易加工：即不需编程，系统按给定加工长度值切割的一种方法。例如：要想Y轴负方向加工-10mm，只需在Y轴的编辑框中输入-10. 或-10000。当然，X、Y、U和V轴可同时加工。程序加工：根据已经编辑好的程序进行加工。程序加工有两种选择：主程序加工和子程序加工。程序加工运行方式共有四种：分别是检验画图、仿真运行、程序加工和断点加工 检验画图：通过画图来验

11、证程序编制是否正确。此时坐标不动，机床无任何动作，只是在数控系统主界面的图形视窗中显示图形。 仿真运行：在不开高频，不走丝，不开水泵，不发脉冲的情况下，根据程序实际的行走轨迹模拟运行。这种运行方式常用来判断装卡工件的位置是否合理，是否撞限位等。 程序加工：程序正常加工。 断点加工：当上次加工由于某种原因尚未完成时，而此时又想继续加工，而采用的一种方法。断丝处理：在加工过程中，由于电参数选用不当或工件变形等原因，常会使电极丝烧断或夹断。在这种情况下，控制系统为用户提供了六种处理途径。分别是：回子程序零点、回主程序零点、G00回断丝点、M05G00回断丝点、切回断丝点和回机床零点。当用户重新上好丝

12、后，根据电极丝断了的位置，即可选用不同的处理方法，操作简便，用户只需用鼠标单击单选框即可。3. 按F3键，弹出“定位”主界面此界面包括九个标签选项：依次是“坐标设置”、“移动”、“接触感知”、“极限移动”、“半程移动”、“找中心”、“边角找正”、“火花找正”、“程序运行”，现分别介绍。坐标设置：选择需要设定的坐标轴，并输入相应的坐标值，点击“确认”按钮，即可完成坐标设定工作，并显示在各自的坐标系上，各坐标轴距机械原点的距离也随之变化。 移动：在此对话框中，对于X、Y、U、V轴，选择需要移动的坐标轴并输入相应的坐标轴的移动量，并根据需要确定是否选择“接触感知”功能。然后点击“确认”按钮，即可将选

13、定轴移动到相应的目标位置处。接触感知：为了提高定位速度，请先输入快速移动的距离，然后根据定位需要选择移动方向，并输入以下变量：感知后反转值、电极丝半径。然后点击“确认”按钮，“感知后反转值”的数值，决定接触感知后电极丝停止的位置。极限移动：选择需要移动的坐标轴，并选择坐标轴的“+”或“-”的方向，然后点击“确认”按钮，既可按照设定的方向进行“极限移动”，机床移动到极限位置处，并找到机床零点后，停止。选X、Y、U、V轴的“-”的方向“确认”后，机床移动极限位置处后，此时进入“坐标设置”画面下，坐标系“ABS”的值应为零。半程移动：选择需要移动的坐标轴，然后点击“确认”按钮，即执行“半程”功能，机

14、床移动到当前坐标值的一半处停止。找中心：为了提高定位精度，用手控盒将电极丝移动到待找工件内孔的大概中心位置处，然后在对话框中，根据定位需要输入以下变量 X和Y轴的快速移动量； 感知后返回距离，然后点击“确认”按钮，即开始执行“孔中心定位”，定位完成后，电极丝停在工件的内孔中心处。边角找正：为了提高定位精度，用手控盒将电极丝移动到待找工件边角的大概位置处，然后根据定位需要选择“象限选择”，并输入以下变量： 移动距离； 感知后返回距离； 电极丝半径。然后点击“确认”按钮，即开始执行“边角找正”。其中“象限选择”的1、2、3、4分别对应第一至第四象限工件的各个角。定位完成后，电极丝停在工件的内孔中心

15、处。“感知后返回距离”的输入值，决定角定位后，电极丝停在的位置。如输入值为零，电极丝将停在工件角上两邻边的交点处。火花找正：是一种带有小电流放电的定位方式。它用于电极丝和工件的找正和定位，在实际加工中经常用到。这里简述一下它的使用方法。在对话框中，选择需要找正的方向，“X-”、“X+”、“Y-”、“Y+”四个中的一个，然后点击“确认”，即开始执行“火花找正”的操作。当电极丝快要接近垂直校正块时，即有小火花放电，此时可根据火花是否上下均匀，用手控盒移动U轴或V轴来使电极丝上下放电均匀即可找正。在进行找正时，默认为C903参数，当然也可修改其加工参数，来控制火花的大小，但是火花不能太大，以防烧断电

16、极丝或损坏垂直校正块！程序运行：该功能主要用于非程序加工情况下如拷机、交坐标等程序运行。4. 加工条件 加工条件分“用户参数”和“系统参数”两大类。其区别在于：“用户参数”下的参数选择项用户可以根据加工经验进行修改，以满足用户可以随时调用自己成熟的加工参数。在“用户参数”对话框，用户可以对选定的加工参数进行修改、删除、保存等操作。而“系统参数”是由厂家自行定义的现成的加工参数库，用户只可调用，不允许修改。5. 机床参数 “机床参数”是厂家为保障机床的各种精度及机床正常加工运行而设置的各种机床参数，它包括速度参数、机床行程参数、伺服电压和控制参数等各种机床参数。厂家已进行加密保护，防止用户由于误

17、操作而造成机床不能正常运行。6. 调试 本功能模块仅供专业人员使用。厂家已进行加密保护，防止用户由于误操作而造成机床不能正常运行。7. 系统退出 单击该功能模块，退出系统返回 Windows界面下。2.3 ISO代码及编辑2.3.1 ISO代码的定义ISO代码是国际标准化组织确认和颁布的国际上通用的数控机床语言。数控电火花线切割机床在进行加工以前，必须按照图纸编制加工程序，所编制的程序必须符合下列规则： 1. G（预备功能）、M（辅助功能）代码后输入两位数据；2C（加工条件）用三位数字格式规定加工条件；3H后面为H001、H002或H003（H001为上导轮中心到主程序的距离，H002为工件厚

18、度，H003为主程序面到下导轮中心的距离） 4每一程序段只允许含一个代码； 5系统不需段号，仅作为用户自己的标记； 6每一个程序必须含有结束符（M02）。2.3.2 ISO代码介绍1. G01直线插补格式：G01 X Y U V 以加工速度从起点运行至终点，X、Y、U、V四轴联动作线性插补。 Y 3500 绝对编程方式： G01 X4500 Y3500 500 增量编程方式： 4500 5500 X G01 X-1000 Y3000 图2-2 线性插补举例 2. G02顺时针圆弧插补格式：G02 X Y I J 以加工速度从起点运行至终点，X、Y为终点坐标，i、j为圆心相对于圆弧起点的坐标，而

19、不论是绝对编程方式还是增量编程方式。3. G03逆时针圆弧插补（同G02） 格式：G03 X Y I J Y 3500 绝对编程方式：500 。 R5000 G03 X4500 Y3500 I-5000 J0 增量编程方式：500 4500 5500 X G03 X-1000 Y3000 I-5000 J0 图2-3圆弧插补举例4. G04暂停格式：G04 d d从09999.999秒。例如：停留3.5秒 程序：G04 d3.5 或 G04 d35005. G50取消锥度格式：G506. G51，G52锥度加工 G51：锥度左偏，G52锥度右偏格式：G51（G52）A 带锥度加工与机床的下导轮

20、到程序面的距离、工件高度、程序面到上导轮距离、各个轴长度等参数都有关系，本机床加工最大锥度为6。加工带锥度的工件时要用锥度加工指令，顺时针加工时，锥度左偏加工出来的工件为上大下小，锥度右偏加工出来的工件为上小下大；逆时针加工，结果正好相反。7. G40取消线径补偿格式：G408. G41左偏移格式：G41 D D(-99999999999999) 例： G41 D100 （补偿为0.1）9. G42 右偏移格式：G4 D D(-99999999999999) 例： G42 D100 （补偿为0.1）10. G80 接触感知格式：G80X（向X+方向接触到工件）11. G82 半程移动G82使加

21、工位置沿指定坐标轴返回一半的距离，即当前坐标系中坐标值一半的位置。例：G54 （G54坐标系）G92X0Y0 （XY坐标置零）G00X100.Y0 （X轴坐标值移动到100.处）G82X （X轴坐标值移动到100./2=50.处）12. G20英制单位格式：G20 单位为inch13. G21公制单位格式：G21 单位为mm14. G90绝对编程方式格式：G90X，Y为工件坐标系中的坐标值，U、V为相对于X、Y的坐标。15. G91增量编程方式 格式：G91 X、Y为坐标增量值即轴的移动量，U、V为相对于X、Y的坐标。 16. G92坐标起始值设定 格式：G92 X Y U V 定义当前点为工

22、件坐标系中（X、Y、U、V）点，缺省（0、0、0、0）。 17M01程序暂停 关脉冲电源，出现提示，用户按Enter 键后系统恢复加工。 18. M02程序结束 关运丝电机，工作液泵和加工电源，加工结束。 19. M05接触感知解除例：G54 （G54坐标系） G80X （向X+方向接触到工件）G92X0Y0 （XY坐标置零）M05G00X-1.Y0 (若不忽视钼丝和工件已接触感知，此时轴就不能移动，就会显示短路报警) 20. M96主程序调用文件程序 格式：M96 文件目录 文件名 例：M96 d:2003wirecutmainprogda.ISO 21. M97 主程序调用文件结束2.3.

23、3 ISO代码编程举例尺寸如2-4图，右偏移，偏移量为100，切入段长10 mm。图 2-4 ISO代码编程图例根据零件图，可计算出图中每点坐标值，见右图，并且给出起点坐标为（2.,25.）。假设顺时针切割，补偿量为120m，由于顺时针切割外形，故此应为丝左补偿，即用G41指令。程序如下：G54 （G54坐标系）G92 X2. Y25. （起点坐标设置）G41 d120 （丝左补偿，补偿量为120m）G01 X2. Y20. （进刀线）G01 X34.641 Y20. (直线A) G02 X34.641 Y-20. I-34.641 J-20. (圆弧B，顺时针圆弧插补) G01 X-34.6

24、41 Y-20. (直线C) G02 X-34.641 Y20. I34.641 J20. (圆弧D，顺时针圆弧插补) G01 X2. Y20. （直线E）G40 （取消补偿）G01 X2. Y20. （退刀线） M02 （程序结束）2.4 WAPT编程软件介绍 WAPT编程软件是汉川机床有限责任公司自行开发的线切割自动编程软件。软件用图形交互方式进行线切割编程。直观、方便、快捷，具有丰富的CAD功能，可以对各种图形进行自动编程，自动生成切割轨迹并输出G代码，直接用于线切割机床加工。2.4.1 WAPT线切割自动编程软件操作步骤1. 画图。2. 进刀线添加穿孔点。3. 工件图形排序。4. 后置处理，生成G代码。2.4.2 编程举例例：作一内接圆半径为30mm的一个五角星，如图2-5所示，具体步骤如下