模具电火花加工.pptx

特种加工：特种加工：直接利用电能、光能、化学能、电化学能、声能等进行加工。可以加工高强度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等材料。应用：电火花成形加工、电火花线切割加工、电解加工、电铸加工、电化学抛光、化学加工、激光加工和超声波加工第1页/共107页主要包括：主要包括：电火花成形加工;电火花线切割加工；电火花磨削加工;电火花刻字;在模具加工中主要使用:电火花成形加工 电火花线切割加工 电火花加工电火花加工 又称电蚀加工，指在一定的介质中，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产生电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。第2页/共107页一、基本工作原理 1.1.当在电极和工件之间施加很强的脉冲电压（使间隙中液体介质被击穿的电压）时，就会击穿介质绝缘强度最低处（间隙最小处）形成瞬间火花放电，电流密度很大，放电区能量高度集中，瞬时温度达10000100001200012000，工件和电极表面金属放电点就被熔化，甚至汽化而被蒸发。第3页/共107页 2.2.熔化或汽化的金属在电、热、流体、化学等各种力的作用下被抛入工作液中冷却为金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，使电极和工件表面形成一个个微小的凹坑，一次脉冲放电之后，电压又随之迅速降为零，介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。如此反复，电极不断下降，工件不断被蚀除，最后就在工件上复制出工具电极的形状，达到成形加工的目的。第4页/共107页电火花成形设备必须符合以下条件：1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。2）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等。3）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或气化 脉冲电流波形I第5页/共107页 从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下4 4 4 4个阶段个阶段:极间介质的电离、击穿和放电通道的形成液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀电极与工件材料被抛出 瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材料抛向工作液，迅速冷却为微小颗粒，表面留下凹坑。极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔。第6页/共107页二、电火花成形加工工艺特点二、电火花成形加工工艺特点优点以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料的影响。不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。易于实现自动控制和自动化。第7页/共107页缺点：1 1）只能加工导电工件 2 2）存在电极损耗，影响零件的加工精度 3 3）工具电极的制造有一定难度 型腔或型孔愈复杂，电极形状也就愈复杂，加工制造也就愈困难。4 4）加工过程必须在液体介质中进行 5 5）加工效率较低 电火花加工蚀除率不高，一般情况下，能采用切削机床加工的简单型面就尽量不采用电火花加工。第8页/共107页1 1、机床主体 主轴头、床身、立柱、工作台和工作液槽等组成。主轴头由进给系统、导向机构、电极夹具和调节机构组成，是关键部件。三、电火花成形加工机床三、电火花成形加工机床 机床的组成：机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤循环系统、机床附件等组成。第9页/共107页2 2、脉冲电源（脉冲发生器）调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇等参数，满足粗、中、精加工的需要。3 3、自动进给调节系统 确保电极和工件之间在加工过程中始终保持一定的放电间隙。自动补偿间隙的大小。4 4、工作液循环过滤系统 起到不断排除电蚀物，提高加工精度的作用。第10页/共107页 四、电火花加工的基本工艺规律四、电火花加工的基本工艺规律 1 1 1 1、影响电火花加工速度的基本因素、影响电火花加工速度的基本因素 单位时间内蚀除工件材料的体积（或质量）称为加工速度。（1 1）极性效应 正极和负极的表面都会受到电蚀，但蚀除量是不相等的，不同的材料由于导电性能的不同，蚀除量也不同，称为极性效应。正极性加工：采用短脉冲加工时，电子轰击作用大于离子，正极的蚀除量较大，工件接正极，一般用于精加工 负极性加工：采用宽脉冲加工时，负极蚀除量大于正极，工件应接负极，一般用于粗加工和中精度加工。第11页/共107页 （2 2 2 2）加工规准的影响）加工规准的影响 电规准参数指电火花加工时选用的电加工用量。主要有脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压和峰值电流等，通常将一组这样的参数称之为一档。脉冲宽度：即放电持续时间，用符号t ti i表示。一般来讲，增大脉宽，生产率提高。脉冲间隔：即放电停歇时间，用符号t t0 0表示。一般来讲，脉冲间隔减小，生产率提高。电流/A第12页/共107页 脉冲宽度与加工速度关系曲线 脉冲间隙与加工速度关系曲线 峰值电流与加工速度的关系第13页/共107页脉冲能量：即脉冲平均功率。脉冲能量愈大，蚀除量就愈大。单位时间内，正极或负极的总蚀除量：Q Qqfqfkwfkwf 其中：q q正极或负极单个脉冲的蚀除量（g g或mm3mm3）f f脉冲频率（HzHz）k k与电极材料、脉冲参数、工作液有关的系数。（正负极不同）w w单个脉冲能量（J J）ww放电时间内平均放电压uu平均电流ii放电时间t t第14页/共107页（3 3 3 3）材料的热力学性能对蚀除量的影响）材料的热力学性能对蚀除量的影响 电火花加工是依靠放电产生的热来蚀除材料的，材料的热力学常数会有影响，如熔点高，蚀除困难，导热系数大，散热快也会降低蚀除量。2 2 2 2、影响电火花加工质量的主要因素、影响电火花加工质量的主要因素 （1 1）影响电火花加工精度 1 1）电极损耗对加工精度的影响 型腔加工；用电极的体积损耗率来衡量。穿孔加工：用长度损耗率来衡量。2 2）放电间隙对加工精度的影响第15页/共107页3)3)加工斜度对加工精度的影响 在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形状误差，（2 2）影响表面质量的工艺因素 1 1）表面粗糙度 脉冲能量越大，加工速度越高，RaRa值越大；工件材料越硬、熔点越高，RaRa值越小；工具电极的表面粗糙度越大，工件的RaRa值越大；第16页/共107页2 2）表面变化层 经电火花加工后的表面将产生包括凝固层和热影响层的表面变化层 凝固层 是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高温作用下熔化后未能抛出，在脉冲放电结束后迅速冷却、凝固而保留下来的金属层。热影响层 位于凝固层和工件基体材料之间，该层金属受到放电点传来的高温影响，使材料的金相组织发生了变化。第17页/共107页五、型孔加工五、型孔加工 （一）加工方法1 1、直接加工法 直接利用适当加长的凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除。工艺简单，电加工性差2 2、间接加工法（或混合法）将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。第18页/共107页3 3、修配凸模法 凸模和工具电极分别制造，在凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模的配合间隙。4 4、二次电极法 利用一次电极制造出二次电极（如图b)b)，再分别用一次和二次电极加工出凹模（如图a)a)和凸模（如图c)c)，并保证凸、凹模配合间隙（如图d)d)。1一次电极 2凹模3二次电极 4凸模第19页/共107页（二）电极设计 1 1、结构设计 常用的电极结构形式有整体式、组合式、镶拼式。整体式电极 一块材料整体加工而成。适合尺寸较小、结构不太复杂的型孔加工。如果型孔的加工面积较大，需要减轻电极本身的重量，可加工一些“减重孔”或“挖空。第20页/共107页组合式电极 将多个电极装夹在一起，同时完成凹模各型孔的穿孔加工。1固定板 2电极1,2,3,4,5电极拼块;6定位销;7固定螺钉镶拼式电极 复杂电极加工有困难时，分成几块分别加工，再镶拼成整体。第21页/共107页1型孔轮廓 2电极横截面2 2 2 2、电极尺寸、电极尺寸 1)1)1)1)横截面尺寸横截面尺寸以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电间隙值。间隙值。a=A-2a=A-2 b=B+2 b=B+2 c=C c=C r r1 1=R=R1 1+r r2 2=R=R2 2-式中 A A、B B、C C、R R1 1、R R2 2型孔基本尺寸 a a、b b、c c、r r1 1、r r2 2电极横截面基本尺寸 单边放电间隙第22页/共107页以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配合间隙合间隙Z(Z(Z(Z(双面）的不同，分为三种情况：双面）的不同，分为三种情况：Z=2 Z=2 电极与凸模尺寸相同 Z2Z2 Z2 电极比凸模尺寸均匀均匀放大一个数值a a1 1,形状相似。电极缩小或放大的数值可按下式计算 第23页/共107页或者按凸凹模的配合间隙X X（2X=Z2X=Z）与精加工时的放电间隙的关系为依据进行计算。分为三种情况：（1 1）X X 电极的截面尺寸与凸模的截面尺寸完全相同。（2 2）X X 电极的截面尺寸在凸模的四周均匀缩小一个（-X X）值。如图a a所示（3 3）X X 电极的截面尺寸在凸模的四周均匀增大一个（X-X-）值。如图b b所示。图a 按凸模均匀减小的电极图 图b 按凸模均匀增大的电极图第24页/共107页2)2)2)2)长度尺寸长度尺寸 电极长度为L+LL+L电极有效长度的计算公式：L=kH+HL=kH+H1 1 式中 H H 凹模需电火花加工的厚度；H H1 1 其大小为（0.40.40.80.8）H H ；L L 夹持端长度。约为101020mm20mm）。k k 与电极材料、型孔的复杂程度以及加工方式有关的系数。紫铜2-2.5,2-2.5,黄铜3-3.5,3-3.5,石墨1.7-2,1.7-2,铸铁2.5-32.5-3，钢3-3.5 3-3.5 第25页/共107页阶梯电极就是在原电极的基础上适当加长，可将电极做成阶梯型分别进行粗、精加工。阶梯电极的加工原理是利用加长部分进行穿孔粗加工，蚀除大部分金属，只留下精加工余量由L部分来完成最后加工。L和d尺寸计算：L（1.21.4）H mm d d2a或者d（0.70.8）d 式中 H为凹模需电火花加工的厚度；a为单边缩小量。第26页/共107页3)3)3)3)电极公差电极公差 电极的制造精度要高于型孔的精度,截面的尺寸公差取凹模刃口相应尺寸公差的1/2-2/31/2-2/3。粗糙度也要比型孔要求低,直线度、平行度在100mm100mm长度上内不大于0.01mm0.01mm电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择第27页/共107页 六、型腔加工六、型腔加工 盲孔加工，排屑难;加工面积大，电规准调节范围大（一）型腔电火花加工方法（1 1）单电极加工法：指用一个电极加工出所需型腔 1 1）用于加工形状简单、精度要求不高的型腔。2 2）用于加工经过预加工的型腔。3 3）用平动法加工型腔。用一个电极完成型腔的粗、中、精加工 平动头第28页/共107页 （2 2）多电极更换法 采用多个电极,依次更换加工同一个型腔的方法，型腔精度高，用于精密和复杂型腔的加工，但需制造多个电极（3 3）分解电极法 根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，电极分别制造。主电极加工型腔的主要部分，副电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。多电极加工1模坯；2精加工后的型腔；3中加工后的型腔；4粗加工后的型腔第29页/共107页（二）电极设计 1.1.1.1.结构设计结构设计 常用的电极结构形式有整体式、镶拼式、组合式.设有排气孔和冲油孔 1 1）冲油孔设计在难以排屑的拐角、窄缝等处 2 2）排气孔设计在蚀除面积较大的位置 设强迫冲油孔的电极 设排气孔的电极 第30页/共107页2.2.2.2.电极尺寸的确定电极尺寸的确定 （1 1）电极水平截面尺寸的确定单电极精加工时，确定方法与型孔加工相同采用单电极平动加工时，其计算公式为 a=Akb式中 a电极水平方向尺寸；A型腔的基本尺寸；k与型腔尺寸标注有关的系数；b电极单边缩放量；b=cfg式中 c平动量，取0.5-0.6mm f精加工最后一档规准的单边放电间隙 取0.02-0.03mm g精加工电极侧面损耗,不超过0.1mm第31页/共107页(2(2）电极垂直方向尺寸：电极在平行于主轴方向上的尺寸 HH1+H2式中：H1电极垂直方向有效工作尺寸 H2电极固定板与模块之间的距离，一般 为510mm左右 H1型腔的垂直尺寸（型腔深度）；C1粗规准加工时电极端面的相对损耗率，一般1，C1H1只适用于未进行预加工的型腔；C2中、精规准加工时端面相对损耗率一般为20%25%，S 中、精规准加工时端面总的进给量,一般为0.40.5mm；j最后一挡精规准加工时端面的放电间隙，一般为0.02 0.03，有时可忽略不计。第32页/共107页七、电极材料及制造七、电极材料及制造 选择原则：损耗小、成形快、加工稳定性好、机械加工工艺性好、价格适宜和来源广 。常用电极材料种类和性能如表所示：第33页/共107页在许可的情况下，尽量选择“低耗”电极材料。低耗材料是指在电火花加工时相对损耗1的电极材料。即：第34页/共107页铜钨合金电极铜电极石墨电极第35页/共107页 常见电极的制造方法：1 1石墨电极 石墨电极的制造基本上都采用切削加工和成形磨削。2 2铜电极及其加工 铜属软金属材料，加工时易变形，加工的电极表面粗糙度较差。切削加工时要用肥皂水作工作液，同时，进刀量要尽可能小。铜电极的磨削特别困难，非常容易堵塞砂轮，磨削时砂轮粒度不能太细，还要加磨削液，同时采用低转速磨削，砂轮进给量要小。3 3铜钨合金、银钨合金电极及其加工 制造时宜选用硬质合金刀具作切削加工。磨削加工时容易堵塞砂轮；选择的砂轮粒度不能太细，宜选用白刚玉砂轮；磨削时要加磨削液。第36页/共107页八、电火花加工的电规准及其选择八、电火花加工的电规准及其选择 在电火花加工中，电参数（电压、电流、脉冲宽度、脉冲间歇等）的最佳配合，称为电规准。电规准一般分为粗、中、精三种，每一种电规准又分为几挡，可根据加工工艺要求选择和转换。粗规准用于粗加工 中规准粗加工、精加工间过渡加工 精规准用于精加工电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择第37页/共107页第38页/共107页九、工作液的选择九、工作液的选择 具有一定绝缘性能的液体介质。（1 1）工作液的作用：形成火花击穿的放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态；对放电通道产生压缩作用；帮助电蚀物的抛出与排除；冷却电极和工件。（2 2）对工作液的要求 具有一定的绝缘强度，较好的流动性，较快的绝缘强度恢复性能。燃点、闪点要高，不会爆炸，不易燃烧。无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小，对人体无害。电加工稳定性要好，工艺指标要高。价廉易得。第39页/共107页（3 3）常用工作液的种类及其应用 电火花加工最常用的工作液为煤油。其次是机油、锭子油。水和水基工作液（包括去离子水等）用得较少。煤油由于粘度低，排屑方便，击穿间隙小，对电火花加工精度有好处，因此是目前国内应用最普遍的工作液。机油、锭子油的粘度稍大，但燃点高，常用于大能量加工，即大型腔电火花粗加工。水和水溶液由于价廉易得，并有不燃、无味等特性，正越来越受到重视。电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择第40页/共107页（4 4）工作液对电火花加工的影响 1 1）工作液压力和流速的影响 工作液在实际应用中，常以“冲”或“抽”的方式进行。冲抽油方式(a)下冲油式 (b)上冲油式 (c)下抽油式 (d)上抽油式 若压力和流速过小过小则对蚀除物的排除不利，会造成加工不稳定；若太大太大，则会引起电极耗损增大，并使主轴跳动，也使加工不稳定。第41页/共107页2 2）工作液种类的影响 工作液种类不同，其化学成分与性质也各不相同，电加工后的工艺效果相差很大。3 3）工作液污染程度的影响 工作液污染程度严重，会使加工稳定性变差，从而导致生产率降低，同时污染严重会使加工间隙增大，对电极损耗也不利。太纯净的工作液，对减小电极耗损也是不利的，它会减少生成低损耗保护膜所需碳粒的浓度。由于放电间隙小，加工时金属屑、碳微粒、气泡等电蚀产物使窄小的间隙容纳不了或局部浓度过高，排屑不畅，这样也会使加工不稳定而降低生产率。电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择第42页/共107页1 1电火花成形加工有何优、缺点?2 2型腔的电火花成形加工用的电极，为什么要设排气孔和冲油孔，如何设置?3 3常用型腔电火花成形加工的工艺方法有哪些，各有何特点?4 4使用阶梯电极有何特殊作用?思考与练习第43页/共107页p电火花线切割加工是在机床数字控制系统的控制下，自动完成直线成形表面的切割作业.p适合于加工淬火钢、硬质合金等难加工材料和窄槽、尖角、轮廓复杂的工件。p适合于冲模、挤压模、塑料模以及电火花成形加工使用的电极等。电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第44页/共107页A微细结构和复杂形状应用第45页/共107页第46页/共107页第47页/共107页第48页/共107页第49页/共107页 一、概述1.1.线切割机床的加工原理p利用电极和工件之间的脉冲放电的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。p只是线切割利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成形。电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第50页/共107页 电火花线切割加工原理图1.工作液箱 2.储丝筒 3.电极丝 4.供液管 5.进电块6.工件 7.夹具 8.纵横拖板9.脉冲电源 加工时工件6 6接脉冲电源的9 9的阳极，电极丝3 3接脉冲电源的阴极并在驱动电机的带动下按一定速度运行（称为走丝），在电极丝与工件间浇注工作液。当高频脉冲电源接通后，电极丝与工件之间形成脉冲放电火花第51页/共107页 2.2.2.2.线切割机床分类线切割机床分类 机床主要由主机（包括床身、坐标工作台、走丝机构等）、脉冲电源、控制系统、液体介质循环系统几大部分组成。1-储丝筒；2-走丝溜板；3-丝架；4-上工作台；5-下工坐台；6-床身；7-脉冲电源及微机控制柜 第52页/共107页第53页/共107页 按走丝速度大小分类，可将其分为快速走丝线切割、慢速走丝线切割。快走丝：走丝速度为8 810m/s10m/s，电极丝往复循环加工精度为0.01-0.02mm0.01-0.02mm，表面粗糙度一般为Ra 5.0-2.5um Ra 5.0-2.5um，最佳可达Ra 1.0umRa 1.0um电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第54页/共107页慢走丝：p走丝速度低于0.2m/s0.2m/s，电极丝单向移动而且电极丝（一般为黄铜丝）只使用一次p加工零件的厚度小于高速；机床价格高。加工精度为0.002-0.005mm0.002-0.005mm，表面粗糙度一般为Ra1.25um Ra1.25um，最佳可达Ra 0.2umRa 0.2um电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第55页/共107页3.3.3.3.线切割加工特点线切割加工特点（1 1）与电火花成型相比不需要制作电极；（2 2）电极丝沿长度方向运动，加工中损耗少。（3 3）能加工精密、形状复杂而细小的内、外形面，以及高熔点、高硬度难切削的材料。（4 4）自动化程度高，操作方便，周期短（5 5）但不能加工母线不是直线的表面和盲孔。第56页/共107页二、线切割加工工艺参数的选择二、线切割加工工艺参数的选择1.1.脉冲电源（1 1）峰值电流 脉冲峰值电流的增大会增加单个脉冲放电的能量，加工电流也会增大，切割速度会明显增加。但是，加工表面的粗糙度变差。（2 2）脉冲宽度 增加脉冲宽度，切割速度随之增大，但有一最佳脉冲宽度值。电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第57页/共107页（3 3）脉冲频率 在单个脉冲能量一定的情况下，提高单位时间内脉冲放电的次数即脉冲频率，会使切割速度增大。但造成加工表面的粗糙度变差。（4 4）电源电压 改变电源电压时，表面粗糙度变化不大，而切割速度却有明显提高。电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第58页/共107页加工规准的选择加工规准的选择（1 1 1 1）当要求切割速度高时）当要求切割速度高时 在满足粗糙度要求的前提下再追求高的切削速度。（2 2 2 2）当要求表面粗糙度小时）当要求表面粗糙度小时 应该选择小的脉冲宽度、小的峰值电流、低的电源电压，同时脉冲频率要适当。（3 3 3 3）当要求电极丝损耗小时）当要求电极丝损耗小时 应该选择大的脉冲宽度。（4 4 4 4）当切割厚度加大时）当切割厚度加大时 切割厚工件的特点，一是切割量大，二是排屑困难。应该选择高电压、大电流、大的脉冲宽度和大的脉冲间隔。第59页/共107页2.2.2.2.电极丝电极丝（1 1）电极丝的直径 一般直径为0.04-0.2mm0.04-0.2mm（2 2）走丝速度 电极丝的走丝速度影响切割速度（3 3）电极丝的选择 高速走丝机床的电极丝是快速往复运行的，在加工过程中要反复使用。这类电极丝主要有钼丝、钨丝和钨钼丝。低速走丝线切割机床一般用黄铜作电极丝，电极丝作单向低速运行，用一次就作为废料回收，不必用高强度和耐损耗的钼丝。电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第60页/共107页3.3.3.3.工作介质工作介质（1 1）基本要求 工作液是放电介质又是冷却液，一般快走丝用专用乳化液，慢走丝用去离子水。所有工作介质必须具有以下性能：具有一定的绝缘性，适合线切割的电阻率10104 410105 5cmcm 较好的洗涤性能，对工件具有较好的附着力、渗透性和除污能力。较好的冷却性，具有良好的吸热、传热和散热性能。对环境无污染，对人体无害，配制方便，使用寿命要长。（2 2）工作介质对工艺指标的影响 太纯净的介质不容易形成放电通道，介质太脏，消除电离困难容易引起二次放电。第61页/共107页三、数控线切割编程三、数控线切割编程p数控程序就是用来控制机床，使机床按照预定要求进行切割加工。变换成机器可以接受的指令码，这个全过程称为程序的编制。p为了便于机床接受命令，必须按照一定的格式来编制线切割机床的数控程序。目前，国内使用最多的是3B3B格式，ISOISO和EIAEIA是国际通用的格式。电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点第62页/共107页1 1、3B3B格式程序编制（1 1）程序格式）程序格式BXBYBJGZ分隔符号 X坐标值 Y坐标值 计数长度 计数方向加工指令1 1）分隔符号B B 用来将X X、Y Y、J J的数码分开，利于控制器识别。第63页/共107页2 2）坐标值X X、Y Y 即X X、Y Y坐标的绝对值，单位m m 坐标原点为线段起点，X X、Y Y分别取线段在对应方向上的增量，即该线段在相对坐标系中的终点坐标的绝对值。X X、Y Y允许取比值，若X X或Y Y为零时，X X、Y Y值均可不写，但分隔符号保留。例 B2000B0B2000GxLB2000B0B2000GxL1 1 可写为BBB2000GxLBBB2000GxL1 1。坐标原点为圆心，X X、Y Y取圆弧起点坐标的绝对值，但不允许取比值。圆弧圆弧直线直线BXBYBJGZ分隔符号 X坐标值 Y坐标值 计数长度 计数方向加工指令第64页/共107页3 3）计数方向G G Gx Gx 取X X方向进给总长度计数 G GY Y取Y Y方向进给总长度计数 用线段的终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向数值大，就取该方向作为计数方向。即：|Y|X|Y|X|时，取G GY Y；|Y|X|Y|X|时，取GxGx；|Y|=|X|Y|=|X|时，取GxGx或G GY Y，有些机床对此专门规定。根据终点坐标的绝对值，哪个方向数值小，就取该方向为计数方向。与直线相反。即：|Y|X|Y|X|Y|X|时，取GxGx；|Y|=|X|Y|=|X|时，取GxGx或G GY Y，有些机床对此专门规定。直线直线圆弧圆弧第65页/共107页 图a直线段计数方向 图b圆弧计数方向 若圆弧终点坐标为B B（XeXe，YeYe）。当|XeXe|YeYe|时，即终点在阴影区内，计数方向取GxGx，当|XeXe|YeYe|时取Gy Gy(图b)b)。当终点在4545线上时，不易准确分析，按习惯任取.直线刚好相反第66页/共107页4)4)计数长度J J 根据计数方向，选取直线或圆弧在该方向上的投影总和（绝对值），单位m m 对于直线，当|Ye|Ye|Xe|Xe|时，取J J|Ye|Ye|；当|Xe|Xe|Ye|Ye|时，取J J|Xe|Xe|即可。第67页/共107页对于圆弧，它可能跨越几个象限，如图a a和图b b的圆弧都是从A A加工到B B。图a a为GxGx，J JJx1Jx1Jx2Jx2；图b b为GyGy，J JJy1Jy1Jy2Jy2Jy3Jy3。图a 跨越两个象限 图b 跨越四个象限第68页/共107页线OA：取 GY 弧CD：取GYJ=3000 m 第69页/共107页5 5 5 5）加工指令）加工指令Z Z Z Z 根据被加工图形的形状，所在象限和走向等确定。控制台根据这些指令，进行偏差计算，控制进给方向。加工指令Z Z共分十二种，对于直线段的加工指令用L L表示，L L后面的数字表示该线段所在的象限。对于与坐标轴重合的直线段，正X X轴为L1L1，正Y Y轴为L2L2，负X X轴为L3L3，负Y Y轴为L4L4。直线直线第70页/共107页看走向，看起点象限圆弧圆弧 圆弧加工指令有八种。SRSR表示顺圆，NRNR表示逆圆，字母后面的数字表示该圆弧的起点所在象限，如SR1SR1表示顺圆弧，其起点在第一象限。第71页/共107页编程举例编程举例例1 1 加工如图所示的斜线段，终点A A的坐标为X X17mm17mm，Y Y5mm5mm，其程序为：B B1700017000B B50005000B B1700017000GxLGxL1 1在斜线段的程序中X X和Y Y值可按比例缩小同样倍数，故该程序可简化为：B B1717B B5 5B B1700017000GXLGXLI I第72页/共107页例2 2 加工如图4 4122122所示与正Y Y轴重合的直线段，长为22.4mm22.4mm，其程序为：BBB22400GyL2BBB22400GyL2 在与坐标轴重合的程序中，X X或Y Y的数值即使不为零也不必写出。A(0,22.4)X0Y第73页/共107页例例3 3：弧：弧ABAB1)1)由由终终点点坐坐标标B B（2 2，-9-9）判判断断，|Y|X|Y|X|，计数方向取计数方向取GxGx；2 2）圆弧半径：）圆弧半径：计数长度：计数长度：3)3)加工指令加工指令Z Z取取 SR3SR34)4)程序程序 B9000B2000B25880GxSR3B9000B2000B25880GxSR3 弧弧BA?BA?第74页/共107页例4 4 加工如图所示的工件，它由三条直线段和一段圆弧组成，所以要分成四段来编程。1)1)加工直线段ABAB以起点A A为坐标原点，ABAB与X X轴重合，程序为：BBB40000GBBB40000GX XL L1 12)2)加工斜线段BCBC应以B B点为坐标原点，则C C点对B B点的坐标为X X10mm10mm，Y Y90mm90mm，程序为：B1B9B90000GB1B9B90000GY YL L1 1 3)3)加工圆弧CDCD以该圆弧圆心O O为坐标原点，经计算圆弧起点C C对O O的坐标为X X30mm30mm，Y Y=40mm=40mm，程序为：B30000B40000B60000GB30000B40000B60000GX XNRNR1 14)4)加工斜线段DADA以D D为坐标原点，终点A A对D D的坐标为 X X10mm10mm，Y Y90mm90mm，程序为：B1B9B90000GB1B9B90000GY YL L4 4第75页/共107页思考与练习思考与练习加工直线0A0A和OBOB，用3B3B编程第76页/共107页加工圆弧CDCD，用3B3B编程第77页/共107页（2 2）间隙补偿 p 数控线切割加工时，控制台所控制的是电极丝中心移动的轨迹，如图中细双点划线所示，粗实线表示凸模或凹模轮廓。p加工凸模时，电极丝中心轨迹应在加工对象的图形之外，加工凹模时则相反。p工件图形与电极丝中心轨迹间的距离，就称为间隙补偿量，用R R表示 电极丝 中心轨迹凸模凹模第78页/共107页 若凸模和凹模型孔的基本尺寸相同，要求按凹模型孔配作凸模，并保持单面配合间隙Z/2,r为电极丝半径,为放电间隙。加工凹模 R=r+加工凸模 R=r+-Z/2第79页/共107页（3 3）编程步骤 在编程前应了解数控线切割机床的规格及主要技术参数，数控装置的功能及适应程序代码格式。1 1）根据工件的装夹情况和切割方向，确定相应的坐标系（即所谓统一坐标系）。尽量选取图形的对称轴线为坐标轴。2 2）计算间隙补偿量R R 。3 3）将电极丝中心轨迹分割成直线段和单一的圆弧段，计算出各线段交点的坐标值4 4）利用统一坐标系中各交点的坐标值，换算成切割坐标系中的坐标值，编制切割程序。5 5）检查和检验第80页/共107页穿丝孔和起切点穿丝孔的确定1)1)穿丝孔的作用 主要用于加工凹模前的穿丝2 2）穿丝孔的位置 应根据切割工件的实际情况来确定，如根据切割工件的类型、材料、大小等情况来确定，具体应遵循以下几点：在切割小型凹模类工件时，穿丝孔一般确定在凹模的中心位置，以便于穿丝孔的加工和切割轨迹程序计算。此方法的缺点是当切割大型零件时，无用切割路现长，因此不太适合大型凹模的加工。第81页/共107页 在切割凸模类工件和大型凹模类工件时，穿丝孔一般确定在起切点附近，可以缩短无用切割路线的长度。穿丝孔的位置应选择在已知坐标点或便于计算的坐标点上，特别是对于有多次穿丝孔的工件，把穿丝点选择在特殊坐标点上，将有利于程序的编制。3)3)穿丝孔大小及加工 穿丝孔直径大小的选择，应便于钻孔或镗孔加工，不宜过大或过小，一般在3-10mm3-10mm范围内选择，并取整数直径。由于穿丝孔常用作加工基准，因此，穿丝孔的加工一般在具有较高精度的机床上进行，也可采用电火花穿孔，以保证穿丝孔的位置、尺寸精度。第82页/共107页 起切点的确定p起切点是工件串连几何图形的起始切割点，往往也是几何图形切割的终止点。p起切点选择不当，会使工件切割表面留下切痕，特别是起切点选在圆滑表面上时，切痕更为明显。第83页/共107页在选择起切点位置时应注意以下几点：1)1)把起切点尽可能选择在几何图形的拐角点处，有多个拐角点时，优先选择直线和直线相交的拐角点，其次选择直线与圆弧、圆弧与圆弧相交的拐角点。2)2)把起切点尽可能选择在工件表面粗糙度要求不高的一侧。3)3)把起切点尽可能选择在工件切割后容易修磨的表面上。4)4)可在穿丝点与起切点(终止点)间加入一导引入（导引出）切割轨迹，以改善切割痕迹.第84页/共107页人工编程实例人工编程实例 编制如图所示零件的凹模和凸模程序。此模具是落料模，由图可，取单面配合间隙Z/2 Z/2 0.01mm0.01mm，同时选取放电间隙电0.01mm0.01mm，电极丝选直径为0.13mm0.13mm的钼丝。图a 零件图 图b 凹模坐标 图c 凸模坐标第85页/共107页编制凹模程序编制凹模程序1 1）确定统一坐标系2 2）计算间隙补偿量R R R=r+R=r+0.0650.010.075mm3 3）计算各点在统一坐标系中的坐标值4 4）利用统一坐标系中各交点的坐标值，换算成切割坐标系中(以O O1 1、O O2 2等为原点）的坐标值5 5）编制程序。正确选择穿丝孔和电极丝切入位。穿丝孔是电极丝加工的起点，也是程序的原点，O O点为穿丝孔。一般选工件的基准点附近。切割顺序是切割顺序是oaabbc cd daoaabbc cd daoaabbc cd daoaabbc cd da第86页/共107页序号序号B BX XB BY YB BJ JG GZ Z1 1B B29252925B B20792079B B002925002925GxGxL1L12 2B B29252925B B49214921B B017050017050GyGyNR4NR43 3B BB BB B004158004158GyGyL4L44 4B B29252925B B49214921B B017050017050GyGyNR2NR25 5B BB BB B004158004158GyGyL2L26 6D D 凹模程序凹模程序第87页/共107页编制凸模程序编制凸模程序1 1）确定统一坐标系2 2）计算间隙补偿量R R R=r+R=r+-Z/2 0.0650.01-0.01 0.065mm3 3）计算各点在统一坐标系中的坐标值4 4）利用统一坐标系中各交点的坐标值，换算成切割坐标系中(以O O1 1、O O2 2等为原点）的坐标值，5 5）编制程序。加工凸模时由工件外面的S S点切进去，并沿X X轴正向切割5mm5mm以后，即从c c点开始沿cd da ab cd da ab cd da ab cd da ab bc bc bc bc切割凸模,并最后从c c点回到起始点。S第88页/共107页凸模程序凸模程序序号序号B BX XB BY YB BJ JG GZ Z1 1B BB BB B005000005000GxGxL1L12 2B BB BB B004000004000GyGyL4L43 3B B30653065B B50005000B B017330017330GxGxNR2NR24 4B BB BB B004000004000GyGyL2L25 5B B30653065B B50005000B B017330017330GxGxNR4NR46 6B BB BB B005000005000GxGxL3L37 7D D第89页/共107页2 2、ISOISO代码数控程序编制 ISOISO代码进行数控编程是电加工控制发展的必然趋势。目前，部分厂家采用3B3B、4B4B和ISOISO并存的方式作为过渡。（1 1）程序段格式和程序格式P1007P1007N01N01G92G92XOXOYOYON02N02G01G01X5000X5000Y5000Y5000N03N03G01G01X2500X2500Y5000Y5000N04N04G01G01X2500X2500Y2500Y2500N05N05G01G01XOXOYOYON06N06M02M02程序名（字母和数字表示）程序主体 由若干个程序