_数控电火花线切割编程

慢速走丝线机床工作液选配
• 对于慢速走丝线切割加工，目前普遍使用去离 子水。一般电阻率应在10～100 kΩ· cm，具体 数值视工件材料、厚度及加工精度而定。如用 黄铜丝加工钢时，为了提高切割速度，在加工 时还要加进有利于提高切割速度的导电液，以 增加工作液的电阻率。如加工淬火钢，使电阻 率在2×104 Ω· cm左右；加工硬质合金电阻率 在30×104 Ω· cm左右。在用慢走丝电火花线切 割机床进行特殊精加工时，也可采用绝缘性能 较高的煤油作工作液。
2.电火花线切割机床加工原理
1-绝缘底板
2-工件
3-脉冲电源
4-滚丝筒
5-电极丝
• 电火花腐蚀主要在绝缘液体中的两电极，即工 具电极和工件电极靠近时，两电极之间的介质 被击穿，电流迅速上升，形成放电通道。在电 场作用下，通道内的负电子奔向阳极，正离子 奔向阴极，形成火花放电。电子和离子在电场 作用下高速运动时相互碰撞，阳极和阴极表面 分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙 内形成瞬时高温热源，通道中心温度达到 10000度以上，从而使金属材料局部熔化和气 化，产生金属粉末。
2 数控电火花线切割机床
加工工艺
• 数控电火花线切割加工，一般是作为工 件的最后工序，对加工零件的精度及表 面粗糙度等要求较高。所以，应合理确 定零件的工艺路线，正确设置各种工艺 参数，同时做好线切割加工前的准备加 工。
2.1 工艺分析
• 电火花线切割机加工的工艺分析主要是 通过对零件图纸的分析，来确定工件的 加工路线，并以此来确定工件的毛坯、 装夹方式等。
1.3 数控电火花线切割机床的 加工对象
• 电火花线切割机床由于其自身的加工特点，决 定了电火花线切割机床的加工对象大多是一些 淬火钢和硬质合金刚等硬度较高的材料，所加 工的也是一般机床上难以加工或无法加工的细 槽或形状复杂的零件。电火花线切割机的加工 对象包括多种模具，如冲模、塑料模等；硬质 合金、切割薄片，切割贵重金属材料；加工样 板和成型刀具；微细异形孔、窄缝和复杂形状 的工件；形状复杂的凸轮，特殊的齿轮。
1.2数控电火花线切割机床分类与 加工特点
• 1.电火花线切割机床分类 • 根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机 床通常分为两种： • 一种是高速走丝电火花线切割机床，其电极丝 作高速往复运动，一般走丝速度为8～10 m/s。 • 一种是低速走丝电火花线切割机床，其电极丝 作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2 m/s， 电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖 动小、加工质量较好，但加工速度较低。
2.工件的装夹
• • • • 1） 悬臂式装夹方法 2） 两端支撑方式装夹方法 3） 桥式支撑方式装夹方法 4） 板式支撑方式装夹方法
1） 悬臂式装夹方法
2） 两端支撑方式装夹方法
3）
2.2 电极丝选择与穿丝孔 位置确定
• 1.电极丝选择 • 2.穿丝孔位置的选择
• ①目测法 对于加工精度、粗糙度等要求较低 的工件，在确定电极丝与工件基准间的相对位 置时，可以在工件上做一些标志，然后通过目 测的方式来进行位置调整。如图6-14所示是通 过在切割起始坐标位置处划上十字基准线，并 在十字交点处打穿丝孔，分别沿划线方向目测 电极丝与基准线的相对位置，根据两者的偏离 情况移动工作台。当电极丝中心分别与纵横方 向基准线重合时，电极丝中心的位置就与切割 的起始坐标位置相重合了。
1. 加工路线的确定
• 电火花线切割机床加工的加工路线就是指在加工时，电极丝相 对于工件的运动线路。一般情况下，加工中的工件会因局部高温、 坯料整体内应力的破坏以及装夹位置等原因，造成工件的变形。 • 所以，在电火花线切割机床加工时一定要注意加工起点及加工 路线。由于电火花线切割机床加工的工件多是封闭图形，加工的 起点往往也是加工的终点。当加工接近终点时，在重力作用下， 已加工部分会向下沉，由于二次放电切割，会在起点处产生二次 切割痕迹。尤其在加工一些细长槽时，由于工件的变形，甚至会 出现夹丝现象。所以，在选择加工起点时，应尽量选择在工件截 面图形的相交点或精度要求不高且便于修整的地方；对于加工路 线的选择，则应从工件装夹位置附近开始向离开工件装夹位置的 方向切割，最后回到工件装夹位置附近。
1.电极丝选择
• 1） 电极丝的种类和性能 • 根据电极丝的不同材料和切割速度不同， 比较常用的电极丝有钨丝、钼丝、钨钼 合金丝和黄铜丝等。钨丝、钼丝抗拉强 度高，适于快速走丝加工，一般用于各 种窄缝的精加工。
2）电极丝的安装与位置调整
• （1）电极丝的安装 • 安装的电极丝要松紧适度，张力适中。 • （2）电极丝的位置调整
③自动找中心
• 所谓自动找中心，就是让电极丝在工件孔的中心自动 定位。此方法是根据电极丝与工件的短路信号来确定 电极丝的中心位置的。数控功能较强的线切割机床常 用这种方法。如图6-16所示，首先让电极丝在X轴正方 向移动至与孔壁接触，得到当前点X坐标为X1，接着电 极丝向X轴负方向移动至与孔壁接触，得到前点X坐标 为X2，然后电极丝到达两壁距离的中点X0=(X1+X2)/2处； 接着在Y轴上重复上述过程，电极丝到达Y方向中点 Y0=(Y1+Y2)/2处。经过这样的几次重复操作，就可找到 孔的中心位置。当精度达到所要求的允许值之后，就 确定了孔的中心。
高速走丝电火花线切割机床
低速走丝电火花线切割机床
中速走丝电火花线切割机床
2.电火花线切割加工特点
• （1） 电火花线切割能“以柔克刚”，即用软的工具电极来加工 任何硬度的工件材料。电火花线切割加工不受材料硬度影响，不 受热处理状况影响。 • （2） 脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围 小，工件被加工表面受热影响小，适合于加工热敏感性材料。 • （3） 由于电极丝极细，可以加工细微异形孔、窄缝和复杂形状 零件。 • （4） 加工精度较高。线切割加工精度可达0.02~0.01 mm，表面 粗糙度可达Ra1.6 μ m。 • （5） 由于切缝很细，而且只对工件进行轮廓加工，实际金属蚀 除量很少，材料利用率高，对于贵重金属加工更具有重要意义。 • （6） 与电火花成形相比，以线电极代替成形电极，省去了成形 工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间。
穿丝孔位置
2.3 工艺参数
• 1.电火花线切割机床的型号 • 在GB/T 15375-1994《金属切削机床型号编制办法》的规定中，明 确给出了各种机床的编号方法。其中，电火花线切割机床作为特 种加工机床出现，编号方式如DK7732，各字母、数字的含义如下 • D——为机床的分类代号，表示以“电”为主的特种加工机床； • K——为机床的特性代号，表示“数控”机床； • 7——第一个“7”为机床的组别代号，表示电火花加工机床； • 7——第二个“7”为机床的系别代号，表示线切割机床； • 32——为机床的第一特征参数或主参数，除以主参数的折算系数 1/10，表示机床工作台的横向行程为320 mm。
2.脉冲参数的选择
• 电火花线切割机床的主要技术参数比较 多，包括：工作台行程、加工精度、切 割速度、脉冲电源等。其中，脉冲电源 的波形以及相关参数直接影响到电火花 线切割加工的工艺指标。确定适当的脉 冲参数，是工件质量得以保证的重要措 施之一。
快走丝切割部分脉冲电源参数
加工精度Ra 脉冲宽度ti/μs 电流峰值ie/A 脉冲间隔to/μs 空载电压/V
1.电火花线切割机床的结构
1）机床本体
高速走丝机构
低速走丝机构
工作液系统
1-过滤器 2-回液管 3-工作台 7-进液管
4-下丝臂进液管 5-上丝臂进液管 6-流量控制阀 8-工作液压泵 9-工作液箱
2）脉冲电源
• 脉冲电源是电火花线切割加工设备的重 要组成部分，包括脉冲信号发生器、推 动放大器、功率放大器、直流供电电源 等部分，是衡量电火花线切割加工工艺 指标的重要设备之一，它直接影响到电 火花线切割加工质量和加工速度。 • 在电火花线切割加工中常常会涉及到一 些与脉冲电源相关的名词，如表6-1所示。
自动找中心
2.穿丝孔位置的选择
• 当电火花线切割加工的零件是一些中空封闭形工件时， 为了保证工件的完成性，只能在被去除材料的部分开 始切割，这就需要有穿丝孔。穿丝孔位置的选择对于 电火花线切割加工工艺有重要的影响，它直接关系到 加工质量的高低。一般穿丝孔是电极丝相对工件运动 的起点，同时也是程序执行的起点，通常选在工件上 的基准点处。在加工工件时，为缩短开始切割时的切 入长度，穿丝孔也可选在距离型孔边缘2~5 mm处，。 加工凸类零件时，为减小变形，电极丝切割时的运动 轨迹与边缘的距离应大于5 mm。
Ra≥2.5 m
20～40
≥12
Ra=1.25～2.5 m
6～20
6～12
稳定加工,一般选择 to=（3～4）ti
70～90
Ra<1.25 m
2～6
＜5
2.4工作液选配
• 电火花线切割加工中，火花放电必须在具有一 定绝缘性能的液体介质中进行，但工作液的绝 缘性不能过高，也不能过低。绝缘性过高，放 电间隙小，击穿介质所消耗的能量大，排屑难， 会降低切割速度；绝缘性过低，工作液会产生 电解而不能产生火花放电。另外，工作液还必 须要有较好的冷却性、流动性和防锈性能。同 时，工作液应该对人体无害，在受到高温分解 时，也不会放出有害气体。
(2).失电
• 在电火花线切割加工中会出现突然失电 的情况，有机床自身的原因、有电源的 原因等，都会给加工带来一定的影响。 突然失电后，查清原因，排除故障后， 重新启动机床。这时的加工已经中断， 必须将电极丝退出，拖板移动到起始位 置，重新加工。
3.数控电火花线切割机床编程
• 在数控电火花线切割机床中编辑程序有 两种方式，一种是手工编程，另一种是 自动编程。自动编程由CAD软件来完成， 数控电火花线切割机编程一般采用B代码 进行编程，根据格式的不同，B代码编程 可分为3B代码编程和4B代码编程。另外， 对于慢走丝，也常采用G代码格式。