数控电火花线切割加工实例

数控电火花线切割加工实验一、实验目的1．了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。

2．了解计算机辅助加工的概念和加工过程。

3．熟悉数控线切割机床的操作方法。

二、实验内容1．简单图形手工编程练习；2．设计创意图形并用计算机修改及自动编程；3．加工创意图形；三、实验设备1．硬件设备；计算机，扫描仪，线切割机床。

2．软件：图形矢量化软件，图形修改软件，数控线切割机床控制软件。

四、线切割加工介绍1．线切割加工原理、特点和应用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，其基本原理如图所示。

被切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上。

钼丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液<图中未画出）。

当钼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，在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使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，就能切割出所需要的形状。

因为贮丝筒带动钼丝交替作正、反向的高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长的时间。

线切割机床程序输入方法有三种：键盘输入，穿孔纸带输入和磁盘输入。

线切割能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。

加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6m。

2．数控线切割机床组成部分数控线切割机床的外形如图所示，其组成包括机床主机、脉冲电源和数控装置三大部分。

<1）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。

运丝机构:电动机通过联轴节带动贮丝筒交替作正、反向转动，钼丝整齐地排列在贮丝筒上，并经过丝架作往复高速移动<线速度为9m/s左右）。

实验五数控电火花线切割加工演示实验一、实验目的1.了解数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能。

2.熟悉数控电火花快走丝线切割机的开关机操作。

3.熟悉数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整。

4.熟悉YH线切割自动编程控制系统的屏幕控制功能。

5.能够利用数控电火花快走丝线切割机YH线切割自动编程控制系统软件绘图并能够操作进行操作加工。

二、实验仪器与设备DK77型数控电火花快走丝线切割机、钼丝、工装夹具、台钻、零件毛坯（150 100 20钢板一块）、3.5寸软盘一张三、相关知识概述（一）数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能数控电火花快走丝线切割机床所提供的各种功能可以通过机床操作面板得以实现，包括控制面板、手控盒面板和储丝筒操作面板。

1.控制面板是完成机床操作与线切割加工主要的人一机交互界面，其常见功能组件列于表3-1中。

2.储丝筒操作面板储丝筒操作面板主要用于控制储丝筒电机的正转、反转、制动等。

注：手控盒面板可以选配。

（二）数控电火花快走丝线切割机的开关机操作1. 开机步骤如下：（1）检查外接线路是否接通；（2）合上电源主开关，接通总电源；（3）按下启动按钮，进入控制系统。

机床启动后，CRT 显示器上出现人—机交互画面。

2. 关机步骤如下：（1）将工作台移至各轴中间位置；（2）按下红色急停按钮；（3）扳下电源主开关，关闭电源；（4）断开外接线路。

3. 紧急停机机床在手动或自动运行中，一旦发现异常情况，应立即停止机床的运动。

通过按压手控盒上OFF按钮、红色急停按钮或电源主开关、储丝筒操作面板上的紧急停止开关等四个中的任意一个均可使机床停止。

（三）数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整1.电极丝的选择电极丝是线切割加工过程中必不可少的重要工具，合理选择电极丝的材料、直径及其均匀性是能否保证加工稳定进行的重要环节。

电极丝材料应具有良好的导电性、较大的抗拉强度和良好的耐电腐蚀性能，且电极丝的质量应该均匀，直线性好，无弯折和打结现象，便于穿丝。

电火花线切割实例
电火花线切割（Wire Cut Electrical Discharge Machining, 有时称Wire Cut EDM 或WEDM）是电火花加工的一个分支，也是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺，是20 世纪40 年月末最早在前苏联进展起来。

此法用一根移动着的导线（电极线）作为工具电极对工件进行切割，故称为线切割加工，由于后来都用数控技术掌握工件的电极丝作相对切割运动，故常称为数控线切割，或简称线切割加工。

电火花数控线切割原理
电火花数控线切割加工的基本原理是基于下列三点：
1. 电极丝与工件之间脉冲性地火花放电
2. 电极丝沿其轴向作走丝运动
3. 工件相对于电极丝在X,Y 平面作数控运动
电火花线切割电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极，当一个脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心温度瞬时可高达10000 ℃以上，高温使工件金属熔化，甚至有少量气体，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产生气体，这些气体后的工作液和金属蒸气瞬间快速膨胀，并且有爆炸的特性，这样热膨胀和局部微爆炸，抛出熔化和气体了的金属材料而实现对工件材料进行电蚀切割加工，通常认为电极丝与工件之间的放电间隙在0.01mm左右，若电脉冲的电压，放电间隙会大一些，线切割编程时一般取0.01mm
以下是电火花线切割加工实例样件1
样件2
样件3。

数控线切割机床基本操作一、实验名称：数控线切割机床操作实验二、实验目的：1．了解电火花线切割机床加工原理；2．了解电火花线切割机床的基本结构；3．掌握电火花线切割加工的电加工参数选择；4．掌握电火花线切割机床的基本操作;三、实验设备及辅助设施：1.设备：苏州长风DK7725E型线切割机床；2.电极丝：0.18mm钼丝300m；3.材料：100X100X5mm钢板1片;4.量具：0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺;四、实验方法先由实验老师进行讲解及现场操作演示,再让学生在老师指导下,动手操作机床;实验完毕后,认真完成实验报告;五、实验步骤：1．电火花线切割加工技术简介老师讲解电火花线切割加工是电火花加工的一个分支,是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法,它用一根移动的导线电极丝作为工具电极对工件进行切割,故称线切割加工;线切割加工中,工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的,所以,又称为数控电火花线切割加工,简称线切割加工;2．电火花线切割加工原理老师讲解电火花数控线切割的加工过程包含下列三部分内容：电极丝与工件之间的脉冲放电；电极丝沿其轴向垂直或Z方向作走丝运动；工件相对于电极丝在XOY平面内作数控运动;⑴电极丝与工件之间的脉冲放电电火花线切割时,电极丝接脉冲电源的负极,工件接脉冲电源的正极;在正负极之间加上脉冲电源,当来一个电脉冲时,在电极丝和工件之间产生一次火花放电,在放电通道的中心,温度瞬时可高达10000度以上,高温使工件金属、电极丝和工件之间的工作液熔化或部分气化,产生的蒸汽瞬间迅速热膨胀,并具有爆炸特性;这种热膨胀和局部微爆炸,将熔化和汽化了的金属材料抛出,从而实现对工件材料进行电蚀切割加工;放电间隙在0.01mm左右;为了电火花加工的顺利进行,必须创造条件保证每来一个电脉冲时,在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电;首先,必须使两个电脉冲之间有足够的时间,使放电间隙中的介质消电离,即使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子,恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度,以免总在同一处发生放电而导致电弧放电;一般脉冲间隙为脉冲宽度的4倍以上;为了保证火花放电时电极丝不被烧断,必须向放电间隙处注入大量工作液,以便电极丝得到充分冷却;同时,电极丝还必须作高速轴向运动,以免火花放电总在电极丝局部位置进行而被烧断;快速走丝速度一般为7~10m / s,电极丝作高速运动,还有利于不断往放电间隙中带入新的工作液;同时,把电蚀产物从间隙中带出;⑵电火花线切割加工的走丝运动走丝运动过程中,钼丝必须整齐地缠绕在储丝筒上,因此,储丝筒除了作旋转运动外,还必须按一定速度作轴向运动;储丝筒轴向运动速度mm/r应略大于电极丝直径mm;否则,走丝时会产生叠丝现象而导致断丝;⑶X、Y坐标工作台的数控运动工件安装在XOY坐标工作台上,分别由X向和Y向的步进电机驱动作数控运动,而工件相对于电极丝的运动轨迹,由线切割编程决定;脉冲当量：即步进电机每接受一个脉冲时,驱动工作台移动的距离;一般为0.001mm 编程的数据单位;步距角：每接受一个进给脉冲时,步进电机所转动的角度;产生稳定电火花线切割加工的必要条件：一是要有脉冲电源；二是工件与电极丝之间始终保持稳定的放电间隙约-0.02mm；三是火花放电必须是在具有一定绝缘强度的液体绝缘介质中进行;3．电火花线切割机床的基本结构老师讲解以本实训中心所购机型DK7725E为例本机床由机床主机和控制柜两大部分组成,配有CNC-10A型自动编程和控制系统;其机床主机结构如图所示;⑴ DK7725E型线切割机床主要技术参数工作台横向行程：250mm ；工作台纵向行程：320 mm ；加工工件最大厚度：300mm ；加工工件最大锥度：6°/100 mm；加工表面粗糙度：Ra≤；mm/mim ；最高材料去除率：≈1002⑵ DK7725E型线切割机床传动系统工作台传动路线;如图X向：控制系统发出进给脉冲——步进电机D——齿轮4/齿轮3——横向丝杠1——螺母8;Y向：控制系统发出进给脉冲——步进电机E——齿轮5/齿轮6——纵向丝杠2——螺母7;运丝部件的传动路线;如图电动机G——联轴器——运丝筒高速旋转——齿轮9/齿轮10——齿轮11/齿轮12——丝杠13——螺母14带动拖板——行程开关;运丝装置带动电极丝按一定线速度运动,并将电极丝整齐地排绕在运丝筒上,行程开关控制运丝筒的正反转;⑶ DK7725E型线切割机床电气和脉冲电源简介机床电气柜操作面板;如图SA1——脉冲宽度选择SA2~SA7——功率管选择SA8——电压幅值选择RP1——脉冲间隔调节PV1——电压幅值指示急停按钮——按下此键,机床运丝、水泵电机全停,脉冲电源输出切断;脉冲电源参数设置脉冲宽度ti选择开关SA1共分六档,从左边开始往右边分别为：第一档：5us 第二档：15us 第三档：30us第四档：50us 第五档：80us 第六档：120us功率管个数选择开关SA2~SA7可控制参加工作的功率管个数,如六个开关均接通,六个功率管同时工作,这时峰值电流最大;如五个开关全部关闭,只有一个功率管工作,此时峰值电流最小;每个开关控制一个功率管;幅值电压选择开关SA8用于选择空载脉冲电压幅值,开关按至“L”位置,电压为75V左右,按至“H”位置,则电压为100V左右;改变脉冲间隔t0调节电位器RP1阻值,可改变输出矩形脉冲波形的脉冲间隔t0,即能改变加工电流的平均值,电位器旋置最左,脉冲间隔最小,加工电流的平均值最大;电压表PV1,由0~150V直流表指示空载脉冲电压幅值;⑷各种电加工参数的合理选择正确选择脉冲电源加工参数,可以提高加工工艺指标和加工的稳定性;粗加工时,应选用较大的加工电流和大的脉冲能量,可获得较高的材料去除率即加工生产率;而精加工时,应选用较小的加工电流和小的单个脉冲能量,可获得加工工件较高的表面粗糙度;加工电流就是指通过加工区的电流平均值,单个脉冲能量大小,主要由脉冲宽度、峰值电流、加工幅值电压决定;脉冲宽度是指脉冲放电时脉冲电流持续的时间,峰值电流指放电加工时脉冲电流峰值,加工幅值电压指放电加工时脉冲电压的峰值;下列电规准实例可供使用时参考：精加工：SA1选择左面开始第一档,SA8按至“L”位置,幅值电压为75V左右,SA2、SA3接通,调节电位器RP1,加工电流在~1.2A,加工表面粗糙度Ra≤;最大材料去除率加工：SA1选择左面开始第四档,SA8按至“H”位置,幅值电压为100V左mm/min左右的去除率加工生右,SA2~SA7全部接通,调节RP1,加工电流控制在4~4.5A,可获得1002产率;材料厚度在40~60mm左右;大厚度工件加工＞300mm：幅值电压打至“H”档,SA1选第五、六档,功率管开4~5个,加工电mm/min;流~3A,材料去除率＞302较大厚度工件加工60~100mm：幅值电压打至高档,SA1选取第五档,功率管开4个,加工电流调mm/min;至~3A,材料去除率50~602薄工件加工：幅值电压选低档,SA1选第一或第二档,功率管开2~3个,加工电流调至1A左右;使用时注意事项：a．切割加工时进给速度和电蚀速度要协调好,不要欠跟踪或跟踪过紧,欠跟踪时使加工经常处于开路状态,电流不稳定,容易造成断丝,过紧跟踪时容易造成短路,也会降价材料去除率,一般调节变频进给,使加工电流为短路电流的倍左右,电流表指针略有晃动即可;b．改变加工的电规准,必须关断脉冲电源输出,调整间隔电位器RP1除外,在加工过程中一般不应改变加工电规准,否则会造成加工表面粗糙度不一样;4．机床操作步骤老师演示⑴合上机床主机上电源开关；⑵合上机床控制柜上电源开关,启动计算机,双击计算机桌面上YH图标,进入线切割控制系统；⑶解除机床主机上的急停按钮；⑷按机床润滑要求加注润滑油；⑸开启机床空载运行二分钟,检查其工作状态是否正常；⑹按所加工零件的尺寸、精度、工艺等要求,在CNC-10A线切割自动编程系统中编制线切割加工程序,并送控制台;或手工编制加工程序,并通过软驱读入控制系统；⑺在控制台上对程序进行模拟加工,以确认程序准确无误；⑻工件装夹；装夹工件前先校正电极丝与工作台的垂直度；选择合适的夹具,将工件固定在工作台上；选择合理的工件装夹位置,保证工件的加工区域在机床行程范围之内；根据工件图纸要求,用百分表等量具找正基准面；⑼开启运丝筒；⑽开启冷却液；⑾选择合理的电加工参数；⑿手动或自动对刀；⒀点击控制台上的“加工”键,开始自动加工；⒁加工完毕后,按“Ctrl+Q”键退出控制系统,并关闭控制柜电源；⒂拆下工件,清理机床；⒃关闭机床主机电源;5.学生操作实验每位学生按老师演示步骤操作一遍;实验完毕,由学生清理机床及实验场所,并作好实验记录;6.实验报告要求1.简述数控电火花线切割机床工作原理；2.如何合理选择电加工参数;。

典型零件数控电火花线切割编程一、基本内容凹模加工实例二、教学参考时数：2三、授课形式：实践四、学习要求1、掌握典型零件加工工艺编制2、掌握典型零件加工程序编程例2图10.2为一凹模尺寸图，材料为45#钢，斜度为2o,零件厚度为15mm要求对凹模进行数控线切割加工。

R15图11-2凹模尺寸图1、使用机床汉川机床有限责任公司生产的DK7732A数控电火花线切割机床，机床工作台行程320mmx 400mm2、工艺分析(1)加工坐标原点：X为距离下边线25mn且平行于下边线的一条直线，Y为对称中心线。

(2)以工件底面及外形基准面为定位基准。

采用直径为①0.18m m的钼丝，加工单边间隙取0.01mm,丝半径补偿量为0.1mmo(3)切割路线：从下边线中间切入，顺时针方向切割。

穿丝点及退出点均设置在中心位置(0, 0)。

穿丝孔直径为$ 8mm3、编制加工程序斜度线切割也称为锥度线切割，使用汉川机床有限责任公司生产的DK7732A数控电火花线切割机床。

锥度切割相关的G代码为：G50:取消锥度加工；G51 :锥度左偏，格式：G51Aa；G52:锥度右偏，格式：G52Aa；另外，加工锥度零件，还需输入W S、H三个参数：W工作台面到下导轮中心的距离；S上导轮中心到工作台面的距离；H工件厚度。

采用ISO格式程序如下：（单位为卩m）N010 G92 X0 Y0N020 W 60010N030 S 100000N040 H 15000N050 G52 A2N060 G41 D100N070 G01 X0 Y-25000N080 G01 X-40000 Y25000N090 G02 X-50000 Y-15000 I0 J10000N100 G01 X-50000 Y15000N110 G02 X-40000 Y25000 I10000 J0N120 G01 X-15000 Y25000N130 G03 X15000 Y25000 I15000 J0N140 G01 X40000 Y25000N150 G02 X50000 Y15000 I0 J-10000N160 G01 X50000 Y-15000N170 G02 X40000 Y-25000 I-10000 J0N180 G01 X0 Y-25000N190 G01 X0 Y0N200 M02。