第六章 数控线切割机床的编程.ppt

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1、第七章第七章 数控线切割机床的编程与加工数控线切割机床的编程与加工v7.1 数控线切割加工简介数控线切割加工简介v7.1.1 加工原理：加工原理：v 线切割加工用的电极（负极）是一根很细的金属线切割加工用的电极（负极）是一根很细的金属(钼钼)丝。工丝。工件接脉冲电源的正极，脉冲电源放电击穿工件与金属丝之间的件接脉冲电源的正极，脉冲电源放电击穿工件与金属丝之间的工作液产生电火花，而安装工件的工作台按预定的轨迹作工作液产生电火花，而安装工件的工作台按预定的轨迹作纵横纵横方向的水平运动，并利用不断运动的电极丝与工件之间产生的方向的水平运动，并利用不断运动的电极丝与工件之间产生的火花放电来火花放电来蚀

2、除蚀除金属面进行切割加工。其加工原理如图金属面进行切割加工。其加工原理如图61所所示。示。v如果钼丝不动，很快就被电火花腐蚀了。故钼丝要动。这又如果钼丝不动，很快就被电火花腐蚀了。故钼丝要动。这又造成钼丝的振动影响工件的精度。造成钼丝的振动影响工件的精度。7.1.2 线切割机床的分类：线切割机床的分类：v1.“快走丝快走丝”线切割机床线切割机床v走丝速度快，双向走丝。可达走丝速度快，双向走丝。可达810m/s，切割效率高，可达，切割效率高，可达50mm/min，切割材料厚度可达，切割材料厚度可达500mm。但精度较低：精度。但精度较低：精度正负正负0.01mm；粗糙度；粗糙度Ra6.312.5

3、，只能用于较低精度要，只能用于较低精度要求的零件加工。求的零件加工。v2.“慢走丝慢走丝”线切割机床线切割机床v走丝速度在走丝速度在3m/min ，走丝方向单一，加工精度较高，可达正，走丝方向单一，加工精度较高，可达正负负0.001mm 粗糙度粗糙度Ra3.2以下，但价格昂贵。以下，但价格昂贵。v在我国，快走丝机床较多在我国，快走丝机床较多v（丝的慢速运动其振动的幅度较小，故切削精度较高）（丝的慢速运动其振动的幅度较小，故切削精度较高）7.1.3 线切割加工的特点及范围线切割加工的特点及范围v1.线切割加工的特点：线切割加工的特点：v（1）可加工微细异性孔、）可加工微细异性孔、窄缝和复杂形状的

4、零件窄缝和复杂形状的零件v（2）加工余量小，符合）加工余量小，符合“绿色制造绿色制造”的要求的要求v（3）可加工异形体，变锥面体及球形体）可加工异形体，变锥面体及球形体v2.线切割特别适用范围：线切割特别适用范围：v（1）加工硬度较高的模具）加工硬度较高的模具v（2）加工形状复杂的电极（如电火花加工的基础元件）加工形状复杂的电极（如电火花加工的基础元件）v（3）加工形状复杂的工件）加工形状复杂的工件v相对而言：线切割机床的加工速度还是较慢，光洁度偏低，相对而言：线切割机床的加工速度还是较慢，光洁度偏低，特别是只能加工直线，故限制了线切割机床的使用频率及范特别是只能加工直线，故限制了线切割机床的

5、使用频率及范围。围。7.2 数控线切割的工艺特点数控线切割的工艺特点v7.2.1 线切割加工的特殊要求线切割加工的特殊要求v（1）凹角与尖角的尺寸应符合线切割加工的要求：电极丝有凹角与尖角的尺寸应符合线切割加工的要求：电极丝有半径半径R，加工中还有间隙，加工中还有间隙 ，必须有，必须有“刀补刀补”v（2）合理选择表面粗糙度和加工精度）合理选择表面粗糙度和加工精度v快走丝机床的精度只能达到快走丝机床的精度只能达到8级级v慢走丝机床的精度只能达到慢走丝机床的精度只能达到7级级v（3）工件内部的加工残余应力会造成）工件内部的加工残余应力会造成工件（工件（薄板）薄板）的变形的变形，对，对线切割（以薄板

6、较多）以后的零件形状及精度有关键而且明显线切割（以薄板较多）以后的零件形状及精度有关键而且明显的影响。补偿办法有的影响。补偿办法有2：合理的加工工艺（尽可能对称切割）；：合理的加工工艺（尽可能对称切割）；尽可能尽可能事先消除事先消除残余应力（时效；退火残余应力（时效；退火500保温保温20小时；振动小时；振动 60）v（4）必须事先预制穿丝孔（）必须事先预制穿丝孔（310mm）v（5）工作液的选配：快走丝系统用）工作液的选配：快走丝系统用10的乳化液的乳化液v 慢走丝系统用慢走丝系统用“纯纯”水，也可用煤油（问：作用？水，也可用煤油（问：作用？冲洗和冷冲洗和冷却却）不能线切割的工件：不能线切割

7、的工件：1)表面粗糙度和尺寸精度要求较高，切割后无法进行手工研磨表面粗糙度和尺寸精度要求较高，切割后无法进行手工研磨的工件。的工件。2)窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件，或图形内拐角处不窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件，或图形内拐角处不允许带有电极丝半径加放电间隙所形成的圆角的工件。允许带有电极丝半径加放电间隙所形成的圆角的工件。3)非导电材料。非导电材料。4)厚度超过丝架跨距的零件。厚度超过丝架跨距的零件。5)加工长度超过加工长度超过X、Y方向的有效行程长度，且精度要求较高的方向的有效行程长度，且精度要求较高的工件。工件。在符合线切割加工工艺的条件下，应仔细考虑表面租糙度、尺在符合线切割

8、加工工艺的条件下，应仔细考虑表面租糙度、尺寸精度、工件厚度及材料、尺寸大小、配合间隙和冲制件厚度等寸精度、工件厚度及材料、尺寸大小、配合间隙和冲制件厚度等方面因素方面因素7.2.2 工件的装夹方法工件的装夹方法v 工件装夹的形式对加工精度有直接影响。电火花线切割加工机工件装夹的形式对加工精度有直接影响。电火花线切割加工机床的夹具比较简单，一般是在通用夹具上采用压板螺钉固定工床的夹具比较简单，一般是在通用夹具上采用压板螺钉固定工件。为了适应各种形状工件加工的需要，还可使用磁性夹具、件。为了适应各种形状工件加工的需要，还可使用磁性夹具、旋转夹具或专用夹具。值得一提是旋转夹具或专用夹具。值得一提是:

9、线切割不产生较大的推力线切割不产生较大的推力v1.悬臂夹持悬臂夹持2.两端夹持与桥式夹持两端夹持与桥式夹持7.2.3 影响线切割加工精度的主要因素：影响线切割加工精度的主要因素：v1.脉冲参数脉冲参数v 脉冲宽度增加、脉冲间隔减小、脉冲电压幅值增大脉冲宽度增加、脉冲间隔减小、脉冲电压幅值增大(电源电电源电压升高压升高)、峰值电流增大、峰值电流增大(功放管增多功放管增多)都能使切割速度提高、都能使切割速度提高、但加工的表面粗糙度和精度则会下降。反之则可改善表面但加工的表面粗糙度和精度则会下降。反之则可改善表面v粗糙度和提高加工精度。粗糙度和提高加工精度。v 随着峰值电流的增大，脉冲间隔减小、频率

10、提高、脉冲宽随着峰值电流的增大，脉冲间隔减小、频率提高、脉冲宽度增大、电极丝损耗增大度增大、电极丝损耗增大.若脉冲波形前沿变陡，电极丝损耗若脉冲波形前沿变陡，电极丝损耗也增大。也增大。v2.进给速度进给速度v电极丝的进给速度应与工件的蚀除速度一致。太快造成短路；电极丝的进给速度应与工件的蚀除速度一致。太快造成短路；太慢造成极间开路：线切割机床的进给速度的适时控制是精太慢造成极间开路：线切割机床的进给速度的适时控制是精度很高的度很高的闭环控制闭环控制-保持电流稳定是追求目标，故人工只须保持电流稳定是追求目标，故人工只须大致给出大致给出加工条件作为对进给速度的宏观描述即可加工条件作为对进给速度的宏

11、观描述即可。7.3 线切割加工实例线切割加工实例 一、冲裁凹模的加工一、冲裁凹模的加工 下图所示冲裁凹模，刃口利用线切割加工，由于该模具为普通冲裁模，尺下图所示冲裁凹模，刃口利用线切割加工，由于该模具为普通冲裁模，尺寸公差为土寸公差为土002mm，模板材料选用，模板材料选用Cr2MoV，板厚，板厚20mm。因此，可利用快。因此，可利用快走丝线切割机床加工。工艺过程如下：走丝线切割机床加工。工艺过程如下：1毛坯的淮备毛坯的淮备 冲裁凹模的毛坯可选用锻造毛坯并进行退火处理，留机械加工的余量。冲裁凹模的毛坯可选用锻造毛坯并进行退火处理，留机械加工的余量。2粗加工粗加工 对毛坯进行粗加工，留磨削余量，

12、并在对毛坯进行粗加工，留磨削余量，并在O点处预钻一小孔点处预钻一小孔(56mm)，线，线切割时穿钼丝用。切割时穿钼丝用。3.热处理热处理 淬火淬火5862HRC 装夹工件时，使基淮面装夹工件时，使基淮面A平行于平行于x铀，用压板压紧工件。铀，用压板压紧工件。4.磨削加工磨削加工 磨削两个大平面和基淮面磨削两个大平面和基淮面A、B，并保证基准面的垂直。，并保证基准面的垂直。5线切割加工线切割加工 利用线切割机床加工冲裁凹模刃口，加工步骤如下：利用线切割机床加工冲裁凹模刃口，加工步骤如下：(1)装夹工件装夹工件：将凹模板安装到机床的工作台上，并用百分表进行找正将凹模板安装到机床的工作台上，并用百分

13、表进行找正装夹工件时，使基淮面装夹工件时，使基淮面A平行于平行于X轴，用压板压紧工件。轴，用压板压紧工件。(2)确定坐标位置确定坐标位置 工件装夹好后移动工作台，观察工作台的移动范围保证在加工时工件装夹好后移动工作台，观察工作台的移动范围保证在加工时工作台不会移到极限位置。利用接触感知功能（寻边器）寻找基准面工作台不会移到极限位置。利用接触感知功能（寻边器）寻找基准面A、B的位置，计算工件上的位置，计算工件上O点的位置，并将穿丝点移到点的位置，并将穿丝点移到O点，将点，将O点定为坐标点定为坐标系的零点。穿好钼丝淮备加工。系的零点。穿好钼丝淮备加工。(3)编程与加工编程与加工 工件定位淮确并穿好钼丝后便可编程与加工。编程时应注意以下几点：工件定位淮确并穿好钼丝后便可编程与加工。编程时应注意以下几点：1)钼丝半径补偿量钼丝半径补偿量 ：编程时应合理选择钼丝的半径补偿量。钼丝的补偿量一：编程时应合理选择钼丝的半径补偿量。钼丝的补偿量一般选择钼丝直径的一半加放电间隙。例如选择般选择钼丝直径的一半加放电间隙。例如选择0.2mm的钼丝，放电间隙取的钼丝，放电间隙取0.01mm，则钼丝补偿量选择，则钼丝补偿量选择 0.11mm。