数控线切割技术

第三章数控线切割技术

线切割加工的基本原理与电火花成形加工相同，但加工方式不同，它是用细金属丝作电极。线切割加工时，线电极一方面相对于工件不断地移动(慢速走丝是单向移动，快速走丝是往返移动)，另一方面，装夹工件的十字工作台，由数控伺服电动机驱动，在x、y轴方向实现切割进给，使线电极沿加工图形的轨迹运动对工件进行切割加工。

线切割加工的原理第三章数控线切割技术线切割加工第三章数控线切割技术各种零件的加工棱锥体形件第三章数控线切割技术冷冲凸模的加工多孔窄缝加工第三章数控线切割技术线切割加工零件第三章数控线切割技术线切割加工机床分类快速走丝线切割机床（WEDM-HS）(我国专用）慢速走丝线切割机床（WEDM-LS）第三章数控线切割技术快走丝线切割机床第三章数控线切割技术快走丝线切割机床第三章数控线切割技术快走丝线切割机床第三章数数控控线切割割技术慢走丝线线切割机机床第三章数数控控线切割割技术快走丝线线切割机机床第三章数数控控线切割割技术快走丝线线切割机机床第三章数数控控线切割割技术线切割加加工机床床的型号号国标规定定的数控控电火花花线切割割机床的的型号。。如：DK7725机床工作作台宽度度为320mm特性代号号，数控控机床类别代号号，电加加工机床床组代号，，电火花花加工机机床系代号，，快走丝丝线切割割机床第三章数数控控线切割割技术切割机床床简介总体上都都可分为为：主机机，数控控装置，，脉冲电电源。第三章数数控控线切割割技术组成机床本体体脉冲电源源数控系统统工作液循循环系统统快走丝线线切割机机床第三章数数控控线切割割技术１．机床床本体：：主要由床床身、工工作台、、运丝机机构和丝丝架等组组成。第三章数数控控线切割割技术第三章数数控控线切割割技术２．脉冲冲电源：：电火花线线切割加加工的脉脉冲电源源与电火火花成型型加工作作用的脉脉冲电源源在原理理上相同同，不过过受加工工表面粗粗糙度和和电极丝丝允许承承载电流流的限制制，线切切割加工工脉冲电电源的脉脉宽较窄窄(2～～60μμs)，单个个脉冲能能量、平平均电流流(1～～5A)一般般较小，，所以线线切割总总是采用用正极性性加工。。第三章数数控控线切割割技术3．数控控系统：：作用轨迹控制制脉冲电源源精确地控控制电极极丝相对对于工件的的运动轨轨迹，使使零件获得所需需的形状状和尺寸寸。根据放电电间隙大大小与放放电状态控制制进给速速度，使使之与工工件材料的的蚀除速速度相平平衡，保保持正常的的稳定切切割加工工。第三章数数控控线切割割技术主要组成工作液箱箱工作液泵泵流量控制制阀作用及时地从从加工区区域中排排除电蚀蚀产物，，并连续续充分供给给清洁的的工作液液，以保保证脉冲冲放电过过程稳定而顺利利地进行行。（一般采采用专用用乳化液液）3．工作作液循环环系统：：进液管回液管过滤网罩罩第三章数数控控线切割割技术慢走丝线线切割机机床主要组成主体结构构走丝系统统第三章数数控控线切割割技术第三章数数控控线切割割技术电极丝送送丝装置置第三章数数控控线切割割技术北京阿奇奇工业电电子有限限公司某某型号慢慢走丝线线切割机机床的送送丝图第三章数数控控线切割割技术线切割主主要工艺艺指标1．切割割速度：：切割速度度最高切割割速度在保证一一定的表表面粗糙糙度的切切割过程程中，单位时间间内电极极丝中心心线在工工件上切切过的面面积的总和和，单位位为mm2/min。。在不计切切割方向向和表面面粗糙度度等条件件下，所能达到到的最大大切割速速度。切割效率率每安培电电流的切切割速度度称为，，一般切切割效率为20mm2/(min·A)。第三章数数控控线切割割技术2．加工工精度：：指所加工工工件的的尺寸精精度、形形状精度度和位置置精度的的总称。。3．表面面粗糙度度：在我国和和欧洲表表面粗糙糙度常用用轮廓算算术平均均偏差Ra(μμm)来来表示，，在日本本常用Rmax来表示示。第三章数数控控线切割割技术电参数对对工艺指指标的影影响1．峰值值电流：：放电峰值值电流增增大，单单个脉冲冲能量增增多，工工件放电电痕迹增增大，故故切割速速度迅速速提高，，表面粗粗糙度数数值增大大，电极极丝损耗耗增大，，加工精精度有所所下降。。但当其达达到一定定临界值值后，若若再继续续增大峰峰值电流流，则加加工的稳稳定性变变差，加加工速度度明显下下降，甚甚至断丝丝。第三章数数控控线切割割技术2．脉冲冲宽度ti：增大脉冲冲宽度ti，线切切割加工工的速度度提高，，表面粗粗糙度变变差。同同时，随随着脉冲冲宽度的的增加，，电极丝丝损耗也也变大。。当脉冲冲宽度ti增大到到一临界界值后，，线切割割加工速速度将随随脉冲宽宽度的增增大而明明显减小小。3．脉冲冲间隔to：减小脉冲冲间隔to，脉脉冲频率率将提高高。脉冲冲间隔to在电电火花加加工中的的主要作作用是消消电离和和恢复液液体介质质的绝缘缘。脉冲冲间隔过过大会使使加工速速度明显显降低，，严重时时不能连连续进给给，加工工变得不不稳定。。第三章数数控控线切割割技术线切割加加工因脉脉宽较窄窄，所以以都用正正极性加加工，否否则切割割速度变变低且电电极丝损损耗增大大。4．极性性：第三章数数控控线切割割技术非电参数数对工艺艺指标的的影响1．电极极丝的选选择：目前电火火花线切切割加工工使用的的电极丝丝材料有有钼丝、、钨丝、、钨钼合合金丝、、黄铜丝丝、铜钨钨丝等。。快走丝丝线切割割加工中中广泛使使用钼丝丝作为电电极丝，，慢走丝丝线切割割加工中中广泛使使用直径径为0.1mm以上上的黄铜铜丝作为为电极丝丝。第三章数数控控线切割割技术2．电极极丝的直直径：电极丝的的直径是是根据加加工要求求和工艺艺条件选选取的。。在加工工要求允允许的情情况下，，可选用用直径大大些的电电极丝。。细电极极丝的优优点是可可以得到到较小半半径的内内尖角，，加工精精度能相相应提高高。第三章数数控控线切割割技术3.走走丝速度度：快速走丝丝方式丝丝速对加加工速度度的影响响第三章数数控控线切割割技术慢速走丝丝方式丝丝速对加加工速度度的影响响第三章数数控控线切割割技术4．电极极丝往复复运动：：快走丝线线切割加加工时，，加工工工件表面面往往会会出现黑黑白交错错相间的的条纹，，电极丝丝进口处处呈黑色色，出口口处呈白白色。第三章数数控控线切割割技术电极丝往往复运动动还会造造成斜度度。电极极丝上下下运动时时，电极极丝进口口处与出出口处的的切缝宽宽窄不同同。宽口口是电极极丝的入入口处，，窄口是是电极丝丝的出口口处。切缝剖面面示意图图电极丝运运动引起起的斜度度第三章数数控控线切割割技术5．电极极丝张力力：电极丝张张力与进进给速度度图第三章数数控控线切割割技术6.工作作液：在相同的的工作条条件下，，采用不不同的工工作液可可以得到到不同的的加工速速度、表表面粗糙糙度。电火花线线切割加加工的切切割速度度与工作作液的介介电系数数、流动动性、洗洗涤性等等有关。。快走丝丝线切割割机床的的工作液液有煤油油、去离离子水、、乳化液液、洗涤涤剂液、、酒精溶溶液等。。但由于于煤油、、酒精溶溶液加工工时加工工速度低低、易燃燃烧，现现已很少少采用。。目前前，，快快走走丝丝线线切切割割工工作作液液广广泛泛采采用用的的是是乳乳化化液液，，其其加加工工速速度度快快。。慢慢走走丝丝线线切切割割机机床床采采用用的的工工作作液液是是去去离离子子水水和和煤煤油油。。第三三章章数数控控线线切切割割技技术术工作作液液喷喷入入方方式式对对加加工工精精度度的的影影响响第三三章章数数控控线线切切割割技技术术7.工工件件材材料料及及厚厚度度：：材料料不不同同，，加加工工效效果果不不同同，，这这是是因因为为工工件件材材料料不不同同，，脉脉冲冲放放电电能能量量在在两两极极上上的的分分配配、、传传导导和和转转换换都都不不同同。。从从热热学学观观点点来来看看，，材材料料的的电电火火花花加加工工性性与与其其熔熔点点、、沸沸点点有有很很大大关关系系。。第三三章章数数控控线线切切割割技技术术慢速速走走丝丝时时工工件件厚厚度度对对加加工工速速度度的的影影响响第三三章章数数控控线线切切割割技技术术快速速走走丝丝时时工工件件厚厚度度对对加加工工速速度度的的影影响响第三三章章数数控控线线切切割割技技术术8.进进给给速速度度：：正常常的的电电火火花花线线切切割割加加工工就就要要保保证证进进给给速速度度与与蚀蚀除除速速度度大大致致相相等等，，使使进进给给均均匀匀平平稳稳。。若进进给给速速度度过过高高(过过跟跟踪踪)，，即即电电极极丝丝的的进进给给速速度度明明显显超超过过蚀蚀除除速速度度，，则则放放电电间间隙隙会会越越来来越越小小，，以以致致产产生生短短路路。。当当出出现现短短路路时时，，电电极极丝丝马马上上会会产产生生短短路路而而快快速速回回退退。。当当回回退退到到一一定定的的距距离离时时，，电电极极丝丝又又以以大大于于蚀蚀除除速速度度的的速速度度向向前前进进给给，，又又开开始始产产生生短短路路、、回回退退。。这样样频频繁繁的的短短路路现现象象，，一一方方面面造造成成加加工工的的不不稳稳定定，，另另一一方方面面造造成成断断丝丝.第三三章章数数控控线线切切割割技技术术对工工件件表面面质质量量进给给速速度度过过高高进给给速速度度过过低低进给给速速度度稍稍低低会频频繁繁出出现现短短路路，，造造成成加加工工不不稳稳定定，，平均均加加工工速速度度降降低低，，加加工工表表面面发发焦焦，，呈呈褐色色，，工工件件的的上上下下端端面面均均有有过过烧烧现现象象。。进给给速速度度适适宜宜导致致加加工工不不能能连连续续进进行行，，加加工工表表面面亦亦发焦焦，，呈呈淡淡褐褐色色，，工工件件的的上上下下端端面面也也有有过烧烧现现象象。。加工工表表面面较较粗粗、、较较白白，，两两端端面面有有黑黑白白相间间的的条条纹纹。。加工工表表面面细细而而亮亮，，丝丝纹纹均均匀匀。。能能得得到表表面面粗粗糙糙度度好好、、精精度度高高的的加加工工效效果果。。第三三章章数数控控线线切切割割技技术术9.火火花花通通道道压压力力：：放电电压压力力使使电电极极丝丝弯弯曲曲示示意意图图第三三章章数数控控线线切切割割技技术术电极极丝丝弯弯曲曲对对加加工工精精度度的的影影响响第三三章章数数控控线线切切割割技技术术分析l零件图指定工艺路线选配工作液模坯准备确定切割路线机械加工基准凹模型孔漏料部分、螺钉孔、销钉孔、穿丝孔等计算偏移量编制程序淬火回火磨削基准面退磁线切割确定电极丝选择电参数线切切割割加加工工工工艺艺过过程程第三三章章数数控控线线切切割割技技术术线切切割割程程序序与与其其它它数数控控机机床床的的程程序序相相比比，，有有如如下下特特点点：：(1)线线切切割割程程序序普普遍遍较较短短，，很很容容易易读读懂懂。。(2)数控控线线切切割割编编程程方方法法3B代代码码ISO代代码码多用用于于快快走走丝丝线线切切割割(重重点点掌掌握握)多用用于于慢慢走走丝丝线线切切割割第三三章章数数控控线线切切割割技技术术3B格格式式编编制制程程序序目前前，，我我国国数数控控线线切切割割机机床床常常用用3B程程序序格格式式编编程程，，其其格格式式如如下下表表:BXBYBJGZ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注:B为为分分隔隔符符，，它的的作作用用是是将将X、、Y、、J数数码码区区分分开开来来；；X、、Y为为增增量量(相相对对)坐坐标标值值；；J为为加加工工线线段段的的计计数数长长度度；；G为为加加工工线线段段计计数数方方向向；；Z为为加加工工指指令令.第三三章章数数控控线线切切割割技技术术1.直直线线的的3B代代码码编编程程：：1)x，，y值值的的确确定定以直直线线的的起起点点为为原原点点，，建建立立正正常常的的直直角角坐坐标标系系，，x，，y表表示示直直线线终终点点的的坐坐标标绝绝对对值值，，单单位位为为μm。。在直直线线3B代代码码中中，，x，，y值值主主要要是是确确定定该该直直线线的的斜斜率率，，所所以以可可将将直直线线终终点点坐坐标标的的绝绝对对值值除除以以它它们们的的最最大大公公约约数数作作为为x，，y的的值值，，以以简简化化数数值值。。若直直线线与与X或或Y轴轴重重合合，，为为区区别别一一般般直直线线，，x，，y均均可可写写作作0也也可可以以不不写写。。第三章数数控线切割技技术2)G的确确定(如右图图所示)|Ye|>|Xe|时，，取Gy；|Xe|>|Ye|时，，取Gx；|Xe|=|Ye|时，，取Gx或Gy均可。第三章数数控线切割技技术3)J的确确定(如右图图所示)计数长度是指指被加工图形形在计数方向向上的投影长长度（即绝对对值）的总和和，以μm为为单位。例1:加工图所示斜斜线OA，其其终点为A（（Xe,Ye）,且Ye>Xe,试试确定G和J。因为|Ye|>|Xe|,OA斜线线与X轴夹角角大于45°°时，计数方方向取Gy,斜线OA在在Y轴上的投投影长度为Ye，故J=Ye。第三章数数控线切割技技术4)加工指令令Z的确定(如右图所示示)直线加工指令令坐标轴上直线线加工指令第三章数数控线切割技技术例2:加工图所示斜斜线OA,终终点A的坐标标为Xe=17mm,Ye=5mm,写出加工工程序。其程序为：B17000B5000B017000GxL1第三章数数控线切割技技术例3:加工图6.20所示直线线，其长度为为21.5mm,写出其其程序。相应的程序为为：BBB021500GyL2第三章数数控线切割技技术2.圆弧的3B代码编程程：1)x，y值的确确定以圆弧的圆心心为原点，建建立正常的直直角坐标系，，x，y表示示圆弧起点坐坐标的绝对值值，单位为μμm。第三章数数控线切割技技术2)G的确确定(如右图图所示)|Xe|>|Ye|时，，取Gy;|Ye|>|Xe|时，，取Gx；|Xe|=|Ye|时，，取Gx或Gy均可。第三章数数控线切割技技术3)J的确确定(如右图图所示)圆弧编程中J的取值方法法为：由计数数方向G确定定投影方向:若G=Gx，，则将圆弧向向X轴投影；；若G=Gy，，则将圆弧向向Y轴投影。。J值为各个象象限圆弧投影影长度绝对值值的和。第三章数数控线切割技技术例4:加工图所示圆圆弧，加工起起点A在第四四象限，终点点B(Xe,Ye)在第第一象限，试试确定G和J。因为加工终点点靠近Y轴，，|Ye|>|Xe|,计数方向取取Gx;计计数长度为各各象限中的圆圆弧段在X轴轴上投影长度度的总和，即即J=JX1+JX2。。第三章数数控线切割技技术例5:加工图所示圆圆弧，加工终终点B(Xe,Ye),试确定G和和J。因加工终点B靠近X轴，，|Xe|>|Ye|,故计数方向向取Gy，J为各象限的的圆弧段在Y轴上投影长长度的总和,即J=Jy1+Jy2+Jy3。。第三章数数控线切割技技术4)加工指令令Z的确定(如右图所示示)顺时针圆弧指指令逆时针圆弧指指令第三章数数控线切割技技术例6:加工如图所示示圆弧，加工工起点的坐标标为A(-5,0),试试编制程序。。其程序为：B5000BB010000GySR2数控线切割技技术线切割加工准准备工作1．上丝操作作:上丝的过程是是将电极丝从从丝盘绕到快快走丝线切割割机床储丝筒筒上的过程。。(1)上丝丝以前，要先先移开左、右右行程开关，，再启动丝筒筒，将其移到到行程左端或或右端极限位位置。(2)上丝丝过程中要打打开上丝电机机起停开关，，并旋转上丝丝电机电压调调节按钮以调调节上丝电机机的反向力矩矩。(3)按照照机床的操作作说明书中上上丝示意图的的提示将电极极丝从丝盘上上到储丝筒上上。第三章数数控线切割技技术电极丝安装（（快走丝）电极丝安装（（慢走丝）第三章数数控线切割技技术2.穿丝操操作:(1)拉动动电极丝头，，按照操作说说明书说明依依次绕接各导导轮、导电块块至储丝筒。。在操作中要要注意手的力力度，防止电电极丝打折。。(2)穿丝丝开始时，首首先要保证储储丝筒上的电电极丝与辅助助导轮、张紧紧导轮、主导导轮在同一个个平面上，否否则在运丝过过程中，储丝丝筒上的电极极丝会重叠，，从而导致断断丝。(3)穿丝丝中要注意控控制左右行程程挡杆，使储储丝筒左右往往返换向时，，储丝筒左右右二端留有3～5mm的余量。第三章数数控线切割技技术手动穿丝（快快走丝）慢走丝自动穿穿丝第三章数数控线切割技技术3．电极丝垂垂直找正：1）利用找正正块进行火花花法找正第三章数数控线切割技技术注意：(1)找正正块使用一次次后，其表面面会留下细小小的放电痕迹迹。下次找正正时，要重新新换位置，不不可用有放电电痕迹的位置置碰火花校正正电极丝的垂垂直度。(2)在精精密零件加工工前，分别校校正U、V轴轴的垂直度后后，需要再检检验电极丝垂垂直度校正的的效果。具体体方法是：重重新分别从U、V轴方向向碰火花，看看火花是否均均匀，若U、、V方向上火火花均匀，则则说明电极丝丝垂直度较好好；若U、V方向上火花花不均匀，则则重新校正，，再检验。(3)在校校正电极丝垂垂直度之前，，电极丝应张张紧，张力与与加工中使用用的张力相同同。（4)在用用火花法校正正电极丝垂直直度时，电极极丝要运转，，以免电极丝丝断丝。第三章数数控线切割技技术2）用校正器器进行校正垂直度校正器器DF55-J50A型垂垂直度校正器器第三章数数控线切割技技术注意：(1)电极极丝停止走丝丝，不能放电电。(2)电极极丝应张紧，，电极丝的表表面应干净。。(3)若加加工零件精度度高，则电极极丝垂直度在在校正后需要要检查，其方方法与火花法法类似。第三章数数控线切割技技术３）目测法对对于加加工要求较低低的工件，在在确定电极丝丝与工件基准准间的相对位位置时，可以以直接利用目目测或借助2～8倍的放放大镜来进行行观察。右图图是利用穿丝丝处划出的十十字基准线，，分别沿划线线方向观察电电极丝与基准准线的相对位位置，根据两两者的偏离情情况移动工作作台，当电极极丝中心分别别与纵横方向向基准线重合合时，工作台台纵、横方向向上的读数就就确定了电极极丝中心的位位置。第三章数数控线切割技技术４）自动找中中心所谓自动找中中心，就是让让电极丝在工工件孔的中心心自动定位。。此法是根据据线电极与工工件的短路信信号，来确定定电极丝的中中心位置。数数控功能较强强的线切割机机床常用这种种方法。第三章数数控线切割技技术４．工件的装装夹：悬臂支撑方式式快走丝慢走丝第三章数数控线切割技技术两端支撑方式式第三章数数控线切割技技术桥式支撑方式式第三章数数控线切割技技术线切割加工工工艺1．穿丝孔的的位置与形状状：切割凸模时穿穿丝孔位置及及切割方向比比较图第三章数数控线切割技技术穿丝孔的大小小与位置第三章数数控线切割技技术穿丝孔高度第三章数数控线切割技技术提高切割形状状精度的方法法1．增加超切切程序和回退退程序：工作中电极丝丝的挠曲第三章数数控线切割技技术2．减小线切切割加工中的的变形的手段段：1)采用预预加工工艺凸模的预加工工第三章数数控线切割技技术凹模的预加工工第三章数数控线切割技技术2)合理确确定穿丝孔位位置线切割穿丝孔孔的位置第三章数数控线切割技技术切入位置的选选择第三章数数控线切割技技术3)多穿丝丝孔加工多个穿丝孔加加工第三章数数控线切割技技术4)恰当安安排切割图形形线切割加工用用