教学材料《数控技术》-第7章

7.1数控电火花线切割概述线切割加工原理线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种，其基本原理如图7-1所示。被切割的工件作为正电极，金属丝(常用的有钥丝、铜丝)作为负电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到正电极和负电极上。金属丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液。当金属丝与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在金属丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使工件上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运动，就能切割出所需要的形状。由于储丝筒带动金属丝运动，所以金属丝基本上不被蚀除，可使用较长的时间下一页返回7.1数控电火花线切割概述数控线切割机床的组成数控线切割机床的组成包括机床主机、脉冲电源和数控装置三大部分机床主机部分机床主机部分由运丝机构、工作台、床身、工作液系统等组成脉冲电源脉冲电源又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。加工时，钥丝接脉冲电源负极，工件接正极下一页返回上一页7.1数控电火花线切割概述数控装置数控装置以计算机为核心，配备控制软件。加工工件时可用键盘或磁盘将程序输入到计算机，通过它可以控制机床按规定加工路线进行加工，其控制精度为±0.015mm，加工精度为±0.001mm下一页上一页返回7.1数控电火花线切割概述电火花线切割加工正常运行必须具备的条件电火花线切割加工正常运行必须具备的条件为:金属丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙。电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行必须采用脉冲电源，即火花放电必须具有脉冲性、间歇性。下一页上一页返回7.1数控电火花线切割概述数控电火花线切割机床的分类按电极丝运动的方式将数控电火花线切割机床分为两大类，快走丝线切割机床和慢走丝线切割机床。除此之外，按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制及微机控制等;按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等;按加下特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等下一页上一页返回7.1数控电火花线切割概述线切割加工的加工对象广泛应用于加工各种冲模可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。加工样板和成型刀具加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料加工凸轮，特殊的齿轮适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，缩短生产周期上一页返回7.2数控电火花线切割程序编制手工编程线切割机床编程格式是用3B指令格式，编程格式如表7-1所示，表中B为分隔符，它的作用是把X,Y,J这些代码分开，便于计算机识别。当程序往控制器输入时，读入第一个B后它使控制器作好接受X轴坐标值的准备，读入第二个B后作好接受Y轴坐标值的准备。读入第三个B后作好接受J值的准备。加工斜线时，程序中X,Y必须是该斜线段终点相对起点的坐标值。加工圆弧时，程序中X,Y必须是圆弧起点相对其圆心的坐标值。X,Y,J的数值均以um为单位下一页返回7.2数控电火花线切割程序编制ISO代码下切割加工程序编制我国快走丝数控电火花切割机床常用ISO代码指令，与国际上使用的标准基本一致。常用指令如表7-3所示运动指令G00快速定位指令G01直线插补指令G02,G03圆弧插补指令坐标方式指令G90为绝对坐标指令G91为增量坐标指令下一页上一页返回7.2数控电火花线切割程序编制坐标系指令坐标系指令如表7-4所示，常用G92加工坐标系设置指令补偿指令补偿指令如表7-5所示M代码M为系统辅助功能指令，常用M功能指令见表7-6镜像指令常用镜像功能指令见表7-7下一页上一页返回7.2数控电火花线切割程序编制锥度指令常用锥度功能指令见表7-8坐标指令常用坐标指令见表7-9下一页上一页返回7.2数控电火花线切割程序编制自动编程自动编程是通过自动变成软件，画出要加工的图形，生成G代码或3B代码，通过代码来指挥机床动作来完成加工的。具体操作如下。画出要加工的图形进行轨迹操作生成3B代码上一页返回7.3线切割工艺程序校验程序编制时，应按照所掌握的编程方法，对零件的几何形状、尺寸及工艺要求进行分确定加工路径，进行数值计算以获得加工数据，然后按本机床的指令格式，将工件的尺切割轨迹、电极丝半径和放电间隙补偿等编制成加工程序。编好程序后要进行校验画图，校验画图是在数控系统显示器上显示出电极丝运行的轨迹。模拟运行在校验画图完成之后进行，是使电极丝由程序控制沿加工轨迹运动。下一页返回7.3线切割工艺工件的装夹装夹工件时，必须保证工件的切割部位位于电极丝相对于机床工作台运动的极限范围内。由于工件结构不同，可采用下列方式装夹悬臂方式装夹支撑板方式装夹直接支撑方式装夹过梁支撑方式装夹下一页上一页返回7.3线切割工艺穿丝孔及切割路线的确定穿丝孔的确定原则切割凸模零件时，为了避免将毛坯件外形切断引起变形，通常在毛坯件内部且接近零件轮廓形状的位置设置有预制穿丝孔。切割凹模、孔类零件时，可将穿丝孔位置选择在待切割型腔(孔)的内部。穿丝孔的大小要选择适宜下一页上一页返回7.3线切割工艺切割路线的确定原则线切割加工工艺中，切割起始点的位置和切割路线的确定合理与否，将影响工件变形的大小，从而影响加工精度。切割路线的确定应遵循以下几点原则:要注意切割过程中零件的刚度变化，一般切割时最后切割零件的装夹部位，以提高整个加工工艺系统的刚度。切割孔类零件时，为了减少变形，可采用二次切割法切割路线在保证质量精度的前提下应以最短路线设计，提高加工效率。但切割路线距离端面(侧面)应大于5mm切割路线应便于数值计算，以减少编程工作量在一块毛坯上要切割出两个以上零件时，不应连续一次切割出来，而应从不同预制孔开始加工。上一页返回7.4数控电火花线切割编程实例编制加工图7-15所示凸凹模(图示尺寸是根据刃口尺寸公差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸)的数控线切割程序。电极丝直径为0.1mm的钥丝，单血放电间隙为0.01mm确定计算坐标系确定补偿距离计算交点坐标编写程序单返回图7-1线切割