第五章-電火花線切割編程、加工工藝及實例培訓(xùn)講學(xué)

第五章電火花線切割編程、加工(jiāgōng)工藝及實例第一頁，共55頁。5.1電火花線切割編程5.2線切割加工(jiāgōng)工藝5.3線切割加工(jiāgōng)實例第二頁，共55頁。圖5-1線切割加工(jiāgōng)的步驟5.1電火花線切割編程第三頁，共55頁。 目前生產(chǎn)的線切割加工機(jī)床都有計算機(jī)自動編程功能，即可以將線切割加工的軌跡圖形自動生成機(jī)床能夠識別的程序。 線切割程序與其它數(shù)控機(jī)床(shùkònɡjīchuánɡ)的程序相比，有如下特點：(1)線切割程序普遍較短，很容易讀懂。(2)國內(nèi)線切割程序常用格式有3B(個別擴(kuò)充為4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走絲機(jī)床普遍采用ISO格式。第四頁，共55頁。一、線切割3B代碼程序格式 線切割加工軌跡圖形是由直線(zhíxiàn)和圓弧組成的，它們的3B程序指令格式如表5-1所示。表5-13B程序指令(zhǐlìng)格式注：B為分隔符，它的作用是將X、Y、J數(shù)碼區(qū)分開來；X、Y為增量(zēnɡliànɡ)(相對)坐標(biāo)值；J為加工線段的計數(shù)長度；G為加工線段計數(shù)方向；Z為加工指令。第五頁，共55頁。1.直線的3B代碼編程 1)x，y值的確定 (1)以直線的起點為原點，建立正常的直角坐標(biāo)系，x，y表示(biǎoshì)直線終點的坐標(biāo)絕對值，單位為μm。 (2)在直線3B代碼中，x，y值主要是確定該直線的斜率，所以可將直線終點坐標(biāo)的絕對值除以它們的最大公約數(shù)作為x，y的值，以簡化數(shù)值。 (3)若直線與X或Y軸重合，為區(qū)別一般直線，x，y均可寫作0也可以不寫。

第六頁，共55頁。 如圖5-2(a)所示的軌跡形狀，請讀者試著寫出其x，y值，具體答案可參考(cānkǎo)表5-2。(注：在本章圖形所標(biāo)注的尺寸中若無說明，單位都為mm。)

圖5-2直線(zhíxiàn)軌跡第七頁，共55頁。表5-23B代碼(dàimǎ)第八頁，共55頁。 2)G的確定 G用來確定加工時的計數(shù)方向，分Gx和Gy。直線編程的計數(shù)方向的選取方法是：以要加工的直線的起點為原點，建立直角坐標(biāo)系，取該直線終點坐標(biāo)絕對值大的坐標(biāo)軸為計數(shù)方向。若y=x，則在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。 由上可見，計數(shù)方向的確定以45°線為界，取與終點處走向較平行(píngxíng)的軸作為計數(shù)方向，具體可參見圖5-3(c)。第九頁，共55頁。圖5-3G的確定(quèdìng)第十頁，共55頁。 3)J的確定 J為計數(shù)長度，以μm為單位。以前編程應(yīng)寫滿六位數(shù)，不足六位前面補(bǔ)零，現(xiàn)在的機(jī)床基本上可以不用補(bǔ)零。

J的取值方法為：由計數(shù)方向G確定投影方向，若G=Gx，則將直線向X軸投影得到長度的絕對值即為J的值；若G=Gy，則將直線向Y軸投影得到長度的絕對值即為J的值。 4)Z的確定 加工指令(zhǐlìng)Z按照直線走向和終點的坐標(biāo)不同可分為L1、L2、L3、L4，其中與+X軸重合的直線算作L1，與-X軸重合的直線算作L3，與+Y軸重合的直線算作L2，與-Y軸重合的直線算作L4。第十一頁，共55頁。圖5-4Z的確定(quèdìng)第十二頁，共55頁。2.圓弧的3B代碼編程 1)x，y值的確定 以圓弧的圓心為原點，建立正常(zhèngcháng)的直角坐標(biāo)系，x，y表示圓弧起點坐標(biāo)的絕對值，單位為μm。如在圖5-5(a)中，x=30000，y=40000；在圖5-5(b)中，x=40000,y=30000。第十三頁，共55頁。圖5-5圓弧軌跡(guǐjì)第十四頁，共55頁。 2)G的確定 G用來確定加工時的計數(shù)方向，分Gx和Gy。圓弧編程的計數(shù)方向的選取方法是：以某圓心為原點建立直角坐標(biāo)系，取終點坐標(biāo)絕對值小的軸為計數(shù)方向。若y=x，則Gx、Gy均可。 由上可見，圓弧計數(shù)方向由圓弧終點的坐標(biāo)絕對值大小決定，其確定方法與直線(zhíxiàn)剛好相反，即取與圓弧終點處走向較平行的軸作為計數(shù)方向。第十五頁，共55頁。 3)J的確定 圓弧編程中J的取值方法為：由計數(shù)方向G確定投影方向，若G=Gx，則將圓弧向X軸投影；若G=Gy，則將圓弧向Y軸投影。J值為各個象限圓弧投影長度絕對值的和。 4)Z的確定 加工指令Z按照第一步進(jìn)入的象限可分為(fēnwéi)R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分為(fēnwéi)順圓S和逆圓N，于是共有8種指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4。第十六頁，共55頁。圖5-6Z的確定(quèdìng)第十七頁，共55頁。例5.1請寫出圖5-7所示軌跡(guǐjì)的3B程序。

圖5-7編程圖形(túxíng)第十八頁，共55頁。 解對圖5-7(a)，起點(qǐdiǎn)為A，終點為B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000 故其3B程序為： B30000B40000B130000GYNR1 對圖6-7(b)，起點(qǐdiǎn)為B，終點為A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000 故其3B程序為： 40000B30000B170000GXSR4第十九頁，共55頁。 例5.2用3B代碼編制加工圖5-8(a)所示的線切割加工程序(chéngxù)。已知線切割加工用的電極絲直徑為0.18mm，單邊放電間隙為0.01mm，圖中A點為穿絲孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—G—H—B—A進(jìn)行。圖5-8線切割(qiēgē)切割(qiēgē)圖形第二十頁，共55頁。表5-3切割軌跡(guǐjì)3B程序第二十一頁，共55頁。例5.3用3B代碼編制加工圖5-9所示的凸模線切割加工程序(chéngxù)，已知電極絲直徑為0.18mm，單邊放電間隙為0.01mm，圖中O為穿絲孔擬采用的加工路線O－E－D－C－B－A－E－O。圖5-9加工(jiāgōng)零件圖第二十二頁，共55頁。 解經(jīng)過分析，得到(dédào)具體程序，如表5-4所示。表5-4切割軌跡(guǐjì)3B程序第二十三頁，共55頁。5.2線切割加工(jiāgōng)工藝 一、電極絲穿絲 慢走絲線切割(qiēgē)機(jī)床的穿絲較簡單，本書以快走絲線切割(qiēgē)機(jī)床為例討論電極絲的上絲、穿絲及調(diào)節(jié)行程的方法。 1．上絲操作 上絲的過程是將電極絲從絲盤繞到快走絲線切割(qiēgē)機(jī)床儲絲筒上的過程。不同的機(jī)床操作可能略有不同，下面以北京阿奇公司的FW系列為例說明上絲要點(如圖5-18、圖5-19、圖5-20所示)。第二十四頁，共55頁。

圖5-18上絲示意圖第二十五頁，共55頁。圖5-19儲絲筒操作(cāozuò)面板第二十六頁，共55頁。圖5-20穿絲示意圖第二十七頁，共55頁。 (1)上絲以前，要先移開左、右行程開關(guān)，再啟動絲筒，將其移到行程左端或右端極限位置(目的是將電極絲上滿，如果不需要上滿，則需與極限位置有一段距離)。

(2)上絲過程中要打開上絲電機(jī)起停開關(guān)，并旋轉(zhuǎn)上絲電機(jī)電壓調(diào)節(jié)按鈕以調(diào)節(jié)上絲電機(jī)的反向力矩(目的是保證上絲過程中電極絲有均勻的張力，避免電極絲打折)。 (3)按照機(jī)床的操作(cāozuò)說明書中上絲示意圖的提示將電極絲從絲盤上到儲絲筒上。第二十八頁，共55頁。 2.穿絲操作 (1)拉動電極絲頭，按照操作說明書說明依次繞接各導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊至儲絲筒(如圖5-20所示)。在操作中要注意手的力度，防止電極絲打折。 (2)穿絲開始時，首先要保證儲絲筒上的電極絲與輔助導(dǎo)輪、張緊導(dǎo)輪、主導(dǎo)(zhǔdǎo)輪在同一個平面上，否則在運(yùn)絲過程中，儲絲筒上的電極絲會重疊，從而導(dǎo)致斷絲。 (3)穿絲中要注意控制左右行程擋桿，使儲絲筒左右往返換向時，儲絲筒左右二端留有3～5mm的余量。第二十九頁，共55頁。二、電極絲垂直找正 電極絲垂直度找正的常見方法有兩種，一種是利用找正塊，一種是利用校正器。 1．利用找正塊進(jìn)行火花法找正 找正塊是一個六方體或類似六方體(如圖5-21(a)所示)。在校正電極絲垂直度時，首先目測電極絲的垂直度，若明顯不垂直，則調(diào)節(jié)U、V軸，使電極絲大致垂直工作臺；然后(ránhòu)將找正塊放在工作臺上，在弱加工條件下，將電極絲沿X方向緩緩移向找正塊。第三十頁，共55頁。 當(dāng)電極絲快碰到找正塊時，電極絲與找正塊之間產(chǎn)生火花放電，然后肉眼觀察(guānchá)產(chǎn)生的火花：若火花上下均勻(如圖5-21(b)所示)，則表明在該方向上電極絲垂直度良好；若下面火花多(如圖5-21(c)所示)，則說明電極絲右傾，故將U軸的值調(diào)小，直至火花上下均勻；若上面火花多(如圖5-21(d)所示)，則說明電極絲左傾，故將U軸的值調(diào)大，直至火花上下均勻。同理，調(diào)節(jié)V軸的值，使電極絲在V軸垂直度良好。

第三十一頁，共55頁。圖5-21用火花法校正電極(diànjí)絲垂直度第三十二頁，共55頁。 在用火花法校正電極絲的垂直度時，需要注意以下幾點： (1)找正塊使用一次后，其表面會留下細(xì)小的放電痕跡。下次找正時，要重新?lián)Q位置，不可用有放電痕跡的位置碰火花校正電極絲的垂直度。

(2)在精密零件加工前，分別(fēnbié)校正U、V軸的垂直度后，需要再檢驗電極絲垂直度校正的效果。具體方法是：重新分別(fēnbié)從U、V軸方向碰火花，看火花是否均勻，若U、V方向上火花均勻，則說明電極絲垂直度較好；若U、V方向上火花不均勻，則重新校正，再檢驗。

第三十三頁，共55頁。(3)在校正電極絲垂直度之前，電極絲應(yīng)張緊，張力與加工中使用的張力相同。(4)在用火花法校正電極絲垂直度時，電極絲要運(yùn)轉(zhuǎn)(yùnzhuǎn)，以免電極絲斷絲。第三十四頁，共55頁。 2．用校正器進(jìn)行校正 校正器是一個觸點與指示燈構(gòu)成的光電校正裝置，電極絲與觸點接觸時指示燈亮。它的靈敏度較高，使用方便且直觀。底座用耐磨不變形的大理石或花崗巖制成(如圖5-22、圖5-23所示)。 使用校正器校正電極絲垂直度的方法與火花法大致相似。主要區(qū)別是：火花法是觀察火花上下是否均勻，而用校正器則是觀察指示燈。若在校正過程中，指示燈同時(tóngshí)亮，則說明電極絲垂直度良好，否則需要校正。第三十五頁，共55頁。圖5-22垂直(chuízhí)度校正器第三十六頁，共55頁。圖5-23DF55-J50A型垂直(chuízhí)度校正器第三十七頁，共55頁。 在使用校正器校正電極絲的垂直(chuízhí)度時，要注意以下幾點： (1)電極絲停止走絲，不能放電。 (2)電極絲應(yīng)張緊，電極絲的表面應(yīng)干凈。 (3)若加工零件精度高，則電極絲垂直(chuízhí)度在校正后需要檢查，其方法與火花法類似。 三、工件的裝夾 線切割加工屬于較精密加工，工件的裝夾對加工零件的定位精度有直接影響，特別在模具制造等加工中，需要認(rèn)真、仔細(xì)地裝夾工件。第三十八頁，共55頁。 線切割加工的工件在裝夾過程中需要注意如下幾點： (1)確認(rèn)工件的設(shè)計基準(zhǔn)或加工基準(zhǔn)面，盡可能使設(shè)計或加工的基準(zhǔn)面與X、Y軸平行。 (2)工件的基準(zhǔn)面應(yīng)清潔、無毛刺。經(jīng)熱處理的工件，在穿絲孔內(nèi)及擴(kuò)孔的臺階處，要清理熱處理殘物及氧化皮。 (3)工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正，并應(yīng)與機(jī)床(jīchuáng)行程相適應(yīng)。 (4)工件的裝夾應(yīng)確保加工中電極絲不會過分靠近或誤切割機(jī)床(jīchuáng)工作臺。 (5)工件的夾緊力大小要適中、均勻，不得使工件變形或翹起。

第三十九頁，共55頁。 線切割的裝夾方法較簡單，常見的裝夾方式如圖5-24所示。目前，很多線切割機(jī)床制造商都配有自己的專用加工夾具，圖5-25所示為北京阿奇公司(ɡōnɡsī)生產(chǎn)的專用夾具及裝夾示意圖，圖5-26所示為3R專用夾具。第四十頁，共55頁。圖5-24常見(chánɡjiàn)的裝夾方式第四十一頁，共55頁。圖5-25阿奇公司(ɡōnɡsī)專用夾具及裝夾示意圖第四十二頁，共55頁。圖5-25阿奇公司(ɡōnɡsī)專用夾具及裝夾示意圖第四十三頁，共55頁。圖5-263R專用(zhuānyòng)夾具第四十四頁，共55頁。 四、工件(gōngjiàn)的找正 工件(gōngjiàn)的找正精度關(guān)系到線切割加工零件的位置精度。在實際生產(chǎn)中，根據(jù)加工零件的重要性，往往采用按劃線找正、按基準(zhǔn)孔或已成型孔找正、按外形找正等方法。其中按劃線找