电加工编程与操作 课件 单元1-3 数控电火花线切割加工概述-线切割机床电极丝的安装

电加工编程与操作（任务驱动模式）单元1数控电火花线切割加工概述单元2线切割加工工艺流程与安全生产单元3线切割机床电极丝的安装单元4线切割机床的加工准备单元5影响线切割加工工艺指标的因素单元63B指令编程单元7ISO代码编程单元8电火花线切割自动编程简介单元9数控电火花线切割的一般加工方法单元10电火花成形机床单元11电极设计与制造单元12工件、电极的装夹与校正单元13电加工参数的选择单元14电火花加工的应用单元1数控电火花线切割加工概述知识目标•了解电火花线切割加工机床的结构及其分类•了解电火花线割加工的基本原理及其应用技能目标•掌握快走丝线坏割加工机床的基本操作方法任务描述任务1认识冬庆DK7732型数控快走丝线切割机床任务分析相关知识1.冬庆DK7732型数控快走丝线切割机床结构（1）床身床身一般为铸件，是工作台、绕丝机构及线架的支承和固定基础，通常采用箱式结构，应有足够的强度和刚度。（2）工作台工作台由上滑板4和下滑板5组成。任务1认识冬庆DK7732型数控快走丝线切割机床（3）走丝系统走丝系统由储丝筒1、走丝溜板2和丝架3等组成。（4）脉冲电源脉冲电源由电源控制柜8产生，一般为矩形波，受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄（2~60𝜇s），单个脉冲能量、平均电流一般较小，所以线切割总是采用正极性加工（即工件接正极，电极丝接负极）。（5）数控装置即控制系统，主要由数控系统7控制，现多采用独立计算机。2.线切割机床型号的编制任务1认识冬庆DK7732型数控快走丝线切割机床任务准备任务实施1）认识DK7732型线切割机床的结构。在车间参观包括冬庆DK7732型线切割机床在内的各种线切割机床，辨识其组成，了解各个部分的结构及作用。2）移动工作台到指定坐标点。3）开动运丝及液压泵，观察走丝情况。4）正确开、关机。检查评议问题及防治扩展知识任务1认识冬庆DK7732型数控快走丝线切割机床电火花线切割机床的分类1.按走丝速度分类2.按工作液供给方式分类3.按电极丝位置分类任务1认识冬庆DK7732型数控快走丝线切割机床任务描述任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用任务分析相关知识1.电火花线切割加工的原理任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用（1）电离击穿电极丝在绝缘介质中靠近工件时，由于两极微观表面凹凸不平，电场分布不均匀，在两极离得最近的某一点，电场强度最高，在超越临界状态后，进而击穿绝缘介质，使介质由不导电的分子态变为可导电的离子态。（2）放电通道在电场力作用下，电离出来的自由正离子和电子在场中积聚，很快形成被电离的放电通道。（3）金属熔化和汽化：电子和离子在高速相向运动时相互碰撞，阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的轰击，这些消减的动能势必转化成内能，使电极间隙内产生瞬时高温，其中心温度甚至可超过10000°C。（4）抛出金属在介质和工件汽化时形成的气泡，压力不断上升。（5）消电离为确保脉冲电源发出的一串电脉冲在电极丝和工件间产生一个个间断的火花放电，而不是连续的电弧放电，必须保证前后两个电脉冲之间有足够的间歇时间，使放电间隙中的介质充分消除电离状态。任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用1）电极丝与工件之间必须保持一定的放电间隙。2）必须在绝缘的液体介质中进行。3）放电必须是短时间的脉冲放电。4）工件接脉冲电源阳极。2.电火花线切割加工的特点1）直接利用线状的电极丝作为电极，不需要像电火花成形加工那样的成形工具电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产准备周期。2）由于电极丝极细，可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。3）利用电蚀原理加工，电极丝与工件不直接接触，两者之间的作用力很小，因而工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度。任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用4）电火花线切割能切割加工用传统方法难以加工或无法加工的高硬度、高强度、高脆性、高韧性等导电材料及半导体材料。5）工件被加工表面受热影响小，适合于加工热敏感性材料。6）直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影响加工精度的加工参数（如脉冲宽度、间隔、电流）进行调整，有利于加工精度的提高，便于实现加工过程的自动化控制。7）电极丝是不断移动的，单位长度损耗少，特别是在慢走丝线切割加工时，电极丝一次性使用，故加工精度非常高（可达±2𝜇m）。8）采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。3.数控电火花线切割加工的应用1）模具加工。2）新产品试制。3）加工难加工零件。任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用4）贵重金属下料。任务准备任务实施1）绘制脉冲电源波形图，分析为什么其适合放电加工。2）绘制电火花加工几个阶段的示意图，并根据图简要说明其过程。3）在教师指导下，利用线切割机床进行简易加工，观察电流、电压、火花情况。检查评议问题及防治扩展知识电火花加工的起源及发展任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用任务2了解数控电火花线切割加工的基本原理及其应用单元2线切割加工工艺流程与安全生产知识目标•了解线切割加工的主要工艺指标•了解线切割加工的工艺流程•了解线切割加工机床操作安全规范及维护保养技能目标•拟订一般产品的线切割加工流程•正确使用和保养线切割机床任务描述任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标任务分析相关知识1.加工精度2.表面质量（1）表面粗糙度线切割产品表面粗糙度的测量和车、铣加工产品等有所不同，由于线切割产品加工后表面有污物（分解的炭黑、电极丝残留物等），所有表面粗糙度值等于或大于Ra0.3𝜇m的工件，在工艺参数试验的过程中，都进行了表面微粒喷砂处理。（2）表面变质层数控电火花线切割加工是利用放电热效应进行加工的，材料表面因放电产生高温而熔化，然后急冷产生变质层。任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标3.切割速度任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标任务准备任务实施1）检查机床工作状态。2）将工件安装在机床工作台上。3）在实习教师指导下，利用自动编程（或3B手工编程）编制零件程序。4）根据机床数量，学生分成若干组。5）加工结束，测量零件尺寸。6）将结果汇总在实习卡片上。任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标检查评议1）工件的合理装夹。2）穿孔点的选择。3）准确记录、测量、计算、填写相关数据。问题及防治扩展知识电火花线切割加工流程1.图样审核与技术分析1）窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件。2）图形内角不允许有R角或者内角要求的R角比电极丝直径要小的工件。任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标3）非导电材料的工件。4）厚度超过丝架跨距的工件。5）加工长度超过机床X、Y拖板的有效行程长度，且精度要求较高的工件。2.加工前的预备工作（1）合理选择工件材料为了减少电火花线切割加工造成的工件变形，应选择可锻性好、渗透性好、热处理变形小的材料，工件材料应按技术要求进行规范的热处理。（2）加工穿丝孔封闭型孔和一些凸模的加工，需要在电火花线切割之前加工出穿丝孔。（3）选择电极丝的种类数控高速走丝电火花线切割加工一般采用直径为𝜙0.18mm的钥丝作为电极丝；数控低速走丝电火花线切割加工的电极丝一般采用黄铜丝，另外还有镀锌丝、钢芯丝等，电极丝的直径可根据加工精度要求来选择，尽量选用直径不小于0.2mm的电极丝，以获得较高的切割速度，减少加工中断丝的风险。（4）工件装夹与校正根据工件的加工形状、大小选用合适的装夹方式，确定夹持工件的位置。任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标（5）穿丝与校丝将电极丝正确地缠绕在走丝机构的各部位，使电极丝保持一定的张力。（6）电极丝的定位数控电火花线切割加工前，应将电极丝准确定位到切割的起始坐标位置，其调整方法有目测法、火花法、自动找正等。（7）加工编程数控电火花线切割加工编程是整个工艺环节的重点。3.加工控制与检验4.加工任务1了解电火花线切割加工的主要工艺指标任务描述任务分析相关知识1.数控电火花快走丝线切割机床的安全技术规程1）操作者必须熟悉线切割机床的操作技术，开机前应按设备润滑要求，对机床有关部位注油润滑（润滑油必须符合机床说明书的要求）。2）操作者必须熟悉线切割加工工艺，恰当地选取加工参数，按规定操作顺序操作，防止造成断丝等故障。3）用播柄操作储丝筒后，应及时将摇柄拔出，防止储丝筒运转时摇柄甩出伤人。4）正式加工工件之前，应确认工件位置已安装正确，防止碰撞线架和因超程撞坏丝杠、螺母等传动部件。任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养5）尽量消除工件的残余应力，防止切割过程中工件爆炸伤人。6）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火花放电而引起事故。7）在检修机床、机床电器、脉冲电源、控制系统时，应注意适当地切断电源，防止触电和损坏电路元件。8）定期检查机床的保护接地是否可靠，注意各部位是否漏电，尽量采用触电开关。9）禁止用湿手按开关或接触电器部分。10）停机时，应先停止高频脉冲电源，然后停止工作液，让电极丝运行一段时间，并等储丝筒反向后再停止走丝。11）加工时应特别注意电压表与电流表是否在规定的标准范围内。12）落料时应防止卡住导轮造成断丝。13）不允许多人同时操作同一机床。1）对于小型工件，压板无法架设时，可使用正角器或平口错进行加工。任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养2）当遇到大斜度类工件无法倾斜加工时，应采用正弦台或斜度垫块辅助倾斜的加工方法进行加工。3）对于多件加工，可考虑采用正角器或平口钳进行重叠加工。4）在工具的使用过程中，应保证工具不受到损伤（如为方便装夹而在切割中伤到工具等情况都是不允许的）。2.数控电火花快走丝线切割机床的使用规则1）对自用机床的性能、结构有充分的了解，能掌握操作规程和遵守安全生产制度。2）在机床的允许规格范围内进行加工，不要超重或超行程工作。3）经常检查机床的电源线、超程开关和换向开关是否安全可靠，不允许带故障工作。4）按机床操作说明书所规定的润滑部位，定时注入规定的润滑油或润滑脂，以保证机构运转灵活，特别是导轮和轴承，要定时检查和更换。5）加工前检查工作液箱中的工作液是否足够，水管和喷嘴是否通畅。6）下班后清理工作区域，擦净机床和附件等。任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养7）定期检查机床电器设备是否受潮和可靠，并清除尘埃，防止金属物落人。8）遵守定人定机制度，定期维护保养。3.数控电火花快走丝线切割机床的保养方法（1）定期润滑数控快走丝线切割机床上需定期润滑的部位主要有机床导轨、丝杠螺母、传动齿轮、导轮轴承等，一般用油枪注入。（2）定期调整对于丝杠螺母、导轨及电极丝挡块和进电块等，要根据使用时间、间隙大小或沟槽深浅进行调整。（3）定期更换线切割机床上的导轮、馈电刷（有的为进电块）、挡丝块及导轮轴承等均为易损件，磨损后应及时更换。任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养4.机床的润滑任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养任务准备任务实施任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养检查评议问题及防治扩展知识维护和保养线切割机床的方法1）机床的导轨和丝杠。2）导轮和轴承。3）丝简轴和电动机上的联轴器和键。4）控制柜与线切割机床间的联机电缆。5）控制台（柜）搬动时要轻拿轻放，油污的手不要插拔触摸接插件或键盘。6）床面上的任何部位均不得敲砸或碰撞。7）要注意经常使导电块处于良好的导电状态和与床身间的绝缘状态，工作台上的垫条必须与床身任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养绝缘，步进电动机的拖线要处于自如状态，步进电动机确保无脏水人侵。任务2了解电火花线切割机床安全操作规范及维护保养单元3线切割机床电极丝的安装知识目标•认识快走丝电火花线切割机床的走丝系统技能目标•掌握储丝筒上丝方法•掌握穿丝及紧丝方法•能够设定储丝筒换向行程•能够校正电极丝的垂直度任务描述任务1储丝筒上丝任务分析相关知识1.丝盘和储丝筒任务1储丝筒上丝2.上丝任务1储丝筒上丝任务准备任务实施1）将装有电极丝的丝盘固定在上丝装置的转轴上。2）手动或机动旋转丝筒，使丝简移动到预备上丝的起始点。3）将丝的自由端经导轮拉出，固定在丝筒上的紧固螺钉上。4）当电极丝在丝筒上大致对称分布时，即可停止上丝。检查评议任务1储丝筒上丝问题及防治1）最好手动上丝。2）上丝太少，电动机频繁换向，容易损坏；上丝太满，则断丝浪费严重。一般丝筒两端各留5cm宜。3）匀速上丝。扩展知识任务1储丝筒上丝任务描述任务2穿丝任务分析相关知识1.走丝系统的分类（1）带自动张丝装置的走丝系统如图3-6所示汉川机床厂生产的HCKX250型快走丝电火花线切割机床的走丝系统示意图。任务2穿丝（2）无自动张丝装置的走丝系统如图3-7所示江苏冬庆机床厂生产的DK7732型快走丝电火花线切割机床走丝系统图，其结构相对于HCKX250型线切割机床走丝系统的结构而言要简单得多。任务2穿丝2.换向装置（1）电磁感应行程开关换向如图3-9所示为HCKX250型线切割机床的换向行程开关示意图。任务2穿丝（2）机械撞块行程开关换向如图3-10所示DK7732型线切割机床的换向行程开关示意图。任务2穿丝3.断丝保护装置（1）快走丝线切割机床的断丝保护开关如图3-11所示为HCKX250型线切割机床的断丝保护开关，当开关处在断丝保护位置时，才能起到断丝保护的作用，图3-11所示开关处在断丝保护位置。任务2穿丝（2）断丝保护原理断丝保护块一般都在下丝架进电块的一侧，其形状与进电块相似。4.储丝筒转速调整任务2穿丝任务准备任务实施1.带自动张丝装置（以HCKX250型线切割机床为例）1）打开立柱侧面防护门，即为走丝机构。2）取下丝筒上的防护罩，将电极丝丝头，经导轮、进电块穿过，回到丝筒固定。3）丝穿好后，仔细检查。4）拔出插销。5）用手柄摇动储丝筒移至行程开关之间，并可以用自动（低速挡，如图3-13中的1、2挡）或手动，进一步确定行程开关位置。任务2穿丝6）装好丝筒