《特种加工技术》教案4剖析(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上特种加工技术教案2016 学年第 2 学期课程类型： 理实一体化 授课班级： 15级数控技术 授课教师： 蔡文华 2016年 9月 21 日一体化教案课题名称小批量零件的线切割加工理论课时2课题目标1掌握电火花线切割加工的原理、特点及应用； 2了解电火花线切割加工的基本工艺规律； 3熟悉电火花线切割加工机床的组成及各部分的功用。实训课时2合计课时4授课日期2016.10.15教 具多媒体、实物、挂图等教学重点电火花线切割加工设备。教学难点线切割控制系统。教学回顾说明教 学 过 程 一、组织教学。（5分钟）1、点名并登记好出勤情况。2、讲解注意事项、检查学生自身安全隐患并排除。3、让学生合编成几个小组、以小组组长为每组负责人。二、导入新课。（5分钟）电火花线切割加工(Wire Cut EDM，简称WCEDM)自20世纪50年代末诞生以来，获得了极其迅速的发展，已逐步成为一种高精度和高自动化的电加工方法。在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的制造等方面获得了广泛应用。目前电火花线切割机床已占电加工机床的60以上。电火花线切割加工是一种用线状电极做工具的电火花加工，又称线电极电火花加工。其特点是电极丝作双向高速的走丝运动，工件相对电极作X、Y方向的任意轨迹运动，直接利用电能、热能进行尺寸加工的一种工艺方法。三、理论新授。（一）电火花线切割加工设备（35分钟）（重点讲解）1、机床本体床身：一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和固定基础。通常采用箱式结构，应有足够的强度和刚度。机床内部安置电源和工作液箱。坐标工作台：电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与电极丝的相对运动来完成对零件加工的。走丝机构：走丝系统使电极以一定的速度运动并保持一定的张力。锥度加工装置：为了切割有落料角的冲模和某些有锥度（斜度）的内外表面，大部分线切割机床具有锥度切割功能。走丝机构：储丝筒 、导轮、副导轮、断丝保护、进电块、张紧装置、锥度加工装置2、锥度切割装置（结合实物讲解）(1) 导轮偏移式丝架这种丝架主要用在高速走丝线切割机床上实现锥度切割。(2) 导轮摆动式丝架此法加工锥度不影响导轮磨损。(3) 双坐标联动装置在电极丝有恒张力控制的高速走丝和低速走丝线切割机床上广泛采用此类装置，它主要依靠上导向器作纵横两轴(称u、v轴)驱动，与工作台的x、y轴在一起构成四数控轴同时控制(图3-5)图3-5低速走丝四轴联动锥度切割装置1新丝卷筒2上导向器3电极丝 4废丝卷筒5下导向器（二）线切割控制系统（20分钟）（难点，通过观看视频方法讲解）1、轨迹控制原理常见的工程图形都可分解为直线和圆弧或及其组合。用数字控制技术来控制直线和圆弧轨迹的方法，有逐点比较法、数字积分法、矢量判别法和最小偏差法等。高速走丝数控线切割大多采用简单易行的逐点比较法。此法的线切割数控系统，X、Y两个方向不能同时进给，只能按直线的锥度或圆弧的曲率来交替地一步一个微米地分步“插补”进给。每次插补过程都要进行以下四个节拍，如图。 偏差判断进给偏差计算终点判断2、加工控制功能(1)进给速度控制根据加工轨迹自动调整伺服进给速度，保持某一平均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精度。(2) 短路回退记忆路线，原路回退。(3) 间隙补偿人工编程补偿。自动补偿(4) 图形的缩放、旋转和平移图形的切割旋转功能：齿轮、电动机定转子等类零件的编程大大简化，只要编一个齿形的程序，就可切割出整个齿轮；平移功能：跳步模具的编程。(5) 适应控制在工件厚度有变化的场合，能自动改变预置进给速度或电参数(包括加工电流、脉冲宽度、间隔)，不用人工调节就能自动进行高效率，高精度的稳定加工。(6) 自动找中心使孔中的电极丝自动找正后停止在孔中心处。(7) 信息显示可动态显示程序号、计数长度等轨迹参数，较完善地采用计算机CRT屏幕显示，还可以显示电规准参数和切割轨迹图形以及加工时间、耗电量等。（三）线切割数控编程（3B）（15分钟）1、程序格式：Bx By Bj G ZB 分隔符X，y 坐标（直线-终点；圆弧-起点）j 计数长度G 计数方向（Gx或Gy）Z 加工指令计数方向无论直线还是圆弧均按终点的落点位置来确定计数长度直线：计数方向坐标轴上投影的绝对值圆弧：在计数方向坐标轴上投影的绝对值的总合2、直线的编程 1）把直线的起点作为坐标的原点。2) 把直线的终点坐标值作为x、y，均取绝对值，单位为m。3）计数方向的选取原则:终点位置3) 计数长度J：按计数方向所在轴上的投影值（m）4）加工指令：按象限3、圆弧的编程1)坐标原点：圆弧的圆心。2) x、y：圆弧的起点坐标值（单位为m）。3)计数方向：落点计数长度J：计数方向轴上的投影绝对值分段合计，m为单位。4)加工指令：起点象限和顺逆4、整个工件的编程举例直线AB: BBB40000GxL1斜线BC: B1B9B90000GyL1圆弧CDB30000B40000B60000GxNR1斜线DAB1B9B90000GyL4图3-11编程图形四、小结（5分钟）1、了解电火花线切割加工的编程；2、了解电火花线切割加工机床的结构。五、实操（一）电火花线切割加工工艺知识讲解（40分钟）1、操作步骤 对工件图样进行审核及分析，并估算加工工时； 工作准备，包括机床调整、工作液的制配，电极丝的选择及校正，工件准备等； 加工参数设定，包括脉冲参数及进给速度调节； 程序编制及控制系统制作。电火花线切割加工工艺路线安排2、穿丝孔加工的目的（结合实物讲解）切割凸形零件有无穿丝孔比较3、工件的一般装夹 1）高速走丝线切割加工工件的装夹特点（1）装夹时夹紧力要求不大。（2）对切缝周围的材料余量没有要求。（3）一般采用悬臂支撑或桥式支撑方式装夹。桥式支撑2）低速走丝工件的安装支撑螺柱与上机头部件产生碰撞示意图（二）电火花线切割加工编程要点（结合实物讲解）（30分钟）1、线切割加工基本步骤 目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编程功能，即可以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。线切割程序与其它数控机床的程序相比，有如下特点： (1) 线切割程序普遍较短，很容易读懂。 (2) 国内线切割程序常用格式有3B(个别扩充为4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍采用ISO格式，快走丝机床大部分采用3B格式，其发展趋势是采用ISO格式(如北京阿奇公司生产的快走丝线切割机床)。 2、高走丝线切割实例进行介绍原则：把图形分解为直线和圆弧；编程所需参数五个：切割起点或终点坐标x、y值；切割时的计数长度J（切割长度在x轴或y轴上的投影长度）；切割时的计数方向G；切割轨迹的类型（加工指令Z）3B程序指令格式3、直线的3B代码编程1) x，y值的确定 (1) 以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示直线终点的坐标绝对值，单位为m。 (2) 在直线3B代码中，x，y值主要是确定该直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为x，y的值，以简化数值。 (3) 若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x，y均可写作0也可以不写。 直线轨迹2) G的确定 G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计数方向。具体确定方法为：若终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若y<x，则G=Gx (如图 a所示)；若y>x，则G=Gy (如图b所示)；若y=x，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。计数方向的确定以45°线为界，取与终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图c。3) J的确定 J为计数长度，以m为单位。以前编程应写满六位数，不足六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。 J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将直线向X轴投影得到长度的绝对值即为J的值；若G=Gy，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为J的值。4) Z的确定 加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、L2、L3、L4，其中与+X轴重合的直线算作L1，与-X轴重合的直线算作L3，与+Y轴重合的直线算作L2，与-Y轴重合的直线算作L4，如下图。综上所述，上图中线段的3B代码如下表所示：起点为（2，3），终点为（14，8）的直线的3B指令是：B12000B5000B12000GXL14、圆弧的3B代码编程1) x，y值的确定 以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为m。如在(a)中，x=30000，y=40000；在图(b)中，x=40000,y=30000。2) G的确定 G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。圆弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。具体确定方法为：若圆弧终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若y<x，则G=Gy (如图3-5(a)所示)；若y>x，则G=Gx (如图(b)所示)；若y=x，则Gx、Gy均可。 由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反，即取与圆弧终点处走向较平行的轴作为计数方向，参见图(c)。 3) J的确定 圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的和。如在(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。4) Z的确定 加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考下图。半径为9.22，圆心坐标为（0，0），起点坐标为（-2，9），终点坐标为（9，-2）的圆弧3B指令是：B2000B9000B25440GYNR2图(a)中起点为A，终点为BJ=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=故其3B程序为：B30000 B40000 B GY NR1图(b)中起点为B，终点为AJ=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=故其3B程序为：40000 B30000 B GX SR4六、实操小结。（3分钟）掌握电火花线切割加工基本原理。七、课后作业。（2分钟） 电火花线切割加工基本原理？八、整理清洁。（5分钟）1、设备恢复和整理2、整理工量具3、教学场地的清洁4、人走五关（关门、关窗、关灯、关风扇、关工具箱）专心-专注-专业