机械类-数控线切割加工

梁、执行机构以及微型泵、微型喷嘴 、湿度 、流量 传感器 以及多 种光学 器件。 美国加 州理工 学院在 飞机翼 面粘上 相当数 量的1mm
的微梁，控制其弯曲角度以影响飞机 的空气 动力学 特性。 美国大 批量生 产的硅 加速度 计把微 型传感 器(机械 部分) 和集成 电路(电
信号源、放大器、信号处理和正检正 电路等) 一起集 成在硅 片上3m m×3m m的 范围内 。日本 研制的 数厘米 见方的 微型车 床可加 工精
编辑本段生产类型
生产类型通常分为三类。
1．单件生产 单个地生产某个零件，很少重复地生 产。
2．成批生产 成批地制造相同的
零件的生产。
3．大量生产 当产品的制造数量很大，大多数工作地 点经常 是重复 进行一 种零件 的某一 工序的 生产。
拟
定零件的工艺过程时，由于零件的生 产类型 不同， 所采用 的加方 法、机 床设备 、工夹 量具、 毛坯及 对工人 的技术 要求等 ，都有 很
程又是由一个或若干个顺序排列的工 序组成 的。
工序是工艺过程的基本组成单位。所谓 工序是 指在一 个工作 地点， 对一个
或一组工件所连续完成的那部分工艺 过程。 构成一 个工序 的主要 特点是 不改变 加工对 象、设 备和操 作者， 而且工 序的内 容是连 续
完成的。例如图32-1中[cc1]的零件， 其工艺 过程可 以分为 以下两 个工序 ：
微型机械在国外已受到政府部门、
企业界、高等学校与研究机构的高度 重视。 美国MIT、Ber keley、 Stanfor d\AT&T的15名科学 家在上 世纪八 十年代 末提出" 小机器
、大机遇：关于新兴领域--微动力学 的报告" 的国家 建议书 ，声称" 由于微 动力学 (微系 统)在美 国的紧 迫性， 应在这 样一个 新的重
度达1.5μm的微细轴。
工艺基础的基本概念
编辑本段生产过程和工艺过程
生产过程是指从原材料（或半成品）制 成产品 的全部 过程。 对机器 生产而 言包括 原材料 的运输 和保存 ，生产 的准备 ，毛坯 的
制造，零件的加工和热处理，产品的 装配、 及调试 ，油漆 和包装 等内容 。生产 过程的 内容十 分广泛 ，现代 企业用 系统工 程学的 原
后开发出尺寸为50～500μm的 齿轮、 齿轮泵 、气动 涡轮及 联接件 等微机 械。1965年， 斯坦福 大学研 制出硅 脑电极 探针， 后来又 在
扫描隧道显微镜、微型传感器方面取 得成功 。1987年美国 加州大 学伯克 利分校 研制出 转子直 径为60～12μ m的利用 硅微型 静电机
，显示出利用硅微加工工艺制造小可 动结构 并与集 成电路 兼容以 制造微 小系统 的潜力 。
关领域的研究。很多机构参加了微型 机械系 统的研 究，如 康奈尔 大学、 斯坦福 大学、 加州大 学伯克 利分校 、密执 安大学 、威斯 康
星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。 加州大 学伯克 利传感 器和执 行器中 心(BSAC)得到 国防部 和十几 家公司 资助1500万元 后，建 立
了1115m2研究开发MEMS的超 净实验 室。
三、高速走丝数控电火花线切割和低速走丝数 控电火花线切割
1、高速走丝数控电火花线切割 2、低速走丝数控电火花线切割
四、线切割机床的编程
1、手工编程 2、计算机自动编程
五、数控线切割加工的3B代码编程
1、3B程序格式 “5指令3B”的一般格式: BX BY BJ G Z
其中B—分隔符,它将X、Y、J的数值分隔开;避免混淆。 X、Y—表示增量(相对)坐标值,取绝对值,单位微米;
J—表示加工线段的计数长度,取绝对值,单位微米; G—表示加工线段的计数方向,分别为Gx和Gy; Z—加工指令(共12种指令,直线4种,圆弧8种)。 例如:B1000 B2000 B2000 GY L2
2、直线的编程
(1)建立坐标系 加工直线时,以直线的起点为坐标系的原点。
2、直线的编程
(2)坐标值X、Y的确定 加工直线时,X、Y值取改直线终点的坐标
数控线切割加工
模具教研室
数控线切割加工
一、电火花线切割加工的原理 二、电火花线切割加工的特点 三、高速走丝数控电火花线切割和低速走丝数
控电火花线切割 四、线切割机床的编程 五、数控线切割加工的3B代码编程
一、电火花线切割加工的原理
所谓电火花线切割,就是以移动着的细 金属丝(铜丝或钼丝)作为电极,在电极丝与工 件之间产生火花放电,切割成形。
床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机机等专用机 械设备 制作零 件的过 程。 编辑本段微型机械加工技术的国外发 展现状
机械产品 1959年，Richard P Feynman(1965年诺贝尔 物理奖 获得者) 就提出 了微型 机械的 设想。 1962年 第一个 硅微型 压力传 感器问 世，其
2、直线的编程
(5)加工指令的确定
加工直线时有四种指 令:L1、L2、L3、L4。当直 线在第一Ⅰ象限(包括X轴而 不包括Y轴)时,加工指令记做 L1; L2、L3、L4依次类推。
3、圆弧编程
(1)建立坐标系 加工圆弧时,以改圆弧的 圆心为坐标系的原点。
3、圆弧编程
(2)坐标值X、Y的确定 加工圆弧时,X、Y值取该圆弧起点的坐标值。
3、圆弧编程
(5)加工指令的确定
加工顺时针圆弧时有四种指令:SR1、SR2、SR3、SR4。当圆 弧起点在第Ⅰ象限(包括Y轴而不包括X轴)时,加工指令记做 SR1;SR2、SR3、SR4 依次类推。
编程实例
(1)确定加工路线;起 始点为A,加工路 线按照图中所标。 1段为切入,8段为 切出,2-7为零件 轮廓。
大的不同。 编辑本段加工余量
为了加工出合格的零件，必须从毛坯上 切去的 那层金 属的厚 度，称 为加工 余量。 加工余 量又可 分为工 序余量 和总余 量。某 工
序中需要切除的那层金属厚度，称为 该工序 的加工 余量。 从毛坯 到成品 总共需 要切除 的余量 ，称为 总余量 ，等于 相应表 面各工 序
依旧应用于某些零部件的转配过程中 ）。
机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切 割、重 型加工 、金属 粘结、 金属拉 拔、等
离子切割、精密焊接、辊轧成型、金 属板材 弯曲成 型、模 锻、水 喷射切 割、精 密焊接 等。
机械加工：广意的机械加工就是
指能用机械手段制造产品的过程；狭 意的是 用车床 （Lathe Machine）、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨
相变化﹐称热加工。冷加工按加工方 式的差 别可分 为切削 加工和 压力加 工。热 加工常 见有热 处理﹐ 煅造﹐ 铸造和 焊接。
机械加工 另外装配时常常要用到冷热处理。例 如：轴 承在装 配时往 往将内 圈放入 液氮里 冷却使 其尺寸 收缩， 将外圈 适当加 热使其 尺寸放 大
，然后再将其装配在一起。火车的车 轮外圈 也是用 加热的 方法将 其套在 基体上 ，冷却 时即可 保证其 结合的 牢固性 （此种 方法现 在
成为三维结构制作的优选工艺。法国1993年 启动的7000万 法郎的" 微系统 与技术 "项目 。欧共 体组成" 多功能 微系统 研究网 络
NEXUS"，联合协调46个研究所的研 究。瑞 士在其 传统的 钟表制 造行业 和小型 精密机 械工业 的基础 上也投 入了MEMS的 开发工 作，
1992年投资为1000万美元。英国政府 也制订 了纳米 科学计 划。在 机械、 光学、 电子学 等领域 列出8个 项目进 行研究 与开发 。为了
值。
2、直线的编程
(3)计数方向的确定 加工直线时,计数方向
按终点的位置来确定,终 点靠近哪个轴,则计数方 向取改轴,加工与坐标轴 成45度的线段时,GX、 GY均可。
2、直线的编程
(4)计数长度的确定 计数长度是在计数
方向的基础上确定的。 计数长度是被加工的 直线在计数方向坐标 轴上的绝对值总和。
日本通产省1991年开始启动一项为期10年、 耗资250亿日元 的微型 大型研 究计划 ，研
制两台样机，一台用于医疗、进入人 体进行 诊断和 微型手 术，另 一台用 于工业 ，对飞 机发动 机和原 子能设 备的微 小裂纹 实施维 修
。该计划有筑波大学、东京工业大学 、东北 大学、 早稻田 大学和 富士通 研究所 等几十 家单位 参加。
加强欧洲开发MEMS的力量，一些欧 洲公司 已组成 MEMS开发集 团。
目前已有大量的微型机械或微型系统被 研究出 来，例 如：
尖端直径为5μm的微型镊子可 以夹起 一个红 血球， 尺寸为7m m× 7mm× 2mm的微型 泵流量 可达250μl/min能开动 汽车， 在磁场 中飞
行的机器蝴蝶，以及集微型速度计、 微型陀 螺和信 号处理 系统为 一体的 微型惯 性组合( MIMU) 。德国 创造了 LIGA工艺， 制成了 悬臂
3、圆弧编程
(3)计数方向的确定
加工圆弧时,计数方向按终点的位置来确定,终点靠近哪个轴,则 计数方向取另一轴,加工与坐标轴成45度的线段时,GX、GY均可。
3、圆弧编程
(4)计数长度的确定 计数长度是在计数方向的基础上确定的。
计数长度是被加工的圆弧在计数方向坐标轴 上的绝对值总和。
SR 1、 SR2、 SR3、 SR4
学和贝尔实验室从事这一领域的研究 与开发 ，年资 助额从100万、 200万 加到1993年的500万美 元。1994年发 布的《 美国国 防部技
术计划》报告，把MEMS列为关键技 术项目 。美国 国防部 高级研 究计划 局积极 领导和 支持MEMS的 研究和 军事应 用，现 已建成 一条
MEMS标准工艺线以促进新型元件/装 置的研 究与开 发。美 国工业 主要致 力于传 感器、 位移传 感器、 应变仪 和加速 度表等 传感器 有
工序1：在车床上车外圆、车端面 、镗孔 和内孔
倒角； 工序2：在钻床上钻6个小孔。
在同一道工序中，工件可能要经过几次 安装。 工件在 一次装 夹中所 完成的 那部分
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工序，称为安装。在工序1中，有两次 安装。 第一次 安装： 用三爪 卡盘夹 住 外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒角， 车外圆 。第二
次安装：调头用三爪盘夹住外圆，车 端面A和B，内 孔倒角 。
要技术领域与其他国家的竞争中走在 前面"， 建议中 央财政 预支费 用为五 年5000万美元 ，得到 美国领 导机构 重视， 连续大 力投资
，并把航空航天、信息和MEMS作为 科技发 展的三 大重点 。美国 宇航局 投资1亿 美元着 手研制 "发现 号微型 卫星"， 美国国 家科学 基
金会把MEMS作为一个新崛起的研究 领域制 定了资 助微型 电子机 械系统 的研究 的计划 ，从1998年开 始，资 助MIT ，加州 大学等8所大
理和方法组织生产和指导生产，将生 产过程 看成是 一个具 有输入 和输出 的生产 系统。 能使企 业的管 理科学 化，使 企业更 具应变 力
和竞争力。 在生产过程中，直接改变原材料（ 或毛坯 ）形状 、尺寸 和性能 ，使之 变为成 品的过 程，称 为工艺 过程。 它是生
产过程的主要部分。例如毛坯的铸造 、锻造 和焊接 ；改变 材料性 能的热 处理[1]；零件 的机械 加工等 ，都属 于工艺 过程。 工艺过
(2)分别计算各段曲线 的坐标值。
(3)按3B格式编写程 序单。
机械加工是一种用加工机械对工件的 外形尺 寸或性 能进行 改变的 过程。 按被加 工的工 件处于 的温度 状态﹐ 分为冷 加工和 热加工 。
一般在常温下加工，并且不引起工件 的化学 或物相 变化﹐ 称冷加 工。一 般在高 于或低 于常温 状态的 加工﹐ 会引起 工件的 化学或 物
欧洲工业发达国家也相
继对微型系统的研究开发进行了重点 投资， 德国自1988年 开始微 加工十 年计划 项目， 其科技 部于1990～1993年拨 款4万马 克支持 "
微系统计划"研究，并把微系统列为本 世纪初 科技发 展的重 点，德 国首创 的LIGA工艺， 为MEMS的发 展提供 了新的 技术手 段，并 已
余量之和。 在工件上留加工余量的目的是为了 切除上 一道工 序所留 下来的 加工误 差和表 面缺陷 ，如铸 件表面 冷硬层 、气孔
、夹砂层，锻件表面的氧化皮、脱碳 层、表 面裂纹 ，切削 加工后 的内应 力层和 表面粗 糙度等 。从而 提高工 件的精 度和表 面粗糙 度