《模具电火花加工工艺与编程操作》配套教案：项目1 数控电火花快走丝线切割加工工艺与编程操作.docx

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1、项目1数控电火花快走丝线切割加工工艺与编程操作一、教学目标1、了解快走丝线切割部分模具冬件的加工工艺。2、熟悉掌握快走丝线切割进行手工与自动编程。3、熟悉掌握快走丝线切割机床对典型模具进行加工的方法。二、课时分配本项目共七个任，安排14课时。三、教学重点通过本项目的学习，让学生们了解到角度样板冲模凸模和定位卡板凸模的加 工，熟悉并掌握其凸模的加工工艺和和编程方法。掌握凹凸模和及进模凹模的加 工工艺和编程方法。掌握模具零件的二次装夹修割和凹模落料空的加工方法。 四、教学难点1、熟悉掌握快走丝线切割进行手工与自动编程。2、熟悉掌握快走丝线切割机床对典型模具进行加工的方法。五、教学内容任务一角度样板

2、冲模凸模的加工（一）任务描述该任务为角度样板冲裁模当中的一个凸模零件加工，通过对快走丝线切割 3B代码手工编程及部分机床操作的学习，完成下图零件的加工。任务三摩托车排气管垫片凸凹模加工（一）任务描述该任务为摩托车排气管垫片当中的一个凸凹模零件加工，通过对快走丝线切 割3B代码手工编程及部分机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。（二）知识储备1 .加工工艺2 .工件的装夹3 .校正电极丝垂直度4 .电极丝定位方法的选择（1）目测法（2）火花法（3）自动找中心（三）任务实施1、程序编写根据图（a）及相关条件，摩托车排气管垫片凸模3B代码程序如下Nl: B5000B0B5000GXL1N2: B7

3、000B0B28000GYNR3N3: DD（a）凸模图根据图（b）及相关条件，摩托车排气管垫片凹模3B代码程序如下:Nl: B5000B0B5000GXL1N2: B7000B0B28000GYNR3N3: DD（b）凹模图2、操作加工（1）接通电源，启动机床系统。（2）按照前面所介绍方法，进入3B代码输入界面输入3B代码并保存。（3）工件采用桥式支撑方式装夹，装夹好零件后，使用垂直度校正器来校正电极丝与工件的垂直度。（4）转动工作台刻度手柄，将电极丝移动至切入起点后，将X、Y刻度盘 校零。（5）启动机床运丝，打开工作液。（6）进入加工界面，按F3进入参数设定，使用键盘方向键，将光标移动 到

4、半径补偿位置后按回车键，再利用键盘输入0.1后回车，按ESC键退出，进入 加工界面。其他步骤与前面一样。（四）任务拓展由本课题练习得知，数控线切割机床系统可以实现跳步加工，如下图所示。 加工孔的顺序：加工A基准孔一加工完暂停拆丝一跳步一穿丝在B孔中继续加工 一加工完暂停拆丝一跳步一穿丝在C孔中继续加工。任务四级进模凹模加工（-）任务描述该任务为级进模当中的整体式凹模加工，通过对快走丝KS软件的自动编程 及部分机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。（二）知识储备1.穿丝（1）穿丝时无论在丝筒哪端，都应使丝筒上铝丝的绕丝端错开上导轮公切线一段距离，一般为35mni,铝丝端头通过储丝筒外圆右端螺丝

5、上固定。3-5 min（2）取下丝筒右端的丝头，依次经过下挡丝棒、下导电块、下主导轮、工 件穿丝孔、上主导轮、上导电块、上挡丝棒、辅导轮，把丝头压紧在丝筒右端。（3）判断好运丝筒正确的旋转方向，使用上丝摇把转动运丝筒，及时调整 左右限位行程挡杆，保证丝筒左右换向时，电极丝留有35nlm的余量。2、工件的装夹本次加工工件的装夹采用桥式支撑方式装夹，这种方式是在通用夹具上放置 垫铁后再装夹工件。3 .校正电极丝垂直度加工工件前，必须校正电极丝垂直度以保证钳丝与工作台垂直，可利用找正 块进行火花法找正。找正块是一个六方体或类似六方体，如（a）所示。（a）我正块当电极丝快碰到找正块时，电极丝与找正块之

6、间产生火花放电，肉眼观察产 生的火花。若火花上下均匀，如（b）所示，则表示该方向上的电极丝垂直度良 好；（b）垂直度较好若下面火花多，如图（c）所示，则说明电极丝右倾，故将U轴的值调小, 直至火花上下均匀；（c）盛）度较差（右倾）若上面火花多，如图（d）所示，则说明电极丝左倾，故将U轴的值调大, 直至火花上下均匀。同理，调节V轴的值，使电极丝在V轴垂直度良好。（1）垂直度较差（左倾）4 .加工调整方法的选择该凹模零件的加工调整方法采用自动找中心法，即让电极丝在工件孔的中心 自动定位。（三）任务实施1、程序编写根据下图所示及其他相关条件，用KS线切割软件对该级进模其中一刃口进 行自动编程。自动编

7、程过程如下：（1）用KS线切割软件（下图）绘出级进模刃口，绘图完成后生成3B加工 代码。（2）为缩短开始切割时的切入长度，加工起始点选在距离型孔边缘25mm 处（图中选3nun）o（3）切割方向如下图所示为逆时针方向。（4）电极丝的补偿方向（该凹模的补偿方向应朝内）。（5）新生成的轨迹线就是加工的实际轨迹，与原轮廓线之间的距离就是电极丝的补偿值。其程序如下：Nl: B5000B0B5000GXL1N2: B7000B0B28000GYNR3N3: DDN3: DD上图为级进模刃口图如下图所示。加工孔的顺序：加工A基准孔一加工完暂停拆丝一跳步一穿丝 在B孔中继续加工一加工完暂停拆丝一跳步一穿丝在

8、C孔中继续加工一加工完暂 停拆丝一跳步一穿丝在D孔中继续加工一加工完暂停拆丝一跳步一穿丝在E孔中 继续加工一加工完暂停拆丝一跳步一穿丝在F孔中继续加工。2、操作加工（1）接通电源，启动机床系统。（2）工件采用桥式支撑方式装夹，装夹好零件后，使用找正块校正电极丝 与工件的垂直度。（3）按穿丝要求把电极丝穿过穿丝孔，通过自动找中心让电极丝在穿丝孔 的中心自动定位。（4）将X、Y刻度盘校零。（5）按照前面所介绍的方法，进入绘图编程界面绘图，绘图完成后按下键 盘上F2键进入主界面，点击数控程序一加工路线一选择加工起始点一切割方向 选择一电极丝补偿方向选择一保存代码一文件保存。（6）启动机床运丝，打开工

9、作液。（7）进入加工界而，按F3进入参数设定，使用键盘上的方向键，将光标移 动到半径补偿位置后按回车键，利用键盘输入0.1后再回车，按ESC键退出，进 入加工界面。其他步骤与前面所述一样。任务五齿轮齿条的加工（-）任务描述该任务为齿轮齿条的加工，通过对快走丝KS线切割软件的自动编程及部分 机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。（二）知识储备1 .线切割机床Z轴行程的调整线切割加工时，高速走丝机床的上导轮与下导轮的距离由加工工件的厚度决 定。上导轮与下导轮的距离越小，电极丝运行时振动的振幅越小，加工粗糙度越 低。高速走丝线切割机床是靠手摇手轮调整z轴行程。2 .工件的装夹本零件加工采用悬臂式装

10、夹，这种方式装夹方便，通用性强，但由于工件一 端悬伸，易出现切割表面与工件上、下平面间的垂直度误差。3 .校正电极丝垂直度工件装夹后，必须校正电极丝垂直度以保证钥丝与工作台的垂直，可借助下 图所示校正器调节上、下导轮螺钉来校核电极丝垂直度。步骤与前面所述一样。1-测量头2-显示灯3鳄鱼夹及插头座4 一盖板5支座4 .电极丝定位方法的选择切割齿条、齿轮外轮廓选用的调整方法为自动找端面，切割齿轮键轴选用的 调整方法为自动找中心法。（1）自动找端面（2）自动找中心（三）任务实施1.自动编程根据下图所示及其他相关条件，用KS软件对该齿轮键轴进行自动编程，操 作如下：（1）用KS线切割软件（下图）绘制齿

11、轮键轴，绘图完成后生成3B加工代 码。（2）生成的3B代码如下：Nl： B 0 B 0 B 2900 GY L2N2： B1B2901B7804GYNR1N3： B0B0B1143GXL1N4： B0B0B1800GYL2N5： B0B0B1143GXL3N6： B2756B899B2757GXNR1N7： B0B0B2900GYL42、程序编写根据以上自动编程的方法对齿轮外轮廓进行编程，齿轮参数的设定如下:齿轮键轴如下图所示。齿数，20；模数，1；压力角，20。；变位系数，0；齿顶高系数，1；齿顶 隙系数，0.25；齿根圆弧半径，0.33；有效齿数，20；起始角度，0。得到如下图所示的零件图

12、。由于齿轮加工的是外轮廓件，因此自动编程时新生成的偏移量线应比实际轮 廓线大一个补偿值。3、操作加工（1）接通电源，启动机床系统。（2）工件采用悬臂式装夹，装夹好零件后，使用校正器校正电极丝与工件的垂直度。（二）知识储备1.工艺准备数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。为避免模具零件应力变形，应尽可能采用穿丝孔。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251nm处，如（a）所示。2-5（a）位置选择加工凸模时，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 5mm,如（b）所示。b）位置选择在选择起切点位置时应注意以下几点：把起切点尽可能选择在几

13、何图形的拐角点处，有多个拐角点时，优先选 择直线与直线相交的拐角点，其次选择直线与圆弧、圆弧与圆弧相交的拐角点。把起切点尽可能选择在工件表面粗糙度要求不高的一侧。把起切点尽可能选择在工件切割后容易修磨的表面上。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,（3）通过自动找中心让电极丝在穿丝孔的中心自动定位。（4）将X、Y刻度盘校零。（5）按照前面所介绍的方法进入绘图编程界面，绘图完成后按下键盘上的F2键进入主界面，点击数控程序一加工路线一选择加工起始点一切割方向选择 一电极丝补偿方向选择一保存代码一文件保存。（6）启动机床运丝，打开工作液。（7）进入加工界面，按F3键进入参数设

14、定，使用键盘上的方向键将光标移 动到半径补偿位置后按回车键，利用键盘输入0.1后再回车，按ESC键退出，进 入加工界面。其他步骤与前面所述一样。（四）任务拓展电火花加工的物理本质电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极 间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温使金属局部熔化甚至气化, 从而将金属蚀除下来。这一过程大致分为以下几个阶段：脉冲电源工具电极极间介质的电离、击穿形成放电通道，如（a）所示。（a） 电极材料的熔化、气化热膨胀，如（b）、（C）所示。(b)(c) 电极材料的抛出如(d)所示。(d)极间介质的消电离如(C)所示。(e)上述步骤在1S内数千次其

15、至数万次地往复进行，即单个脉冲放电结 束，经过一段时间间隔(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲乂作用 到工具电极和工件上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电, 蚀出另一个小凹坑。(a)常脉冲放电凹坑(a)常脉冲放电凹坑(b)多脉冲放电凹坑任务六模具零件二次装夹修割（-）任务描述该任务为托架弯曲凹模的二次装夹修割，通过对线切割实际加工中装夹方法 的掌握及部分机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。（二）知识储备1 .穿丝2 .工件的装夹3 .校正电极丝垂直度4 .加工调整方法的选择（三）任务实施1、凹模零件的找正切割如上图所示工件部位时要求的加工精度较高，工件装夹后必须通

16、过千分 表来校正工件，使工件平行于机床坐标轴、垂直于工作台。2、程序编写根据上托架弯曲凹模装夹示意图所示及其他相关条件，用KS线切割软件绘 出切割图形并对其进行自动编程。切割图形及自动编程见下图。新生成的红色线就是加工的实际轨迹，与白色轮廓线之间的距离就是电极丝 的补偿值。28.30041.000-3、操作加工（1）接通电源，启动机床系统。（2）按照上述要求，采用悬臂式装夹如图158所示工件，装夹好零件后， 使用找正块校正电极丝与工件的垂直度。（3）转动工作台刻度手柄，将电极丝移动至切入起点后，将X、Y刻度盘校 零。（4）按照前面所介绍方法进入绘图编程界面，绘图完成后按下键盘上的F2 键进入主

17、界面，点击数控程序一加工路线一选择加工起始点一切割方向选择一电 极丝补偿方向选择一保存代码一文件保存。（5）启动机床运丝，打开工作液。（6）进入加工界面，按F3键进入参数设定，使用键盘上的方向键将光标移 动到半径补偿位置后按回车键，利用键盘输入0.1后再回车，按ESC键退出，进 入加工界面。其他步骤与前面所述一样，不做详解。（7）上托架弯曲凹模装夹示意图（a）所示托架凸缘切割完成后，按照上述要求采用桥式支撑方式装夹上托架弯曲凹模装夹示意图（b）所示工件，切割方 形孔，按穿丝要求把电极丝穿过穿丝孔，通过自动找中心让电极丝在穿丝孔的中 心自动定位。（8）加工步骤如前面所述。（四）任务拓展电极丝电极

18、丝应具有良好的导电性和抗电蚀性，抗拉强度高，材质均匀。常用电极 丝有钥丝、鸽丝、黄铜丝和包芯丝等。快走丝线切割电极丝直径的选择应根据切缝宽窄、工件厚度和拐角尺寸大小 来选择。任务七凹模落料孔的加工（一）任务描述该任务为凹模当中的锥形刃口加工，通过对快走丝自动编程及部分机床操作 的学习，完成下图所示凹模锥形刃口的加工。（二）知识储备1 .穿丝2 .工件的装夹3 .校正电极丝垂直度4 .加工调整方法的选择（三）任务实施1、落料孔的加工工艺分析根据凹模锥形刃口的加工图所示，凹模的锥形刃口具有一定斜度，刃口的斜度一般在101之间，可采用线切割锥度加工方式来进行加工。2、锥度或上下异形工件的加工3、编写

19、程序4、操作加工（1）接通电源，启动机床系统。（2）按照前面所介绍方法进入Work#l加工界面，把图库W S C的文件调 出来，把光标移到要切割的3B文件，按回车键，即显示3B程序。（3）校正电极丝垂直度。（4）工件采用桥式支撑方式装夹，装夹好零件后，把电极丝穿入穿丝孔， 使用自动找中心的调整方法让电极丝在穿丝孔的中心自动定位。（5）将X、Y刻度盘校零。（6）启动机床运丝，打开工作液。（7）进入加工界面，按F3进入参数设定，使用键盘上的方向键将光标移动 到半径补偿位置后按回车键，利用键盘输入0.1后再回车，按ESC键退出，进入 加工界面。其他步骤与前面所述一样。（四）任务拓展上下异形的切割上下

20、异形切割，须把工件的上下面图形分别编程，生成2个3 B指令文件存放在图库里。以下图为例：设圆形为工件上面图形，六边形为工件下面图形，其3 B指令文件已存放在图库（或硬盘，软盘）里。先调入下面图形3 B指令文件。按F3、G进入徘度参数设置子菜单。 光标移到File2异形文件,按回车，再把光标移到上面图形3B指令文件, 按回车，再按ESC键退出，即可显示上下面两个图形叠加。按F1,回车，再按回车，即开始模拟切割。以改善切割痕迹。2 .工件材料及毛坯3 .工件的装夹4 .电极丝的选择5 .电极丝位置的调整6 .工作液的选配7 .程序准备电火花线切割编程格式主要为ISO （也称为G代码编程）、3B、4

21、B、EIA,目 前，快走丝主要以3B代码程序的使用为主。下表为直线3B代码编写格式（1）x y值的确定1.匕匕,1G/分册X坐雕分翩X期值分册计数长度计数方向加工龄（2） G的确定（3） J的确定（4） Z的确定（三）任务实施1、程序编写根据下图及相关条件，3B代码程序如下:Nl： B05000B5000GYL2N2： B0B17321B17321GYL2N3： B20000B11547B20000GXL1N4： B20000B11547B20000GXL4N5： B0B17321B17321GYL4N6： B20000B11547B20000GXL2N7： B20000B11547B2000

22、0GXL3N8： B0B5000B5000GYL4N9： DD （1个I）为暂停.2个DD为加工结束）2、操作加工（1）如下图所示，转动电源开关，接通电源。（2）如下图所示，按下启动按钮，启动电脑。（3）启动电脑后，进入3B代码输入界面，输入程序。具体过程如下图所示。（4）机床准备装夹好零件后（如下图所示），按照下图所示打开机床主电源开关（位于机 床电源控制板下方的红颜色旋钮,顺时针转动后弹出，电源接通，电源指示灯亮）; 按下电极丝运丝按钮及工作液启动按钮。（5）调取程序切割加工进入初始界而，将光标移动至加工处回车出现【切割】后，直接回车选取加 工程序过程。启动机床运丝与工作液，分别按下【F1

23、开始】F10自动】F11高频】F12进给】后连续回车，加工开始，直至加工结束后自动停止。（四）任务拓展对实际加工零件测量得知，该零件单边比理论尺寸小了 0. Inrni,这是由于放 电间隙和铝丝半径所造成的。铝丝半径是指线切割加工时电极丝中心的运动轨迹与零件的轮廓有一个平 行位移量，也就是说电极丝中心相时于理论轨迹要偏向一边，这就是偏移。为了保证理论轨迹的正确，编程时须补偿该偏移，补偿偏移量等于电极丝半 径与放电间隙之和。加工凸模时电极丝运动轨迹如下图所示。电极丝轨迹J一一1：-I电极丝切割方向D/2电极丝加工凹模时电极丝运动轨迹如下图所示。切割方向可自行选择。任务二定位卡板凸模的加工（一）任

24、务描述该任务为定位卡板冲裁模当中的一个凸模零件加工，通过对数控电火花快走 丝线切割3B代码圆弧手工编程的学习及机床部分操作的学习，完成下图所示零 件的加工。（二）知识储备1.绕丝（上丝）（1）关掉“断丝保护”开关和“工作液泵控制”开关。（2）调正运丝筒滑板上行程挡杆，在整个运丝筒旋转移至右端时（从机床 身后看），左边行程挡杆盖住左边运丝筒换向接近开关，右边行程挡杆移至最右 端。左行程行程保换向挡杆护开关开关（3）上丝时无论在丝筒哪端，都应使丝筒上铝丝的绕丝端错开上导轮公切 线一段距离，一般为35111n1,把铝丝绕挂在导电块和导轮上，铝丝端头通过储 丝筒外圆右端螺丝上固定。（4）在铝丝盘上把铝

25、丝的一个端头从导向轮引向运丝筒左边，并通过运丝 筒外圆左端螺钉紧固铜丝端头。判断好运丝筒正确的旋转方向，使用上丝摇把转 动运丝筒，使钳丝均匀地绕满运丝筒的外圆表面。（5）当上丝完毕后，调整右边运丝筒行程挡杆，使之盖住换向接近开关， 左右两端留有35nlm铝丝余量，调整行程开关，两边都须留有一定的换向量。（6）丝的张力靠紧丝轮压紧的程度进行调节，左手握住紧丝轮，紧丝轮勾 住钥丝，重新启动铝丝筒旋转，铝丝从左向右排丝，手握紧丝轮（用9. 819. 6 N）慢慢向胸前拉动至铝丝排到丝筒右端，按动红色丝筒停止开关，并用手动转到一端，将延伸出来的丝头剪断紧固于运丝筒紧固螺钉上，上丝完毕。2 .工件的装夹

26、3 .校正电极丝垂直度4 .脉冲参数的选择5 .程序准备（三）任务实施1、程序编写根据上图及相关条件，定位卡板冲裁凸模3B代码程序如下（该程序无刀具 补偿半径，切割零件外轮廓尺寸单边小一个补偿半径，但可在机床控制软件中实 现补偿）。N1: B5000B0B5000GXL1N2: B8000B6000B6000GYNR4N3: B4000B0B8000GYSR2N4: B0B15000B15000GY L4N5: B5000B0B10000GYSR4N6: B0B9000B9000GYL2N7: B5000B0B5000GXL3N8: DD2、操作加工（1）接通电源，启动机床系统。（2）按照前面

27、所介绍方法，进入3B代码输入界面输入3B代码并保存。（3）工件采用两端支撑方式装夹，装夹好零件后，使用垂直度校正器来校 正电极丝与工件的垂直度。（4）转动工作台刻度手柄，将电极丝移动至切入起点后，将X、Y刻度盘校 冬。（5）启动机床运丝，打开工作液。（6）进入加工界面，按F3进入参数设定，使用键盘方向键，将光标移动到 半径补偿位置后按回车键，再利用键盘输入0. 1后回车，按ESC键退出，进入加 工界面。其他步骤与前面一样，不做详解。（四）任务拓展由本课题练习得知，数控线切割机床系统可以实现自动半径偏移补偿，但偏 移量方向需要正确进行判断，具体判断方法如下图所示。当切割外轮廓（凸模） 件时，顺时针方向切割补偿为+0. 1,逆时针方向切割补偿为-0. 1；切割内轮廓（凹 模）件时，顺时针方向切割补偿为-0.1,逆时针方向切割补偿为+0.1。