05.数控电火花与线切割加工工艺与编程方法.ppt

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1、数控加工工艺与编程基础数控加工工艺与编程基础项目五项目五 数控电火花与线切割加工工艺数控电火花与线切割加工工艺与编程方法与编程方法 于万成于万成 王桂莲王桂莲项目五项目五 数控电火花与线切割加工工艺数控电火花与线切割加工工艺与编程方法与编程方法课题一课题一 数控电火花成型加工数控电火花成型加工工艺与编程方法工艺与编程方法 5.1课题二课题二 数控线切割加工工艺与数控线切割加工工艺与编程方法编程方法 5.2课题一课题一 数控电火花成型加工工艺数控电火花成型加工工艺与编程方法与编程方法 任务任务1 1 数控电火花成型加工基础数控电火花成型加工基础1 1基本概念基本概念 电火花加工又称放电加工（电火

2、花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining，EDM），是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生），是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金脉冲性的火花放电，靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来属蚀除下来,是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。电火花加工过程中，工具和工件并不接触，法叫电火花加工。电火花加工过程中，工具和工件并不接触，而

3、是靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电，产生局部、而是靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉。由于放电过程中可见到瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉。由于放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。日本、英国、美国称之为放电火花，故称之为电火花加工。日本、英国、美国称之为放电加工，俄罗斯称之为电蚀加工。加工，俄罗斯称之为电蚀加工。电火花加工可分为下面电火花加工可分为下面3种类型。种类型。（1）电火花成型加工。采用成型工具电极进行）电火花成型加工。采用成型工具电极进行仿形电火花加工的方法。仿形电火花加工的方法。（2）电火花线切割加工。利用金属线作为电极，）电火花

4、线切割加工。利用金属线作为电极，对工件进行切割的方法。对工件进行切割的方法。（3）其他类型电火花加工，如电火花磨削加工、）其他类型电火花加工，如电火花磨削加工、电火花回转加工、电火花研磨、珩磨，以及金电火花回转加工、电火花研磨、珩磨，以及金属电火花表面强化、刻字等。属电火花表面强化、刻字等。2电火花成型加工的特点（1）适合于难切削材料的加工。）适合于难切削材料的加工。（2）容易实现复杂形状和特殊零件的加工。）容易实现复杂形状和特殊零件的加工。（3）易于实现加工过程自动化。）易于实现加工过程自动化。3电火花成型加工机床（1）电火花成型加工设备的分类。）电火花成型加工设备的分类。电火花加工设备电火

5、花加工设备在最近几年内有了较大的发展，电火花加工机床在最近几年内有了较大的发展，电火花加工机床已形成系列产品，主要分以下几类。已形成系列产品，主要分以下几类。按照国家的标准分为单立柱机床和双立柱机床。按照国家的标准分为单立柱机床和双立柱机床。按机床的主参数尺寸分为小型机床（工作台宽度按机床的主参数尺寸分为小型机床（工作台宽度250mm）、中型机床（工作台宽度）、中型机床（工作台宽度250630mm）和大型机床（工作台宽度）和大型机床（工作台宽度6301250mm）等。）等。按数控系统的水平分为手动机床、单轴数控机按数控系统的水平分为手动机床、单轴数控机床、多轴数控机床。床、多轴数控机床。按精度

6、等级分为标准精度等级机床、高精度等按精度等级分为标准精度等级机床、高精度等级机床和超精度等级机床。级机床和超精度等级机床。按应用范围分为通用机床、专用机床等。按应用范围分为通用机床、专用机床等。按结构形式分为按结构形式分为“C”形结构、龙门式结构、形结构、龙门式结构、牛头滑枕式结构、摇臂式结构、台式结构、便牛头滑枕式结构、摇臂式结构、台式结构、便携式结构等，对于中小型机床一般采用携式结构等，对于中小型机床一般采用“C”形结构，如图形结构，如图5.1所示。所示。（2）电火花成型加工机床的组成。）电火花成型加工机床的组成。常见的电火常见的电火花加工机床组成（见图花加工机床组成（见图5.1）包括机床

7、主体、电）包括机床主体、电源和数控系统、工作液循环过滤系统等几个部源和数控系统、工作液循环过滤系统等几个部分，而其控制部分则包括伺服进给系统和数控分，而其控制部分则包括伺服进给系统和数控系统。系统。机床主体。机床主体。（a）主要包括床身、立柱、工作台、主轴头。）主要包括床身、立柱、工作台、主轴头。床身和立柱是一个基础结构，以保证电极与工床身和立柱是一个基础结构，以保证电极与工作台、工件之间的相互位置。作台、工件之间的相互位置。（b）工作台主要用来支撑和装夹工件，它分上、）工作台主要用来支撑和装夹工件，它分上、下两层（上溜板和下溜板）。工作台上面还装下两层（上溜板和下溜板）。工作台上面还装有工作

8、液槽，用以容纳工作液，使电极和被加有工作液槽，用以容纳工作液，使电极和被加工工件浸泡在工作液里，起到冷却、排屑作用。工工件浸泡在工作液里，起到冷却、排屑作用。工作台可分为普通工作台和精密工作台工作台可分为普通工作台和精密工作台 图图5.1 电火花加工机床结构电火花加工机床结构（c）主轴头是电火花成型加工机床的一个关键）主轴头是电火花成型加工机床的一个关键部件，它由伺服进给机构、导向和防扭机构、部件，它由伺服进给机构、导向和防扭机构、辅助机构辅助机构3部分组成，用来控制工件与工具电部分组成，用来控制工件与工具电极之间的放电间隙。极之间的放电间隙。电火花加工机床的工作液循环过滤系统。工作电火花加工

9、机床的工作液循环过滤系统。工作液循环过滤系统是电火加工机床的重要组成部液循环过滤系统是电火加工机床的重要组成部分，包括工作液泵、工作液箱、过滤器及管道分，包括工作液泵、工作液箱、过滤器及管道等。其作用是向加工区域输送干净的工作液，等。其作用是向加工区域输送干净的工作液，以满足电火花加工对液体截止的要求，同时根以满足电火花加工对液体截止的要求，同时根据加工的要求，实现各种冲抽液方式。介质过据加工的要求，实现各种冲抽液方式。介质过滤器广泛采用纸过滤器。滤器广泛采用纸过滤器。电火花加工机床的电源和数控系统。电火花加工机床的电源和数控系统。（a）电火花加工机床的脉冲电源。它的作用是把工）电火花加工机床

10、的脉冲电源。它的作用是把工频交流电转换成一定频率的单向脉冲电源，以供频交流电转换成一定频率的单向脉冲电源，以供给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。（b）电火花加工机床的数控系统。）电火花加工机床的数控系统。4 4电火花加工原理电火花加工原理电火花加工的原理如图电火花加工的原理如图5.2所示。所示。工件工件1与工具与工具4分别与脉分别与脉冲电源冲电源2的两个不同极性输出端相连接，自动进给的两个不同极性输出端相连接，自动进给调节装置调节装置3使工件和电极间保持一定的放电间隙。使工件和电极间保持一定的放电间隙。两电极间加上脉冲电压后，在间隙最小处或绝缘两电极间

11、加上脉冲电压后，在间隙最小处或绝缘强度最低处将工作液介质击穿，形成放电火花。强度最低处将工作液介质击穿，形成放电火花。图图5.2 电火花加工原理图电火花加工原理图1工件；工件；2脉冲电源；脉冲电源；3自动进给调节装置；自动进给调节装置；4工具；工具；5工作液；工作液；6过滤器；过滤器；7工作液泵工作液泵 电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。及表面质量预定的加工要求。5

12、 5电火花加工机床的主要技术规格电火花加工机床的主要技术规格（1）普通电火花加工机床主要技术规格。）普通电火花加工机床主要技术规格。普通普通电火花加工机床主要技术规格如表电火花加工机床主要技术规格如表5.1所示。所示。（2）精密电火花加工机床主要技术规格。）精密电火花加工机床主要技术规格。精密精密电火花加工机床主要技术规格如表电火花加工机床主要技术规格如表5.2所示。所示。（3）高性能电火花加工机床主要技术规格。）高性能电火花加工机床主要技术规格。高高性能电火花加工机床主要技术规格如表性能电火花加工机床主要技术规格如表5.3所示。所示。型号D6125FD6140AD6132D6185（D613

13、0）工作台尺寸A/mmB/mm2504504006003205008501400（13001300）工作台行程横向/mm纵向/mm100200100200120200滑枕向前150（100）主轴头座左右550夹具端面至工作台面最大距离/mm3605201050表表5.1普通电火花加工机床主要技术规格普通电火花加工机床主要技术规格型号D6125FD6140AD6132D6185（D6130）工件最大尺寸A/mmB/mmC/mm2503501503504002008501400450（13001300450）主轴行程/mm105120150250主轴座移动距离/mm200250200250电极最大

14、质量/kg20用平动头51050200电源类型40A晶体管复合电源50A晶体管高频电源100A晶体管多回路复合电源粗加工，300A晶闸管电源；精加工，20A晶体管电源最 大 加 工 生 产 率/（mm3/min）250350石墨-钢900晶闸管电源3000最高加工表面粗糙度Ra/m2.51.252.52.51.252.5最小单边电蚀间隙/mm0.030.050.030.03晶闸管电源0.150.46型号JCS-016DM7140DM5540加工孔径/mm0.11坐标工作台定位精度/mm0.0060.02光学读数分度值0.010.015工作台尺寸A/mmB/mm16025040063040063

15、0工作台行程横向/mm纵向/mm501000200300200300工作台最大承重/kg600570主轴伺服行程/mm100160主轴转速/（r/min）无级20010001080主轴伺服进给速度/（mm/min）18最大电极质量/kg100回转电极5电源类型晶体开关管控制的精微RC回路，0.5A100A晶体管电源80A晶体管复合电源有脉冲间隔适应控制和适应抬刀最大生产率/（mm3/min）850最高加工表面粗糙度Ra/m0.320.63表表5.2精密电火花加工机床主要技术规格精密电火花加工机床主要技术规格型号DM7132D7125坐标工作台数字显示分辨值0.002mm工作台尺寸A/mmB/m

16、m320500250400工作台行程横向/mm纵向/mm150250主轴伺服行程/mm250夹具端面至工作台面最大距离/mm500电极最大质量/kg50电源类型50A高效低损耗晶体管电源，多参数适应控制50A高性能晶体管电源，自适应控制最高生产率/（mm3min1）石墨-钢400铜-钢380400表表5.3 高性能电火花加工机床主要技术规格高性能电火花加工机床主要技术规格任务任务2 2 电火花加工工艺电火花加工工艺1 1加工前的准备加工前的准备（1）工艺方法选择。）工艺方法选择。首先根据加工要求及现有工首先根据加工要求及现有工艺条件，选择电火花加工工艺方法。目前，普遍艺条件，选择电火花加工工艺

17、方法。目前，普遍采用的是单电极、多电极与单电极平动法。采用的是单电极、多电极与单电极平动法。（2）电极准备。电极准备。根据所选定的工艺方法及电极缩根据所选定的工艺方法及电极缩放量，按模具要求设计电极图样，并制作成所需放量，按模具要求设计电极图样，并制作成所需的工具电极。的工具电极。（3）工件准备。）工件准备。主要进行备料、模块机械加工及主要进行备料、模块机械加工及热处理等各工序。热处理等各工序。2 2电极的装夹与校正电极的装夹与校正电极的装夹是指电极安装于机床的主轴头上，找正定位的电极的装夹是指电极安装于机床的主轴头上，找正定位的目的是将已安装正确的电极对准工件的加工位置。目的是将已安装正确的

18、电极对准工件的加工位置。（1）电极的装夹。）电极的装夹。根据电极本身的结构形状，可采用下列装夹方式。根据电极本身的结构形状，可采用下列装夹方式。小尺寸整体式电极采用标准套筒、钻夹头装夹，如图小尺寸整体式电极采用标准套筒、钻夹头装夹，如图5.3和图和图5.4所示。所示。大尺寸整体式电极采用标准螺纹夹头装夹，如图大尺寸整体式电极采用标准螺纹夹头装夹，如图5.5所示。所示。大尺寸镶拼式石墨电极则先将拼块用螺栓紧固，如图大尺寸镶拼式石墨电极则先将拼块用螺栓紧固，如图5.6（a）所示，或用聚氯乙烯醋酸溶液或者环氧树脂黏合。）所示，或用聚氯乙烯醋酸溶液或者环氧树脂黏合。因石墨材料性脆，石墨上不适宜攻螺孔，

19、可用螺栓或压因石墨材料性脆，石墨上不适宜攻螺孔，可用螺栓或压板将电极固定在连接板上，如图板将电极固定在连接板上，如图5.6（b）所示，最后再）所示，最后再用通用式电极夹具与主轴相连。用通用式电极夹具与主轴相连。图图5.3 标准套筒型夹具标准套筒型夹具 图图5.4 钻夹头夹具钻夹头夹具 1标准套筒；标准套筒；2电极电极 1钻夹头；钻夹头；2电极电极图图5.5 螺纹夹头夹具螺纹夹头夹具图5.6连接板式夹具1电极柄；2连接板；3螺栓；4黏合剂（2）电极常用的找正方法。）电极常用的找正方法。按电极基准面校正电极。按电极基准面校正电极。按辅助基准面（固定板）校正电极。按辅助基准面（固定板）校正电极。按电

20、极端面火花打印校正电极。按电极端面火花打印校正电极。（3）工件的装夹与定位。）工件的装夹与定位。工件的定位。工件定位分两种情况：一种是画工件的定位。工件定位分两种情况：一种是画线后按目测打印法校正，适合工件毛坯余量较线后按目测打印法校正，适合工件毛坯余量较大的加工，这种定位方法较简单；另一种是借大的加工，这种定位方法较简单；另一种是借助量具、块规、卡尺等和专用二类夹具来定位，助量具、块规、卡尺等和专用二类夹具来定位，适合工件加工余量少，定位较困难的加工。适合工件加工余量少，定位较困难的加工。工件的压装。工作台上的油杯及盖垫板中心孔工件的压装。工作台上的油杯及盖垫板中心孔要与电极找同心，以利于油

21、路循环，提高加工要与电极找同心，以利于油路循环，提高加工稳定性。稳定性。图图5.7 按辅助基准面校正型腔模电极按辅助基准面校正型腔模电极（4）电极与工件相对位置的校正）电极与工件相对位置的校正。为确定电极与工件之间的相对位置，可采用如下为确定电极与工件之间的相对位置，可采用如下方法。方法。目测法。目测电极与工件的相对位置，利用工目测法。目测电极与工件的相对位置，利用工作台纵、横坐标的移动加以调整，达到校正的作台纵、横坐标的移动加以调整，达到校正的目的。目的。打印法。用目测法大致调整好电极与工件的相打印法。用目测法大致调整好电极与工件的相对位置后，接通脉冲电源弱规准，加工出浅印，对位置后，接通脉

22、冲电源弱规准，加工出浅印，使模具型孔周边都有放电加工量，即可继续放使模具型孔周边都有放电加工量，即可继续放电加工。电加工。测量法。利用量具、块规、卡尺定位。测量法。利用量具、块规、卡尺定位。在采用组合电极加工时，其与工件的校正方法和在采用组合电极加工时，其与工件的校正方法和单电极一样，但注意：位置确定后，应使每个单电极一样，但注意：位置确定后，应使每个预孔都被加工。预孔都被加工。3电规准的选择与转换（1）粗规准。）粗规准。粗规准的主要目的是以高的蚀除粗规准的主要目的是以高的蚀除量加工出型腔的基本轮廓，要求电极损耗要小，量加工出型腔的基本轮廓，要求电极损耗要小，电蚀表面不能太粗糙，以免增大精加工

23、的工作电蚀表面不能太粗糙，以免增大精加工的工作量。加工电流较大，为量。加工电流较大，为40350A，工作脉冲宽，工作脉冲宽度为度为800 s2s。（2）半精规准。）半精规准。半精规准（中规准）是粗、精半精规准（中规准）是粗、精规准之间的过渡，它的作用是减小被加工表面规准之间的过渡，它的作用是减小被加工表面的粗糙度（一般的粗糙度（一般Ra为为6.33.2 m），为精加），为精加工做准备。工做准备。（3）精规准。）精规准。精规准的主要目的是获得较高的精规准的主要目的是获得较高的精度和较小的表面粗糙度。精度和较小的表面粗糙度。电规准的选择除考虑电参数与工艺指标的关系外，电规准的选择除考虑电参数与工艺

24、指标的关系外，还应注意以下几点。还应注意以下几点。型孔要求表面粗糙度较低、精度高、斜度小时，型孔要求表面粗糙度较低、精度高、斜度小时，精规准应选得小些。精规准应选得小些。型孔复杂而且有尖角部分的，粗规准应选得小型孔复杂而且有尖角部分的，粗规准应选得小些，有时可用中规准来代替。些，有时可用中规准来代替。型孔截面面积较大的，粗规准可选得大些，规型孔截面面积较大的，粗规准可选得大些，规准挡数多些。准挡数多些。预孔余量大的，中规准可选得大些。预孔余量大的，中规准可选得大些。采用阶梯电极时，粗规准可选得大些，规准挡采用阶梯电极时，粗规准可选得大些，规准挡数可小些。数可小些。4 4电火花加工的工艺过程电火

25、花加工的工艺过程（1）电火花穿孔加工工艺过程。）电火花穿孔加工工艺过程。选择加工方法。按图样要求选择模具的加工方选择加工方法。按图样要求选择模具的加工方法，常用方法有以下几种。法，常用方法有以下几种。（a）间接法。根据凹模尺寸设计并制造电极，）间接法。根据凹模尺寸设计并制造电极，电火花加工凹模，再按间隙要求配制凸模。电火花加工凹模，再按间隙要求配制凸模。（b）直接法。将凸模长度适当增加，先作为电）直接法。将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，割去加工端后再用作凸模。极加工凹模，割去加工端后再用作凸模。（c）混合法。把电极与凸模联接在一起加工，）混合法。把电极与凸模联接在一起加工，分开后用电极

26、加工凹模。分开后用电极加工凹模。电极。电极。（a）电极材料。根据所选的加工方法及加工设）电极材料。根据所选的加工方法及加工设备条件来选择电极材料。备条件来选择电极材料。（b）设计电极。根据模具间隙、形状、刃口有）设计电极。根据模具间隙、形状、刃口有效长度、斜度、电极损耗及放电间隙等因素来效长度、斜度、电极损耗及放电间隙等因素来确定电极形式，电极横截面尺寸和长度尺寸。确定电极形式，电极横截面尺寸和长度尺寸。（c）加工电极。选用一般切削加工、成型磨削、）加工电极。选用一般切削加工、成型磨削、仿型刨、线切割等加工方法。仿型刨、线切割等加工方法。（d）电极组合装夹。如果采用组合式电极或镶）电极组合装夹

27、。如果采用组合式电极或镶拼式电极，应先将多个电极或多个电极拼块，拼式电极，应先将多个电极或多个电极拼块，按工艺要求用通用或专用工具装夹成一体。按工艺要求用通用或专用工具装夹成一体。被加工工件准备。完成电火花加工前的全部机械加工，被加工工件准备。完成电火花加工前的全部机械加工，穿孔部位留有适当且均匀的电加工余量，热处理达到穿孔部位留有适当且均匀的电加工余量，热处理达到其硬度要求，磨出上、下平面，去磁去锈等。其硬度要求，磨出上、下平面，去磁去锈等。电极装夹与校正。将电极夹持于主轴头上，校正电极电极装夹与校正。将电极夹持于主轴头上，校正电极与工作台面的垂直度。与工作台面的垂直度。工件的装夹与定位。将

28、被加工工件刃口面向下放在工工件的装夹与定位。将被加工工件刃口面向下放在工作台面上，校正与电极的相对位置后，把工件压紧固作台面上，校正与电极的相对位置后，把工件压紧固定。定。调整主轴头上、下位置。使电极下端面与工件加工面调整主轴头上、下位置。使电极下端面与工件加工面保持合适的距离。保持合适的距离。加工准备。选择加工极性，调整伺服机构，把工作液加工准备。选择加工极性，调整伺服机构，把工作液槽提升，使工件全部浸入介质并低于液面槽提升，使工件全部浸入介质并低于液面6080mm。调整冲（抽）油压力和加工深度指示器，选好合适的调整冲（抽）油压力和加工深度指示器，选好合适的电规准。电规准。开机加工。根据加工

29、深度及稳定性，调整进给开机加工。根据加工深度及稳定性，调整进给速度，保持适当的加工电流。加工中随时检查速度，保持适当的加工电流。加工中随时检查加工深度、电极损耗、加工面情况等，发现问加工深度、电极损耗、加工面情况等，发现问题随时调整。题随时调整。规准转换与中间检查。加工至一定深度后，根规准转换与中间检查。加工至一定深度后，根据要求的间隙、刃口高度、斜度及电极损耗等据要求的间隙、刃口高度、斜度及电极损耗等情况，转换电规准，并随时检查及调整加工深情况，转换电规准，并随时检查及调整加工深度。度。零件检查。工件在加工完后，应主要检查放电零件检查。工件在加工完后，应主要检查放电间隙、刃口长度、斜度及表面

30、粗糙度等指标是间隙、刃口长度、斜度及表面粗糙度等指标是否符合图样要求。否符合图样要求。（2 2）电火花型腔加工工艺过程。）电火花型腔加工工艺过程。分析加工对象。分析加工对象。（a）大型型腔。）大型型腔。（b）中大型型腔。）中大型型腔。（c）中小型型腔。）中小型型腔。（d）窄槽型腔。）窄槽型腔。（e）精细浅型腔。）精细浅型腔。选择加工方法。根据加工对象、精度、粗糙度选择加工方法。根据加工对象、精度、粗糙度等要求选择加工方法，如单电极加工、多电极等要求选择加工方法，如单电极加工、多电极加工、分解电极加工、平动加工等。加工、分解电极加工、平动加工等。（a）选择加工设备。）选择加工设备。（b）选择电规

31、准。）选择电规准。（c）选择电极材料。）选择电极材料。（d）设计电极。）设计电极。（e）电加工前的准备。）电加工前的准备。（f）热处理安排。）热处理安排。（g）装夹与定位。）装夹与定位。（h）开机加工。）开机加工。（i）加工结束。）加工结束。数控加工工艺与编程基础数控加工工艺与编程基础项目五项目五 数控电火花与线切割加工工艺数控电火花与线切割加工工艺与编程方法与编程方法 于万成于万成 王桂莲王桂莲项目五项目五 数控电火花与线切割加工工艺数控电火花与线切割加工工艺与编程方法与编程方法课题一课题一 数控电火花成型加工数控电火花成型加工工艺与编程方法工艺与编程方法 5.1课题二课题二 数控线切割加工

32、工艺与数控线切割加工工艺与编程方法编程方法 5.2课题二课题二 数控线切割加工工艺与编程方法数控线切割加工工艺与编程方法任务任务1 数控线切割加工基础数控线切割加工基础1 1基本概念基本概念 电火花线切割加工（Wire cut E1ectrical Diseharge Machining，WEDM），是利用连续移动的金属丝作为工具电极（电极丝），沿着给定的几何图形轨迹，进行脉冲放电蚀除金属的原理来加工工件的方法，简称线切割。2 2电火花线切割加工特点电火花线切割加工特点 数控电火花线切割是在数字系统控制下直接利用电能加工工件的一种加工方法 （a）切割图形）切割图形 （b）机床加工示意图）机床加

33、工示意图图图5.10 电火花线切割加工示意图电火花线切割加工示意图1工作台；工作台；2夹具；夹具；3工件；工件；4脉冲电源；脉冲电源；5电极丝；电极丝；（1）不需要制作电极，直接利用线状的电极丝作电）不需要制作电极，直接利用线状的电极丝作电极，可节约电极设计、制造费用。极，可节约电极设计、制造费用。（2）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，能方便地加工出形状复加工的形状复杂的工件，能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。杂、细小的通孔和外表面。（3）利用电蚀原理加工，电极丝与工件不直接接触，）利用电蚀原理加工，电极丝与工件

34、不直接接触，两者之间的作用力很小，因而工件的变形很小，两者之间的作用力很小，因而工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度。电极丝、夹具不需要太高的强度。（4）电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材）电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或质地很脆，用一般切料硬，可以加工硬度很高或质地很脆，用一般切削加工方法难以加工和无法加工的材料。削加工方法难以加工和无法加工的材料。（5）直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影）直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影响加工精度的加工参数（如脉冲宽度、间隔、电响加工精度的加工参数（如脉冲宽度、间隔、电流）进行调整，有利于加工精度

35、的提高。便于实流）进行调整，有利于加工精度的提高。便于实现加工过程的自动化控制。现加工过程的自动化控制。另外，电火花线切割不能加工非导电材料。另外，电火花线切割不能加工非导电材料。3 3电火花线切割加工机床电火花线切割加工机床（1）电火花线切割机床的分类。）电火花线切割机床的分类。电火花线切割电火花线切割机床按控制方式分为靠模仿型、光电跟踪控制机床按控制方式分为靠模仿型、光电跟踪控制及数控电火花线切割机床，现在我国广泛使用及数控电火花线切割机床，现在我国广泛使用的线切割机床主要是数控电火花线切割机床。的线切割机床主要是数控电火花线切割机床。按其走丝速度分为快速走丝和慢速走丝线切割按其走丝速度分

36、为快速走丝和慢速走丝线切割机床两种。机床两种。快速走丝线切割机床采用快速走丝线切割机床采用 0.08 0.18mm的的钼丝类电极，走丝速度为钼丝类电极，走丝速度为810m/s。能达到的。能达到的加工精度为加工精度为0.01mm，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为2.50.63mm，最大切割速度可达，最大切割速度可达50mm/min以上，以上，切割厚度与机床的结构参数有关，最大可达切割厚度与机床的结构参数有关，最大可达500mm，可满足一般模具的加工要求。工作液，可满足一般模具的加工要求。工作液采用水基乳化液，通常为采用水基乳化液，通常为5%左右的乳化液。左右的乳化液。慢速走丝线切割机床采用慢速走丝

37、线切割机床采用 0.03 0.35mm的的铜丝作电极，走丝速度为铜丝作电极，走丝速度为0.050.2m/s，电极，电极丝只是单向通过间隙，不重复使用，可避免电丝只是单向通过间隙，不重复使用，可避免电极损耗对加工精度的影响。工作液主要是去离极损耗对加工精度的影响。工作液主要是去离子水和煤油。加工精度可达子水和煤油。加工精度可达0.001mm，表面，表面粗糙度粗糙度Ra可达可达0.32 m。（2）电火花线切割机床的基本结构。）电火花线切割机床的基本结构。对于不同对于不同类型的线切割机床来说结构大致相同，一般机类型的线切割机床来说结构大致相同，一般机床本体由床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、床本体由

38、床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部分组成，如图工作液箱、附件和夹具等几部分组成，如图5.11所示。所示。图图5.11 电火花线切割加工机床组成电火花线切割加工机床组成1电动机；电动机；2丝筒；丝筒；3钼丝；钼丝；4丝架；丝架；5导轮；导轮；6工件；工件；7坐标工作台；坐标工作台；8床身床身 床身部分。床身一般为铸件，是坐标工作台、床身部分。床身一般为铸件，是坐标工作台、走丝机构及丝架的支承和固定基础。走丝机构及丝架的支承和固定基础。坐标工作台部分。电火花线切割机床最终都是坐标工作台部分。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通过坐标工作台与

39、电极丝的相对运动来完成对零件的加工的。件的加工的。走丝机构。走丝机构使电极丝以一定的速度运走丝机构。走丝机构使电极丝以一定的速度运动并保持一定的张力。动并保持一定的张力。脉冲电源。线切割加工总是采用正极性加工。脉冲电源。线切割加工总是采用正极性加工。数控装置。控制系统的主要作用是在电火花线数控装置。控制系统的主要作用是在电火花线切割加工过程中，按加工要求自动控制电极丝相切割加工过程中，按加工要求自动控制电极丝相对工件的运动轨迹和进给速度，来实现对工件的对工件的运动轨迹和进给速度，来实现对工件的形状和尺寸加工。形状和尺寸加工。4 4电火花线切割加工工艺电火花线切割加工工艺（1）工艺基准的选择。首

40、先对零件图进行分析）工艺基准的选择。首先对零件图进行分析以明确加工要求，选择主要定位基准以保证将以明确加工要求，选择主要定位基准以保证将工件正确、可靠地装卡在机床或夹具上。工件正确、可靠地装卡在机床或夹具上。（2）选择加工方式。）选择加工方式。（3）调整与检查线切割机床。）调整与检查线切割机床。（4）零件的准备。）零件的准备。（5）零件装夹与穿丝。）零件装夹与穿丝。（6）切割加工。）切割加工。图图5.12 穿丝孔位置穿丝孔位置 图图5.13 加工窄槽穿丝孔的位置加工窄槽穿丝孔的位置 脉冲参数的选择。线切割加工一般都采用晶体脉冲参数的选择。线切割加工一般都采用晶体管高频脉冲电源，用一个脉冲能量小

41、、脉宽窄、管高频脉冲电源，用一个脉冲能量小、脉宽窄、频率高的脉冲参数进行正极性加工。加工时，频率高的脉冲参数进行正极性加工。加工时，可改变的脉冲参数主要有电流峰值、脉冲宽度、可改变的脉冲参数主要有电流峰值、脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压、放电电流。要求获得较脉冲间隔、空载电压、放电电流。要求获得较好的表面粗糙度时，所选用的电参数要小；若好的表面粗糙度时，所选用的电参数要小；若要求获得较高的切割速度，脉冲参数则要选得要求获得较高的切割速度，脉冲参数则要选得大一些，但加工电流的增大受排屑条件及电极大一些，但加工电流的增大受排屑条件及电极丝截面积的限制，过大的电流易引起断丝，快丝截面积的限制，过大的电

42、流易引起断丝，快速走丝线切割加工脉冲参数的选择如表速走丝线切割加工脉冲参数的选择如表5.4所示。所示。表表5.45.4 快走丝线切割加工脉冲参数的选择快走丝线切割加工脉冲参数的选择应用脉冲宽度ti/s电流峰值Ie/A脉冲间隔t0/s空载电压/V快速切割或加大厚度工件Ra2.5m2040大于12为实现稳定加工，一般选择t0/ti在3以上一般为7090半精加工Ra=1.252.5m620612精加工Ra1.25m264.8以下 电极丝的选择。电极丝应具有良好的导电性和电极丝的选择。电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性、抗拉强度高、材质应均匀。常用的抗电蚀性、抗拉强度高、材质应均匀。常用的电极丝有钼丝

43、、钨丝、黄铜丝等。钨丝抗拉强电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝等。钨丝抗拉强度高，直径为度高，直径为0.030.1mm，一般用于各种窄，一般用于各种窄缝的精加工，但价格昂贵。缝的精加工，但价格昂贵。电极丝直径的选择应根据切缝宽窄、工件厚度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。若加工带尖角、窄缝和拐角尺寸大小来选择。若加工带尖角、窄缝的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工大厚的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。（7）检验。对加工后的零件，按图样要求检验）检验。对加工后的零件，按图样要求检验和验收。和验收

44、。任务任务2 2 数控线切割编程数控线切割编程1 13B3B程序格式程序格式 我国数控线切割机床常用的程序格式有符合国际标我国数控线切割机床常用的程序格式有符合国际标准的准的ISO格式（格式（G代码）和我国自行开发的代码）和我国自行开发的3B和和4B格式（带间隙补偿）。格式（带间隙补偿）。3B程序格式如表程序格式如表5.5所示。所示。即：即：BX BY BJ G Z 3B指令不具有间隙补偿功能和锥度补偿功能。程指令不具有间隙补偿功能和锥度补偿功能。程序描述的是钼丝中心的运动轨迹，它与钼丝切割序描述的是钼丝中心的运动轨迹，它与钼丝切割轨迹（即所得工件的轮廓线）之间差一个偏移量轨迹（即所得工件的轮

45、廓线）之间差一个偏移量 R，这一点在轨迹计算时必须特别注意。，这一点在轨迹计算时必须特别注意。字字 母母BXBYBJGZ含含 义义分割符分割符号号X坐标坐标值值分隔符号分隔符号Y坐标坐标值值分隔符分隔符号号计数长计数长度度计数方计数方向向加工指加工指令令表表5.53B程序格式程序格式 分隔符号分隔符号B。因为。因为X、Y、J均为数码，用分隔均为数码，用分隔符号符号B将其隔开，以免混淆。将其隔开，以免混淆。图图5.14 编程零件图编程零件图 坐标值坐标值X、Y。为了简化数控装置，规定只输。为了简化数控装置，规定只输入坐标的绝对值，其单位为入坐标的绝对值，其单位为 m，m以下应四以下应四舍五入。舍

46、五入。计数方向计数方向G。计数方向的选取应保证加工精度，。计数方向的选取应保证加工精度，一般线切割机床是通过控制从起点某个滑板进一般线切割机床是通过控制从起点某个滑板进给总长度给总长度J的数值来达到的。的数值来达到的。计数长度计数长度J。计数长度。计数长度J为计数方向上从起点到为计数方向上从起点到终止滑板移动的总距离，即加工图线在计数方终止滑板移动的总距离，即加工图线在计数方向上投影长度的总和。向上投影长度的总和。加工指令加工指令Z。加工指令。加工指令Z用来传送关于被加工用来传送关于被加工图形的形状，所在象限和加工方向等信息。控图形的形状，所在象限和加工方向等信息。控制台根据这些指令，选用正确

47、的偏差计算公式制台根据这些指令，选用正确的偏差计算公式进行偏差计算，并控制工作台的进给方向，从进行偏差计算，并控制工作台的进给方向，从而实现机床的自动化加工。而实现机床的自动化加工。2 2ISOISO代码代码ISO编程方式是一种通用的编程方法，这种编程编程方式是一种通用的编程方法，这种编程方式与数控铣编程有点类似，使用标准的方式与数控铣编程有点类似，使用标准的G指指令、令、M指令等代码。指令等代码。（1）程序格式。）程序格式。表表5.7所示为地址字母表。所示为地址字母表。程序的基本组成。程序的基本组成。ISO标准标准G代码编程的程序代码编程的程序格式是由很多行组成的，每一行称为一个程格式是由很

48、多行组成的，每一行称为一个程序段；而每一个程序段又是由一系列的字组序段；而每一个程序段又是由一系列的字组成的。成的。表表5.75.7地址字母表地址字母表功能地址意义顺序号N程序段号准备功能G指令动作方式X、Y、Z坐标轴移动指令坐标字A、B、C、U、V附加轴移动指令I、J、K圆弧中心坐标锥度参数字W、H、S锥度参数指令进给速度F进给速度指令刀具功能T刀具编号指令（切削加工）辅助功能M机床开/关及程序调用指令补偿字D间隙及电极丝补偿指令（a）程序段：能够作为一个单位来处理的一组）程序段：能够作为一个单位来处理的一组连续的字，称为程序段。一个程序由多个程序连续的字，称为程序段。一个程序由多个程序段组

49、成，一个程序段就是一个完整的数控信息。段组成，一个程序段就是一个完整的数控信息。程序段由程序段号及各种字组成。程序段编号程序段由程序段号及各种字组成。程序段编号范围为范围为N0001N9999。（b）字：某个程序中字符的集合称为字，程序）字：某个程序中字符的集合称为字，程序段是由各种字组成的。一个字由一个地址（用段是由各种字组成的。一个字由一个地址（用字母表示）和一组数字组合而成。如字母表示）和一组数字组合而成。如G03总称总称为字，为字，G为地址，为地址，03为数字组合。为数字组合。常用功能字。常用功能字。（a）准备功能字）准备功能字G代码，也称为代码，也称为G指令，是设立指令，是设立机床工

50、作方式或控制系统方式的一种命令，其机床工作方式或控制系统方式的一种命令，其后续数字一般为两位数（后续数字一般为两位数（0099）。）。（b）尺寸坐标字。尺寸坐标字主要用于指定坐）尺寸坐标字。尺寸坐标字主要用于指定坐标移动的数据，其地址符为标移动的数据，其地址符为X、Y、Z、U、V、W、P、Q、A等。等。（c）辅助功能字）辅助功能字M。用于控制数控机床中辅助。用于控制数控机床中辅助装置的开关动作或状态，其后续数字一般为两装置的开关动作或状态，其后续数字一般为两位数（位数（0099），如），如M00表示暂停程序运行。表示暂停程序运行。（d）机械控制功能字）机械控制功能字T。用于有关机械控制事项。用