第6章 電火花線切割加工編程.ppt

第6章電火花線切割加工編程 6 1電火花線切割的工藝與工裝 6 2電火花線切割加工的編程方法 6 3電火花線切割加工綜合編程實(shí)例 第6章電火花線切割加工編程 6 1電火花線切割的工藝與工裝 6 1 1電火花線切割加工原理1 數(shù)控電火花線切割加工原理數(shù)控電火花線切割是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線 稱作電極絲 作為工具電極 在金屬絲與工件間施加脈沖電流 產(chǎn)生放電腐蝕 對(duì)工件進(jìn)行切割加工 圖6 1電火花線切割原理1 絕緣底板2 工件3 脈沖電源4 電板絲 鉬絲 5 導(dǎo)向輪6 支架7 儲(chǔ)絲筒 第6章電火花線切割加工編程 2 數(shù)控電火花線切割加工特點(diǎn) 直接利用線狀的電極絲作線電極 不需要像電火花成型加工一樣的成型工具電極 節(jié)約了電極設(shè)計(jì) 制造費(fèi)用 縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 可以加工用傳統(tǒng)切削方法難以加工或無(wú)法加工的微細(xì)異形孔 窄縫和形狀復(fù)雜的工件 利用電蝕原理加工 電極絲與工件不直接接觸 兩者之間的作用力很小 因而工件的變形很小 電極絲 夾具不需要太高的強(qiáng)度 在傳統(tǒng)的車 銑 鉆加工中 刀具硬度必須比工件硬度大 而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬 所以可以加工硬度很高或很脆 用一般切削加工方法難以加工或無(wú)法加工的材料 直接利用電 熱能進(jìn)行加工 可以方便地對(duì)影響加工精度的加工參數(shù) 如脈沖寬度 間隔 電流 進(jìn)行調(diào)整 有利于加工精度的提高 便于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化控制 電極絲是不斷移動(dòng)的 單位長(zhǎng)度損耗少 特別適合在慢走絲線切割加工時(shí)使用 故加工精度高 可達(dá) 2 m 采用線切割加工沖模時(shí) 可實(shí)現(xiàn)凸 凹模一次加工成型 第6章電火花線切割加工編程 3 電火花線切割加工分類 按控制方式分 可分為靠模仿型控制 光電跟蹤控制 數(shù)字程序控制及微機(jī)控制等 按脈沖電源形式分 可分為RC電源 晶體管電源 分組脈沖電源及自適應(yīng)控制電源等 按加工特點(diǎn)分 可分為大 中 小型以及普通直壁切割型與錐度切割型等 按走絲速度分 可分為低速走絲方式和高速走絲方式 4 數(shù)控電火花線切割的應(yīng)用 1 模具制造 2 電火花成型加工用的電極 3 新產(chǎn)品試制及難加工零件 第6章電火花線切割加工編程 6 1 2電火花線切割加工工藝路線確定 圖6 2數(shù)控線切割機(jī)床的加工工藝路線圖 第6章電火花線切割加工編程 1 對(duì)圖樣進(jìn)行分析和審核 表面粗糙度和尺寸精度要求很高 切割后無(wú)法進(jìn)行手工研磨的工件 窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件 或圖形內(nèi)拐角處不允許帶有電極絲半徑加放電間隙所形成的圓角的工件 非導(dǎo)電材料 厚度超過(guò)絲架跨距的零件 加工長(zhǎng)度超過(guò)x y拖板的有效行程長(zhǎng)度 且精度要求較高的工件 2 編程 1 沖模間隙和過(guò)渡圓半徑的確定 2 計(jì)算和編寫加工用程序 3 穿制加工用的程序紙帶和校對(duì)紙帶 第6章電火花線切割加工編程 3 加工 1 加工時(shí)的調(diào)整 調(diào)整電極絲垂直度 調(diào)整脈沖電源的電參數(shù) 調(diào)整進(jìn)給速度 2 正式切割加工經(jīng)過(guò)以上各方面的調(diào)整準(zhǔn)備工作 可以正式加工模具 一般是先加工固定板 卸料板 然后加工凸模 最后加工凹模 4 檢驗(yàn) 1 模具的尺寸精度和配合間隙 2 垂直度 3 表面粗糙度 第6章電火花線切割加工編程 6 1 3加工條件的選擇1 線切割加工機(jī)床的選擇快速走絲線切割機(jī)床采用直徑為0 08 0 2mm的鉬絲或直徑為0 03 0 1mm的鎢絲作電極 走絲速度約為8 10m s 而且是雙向往復(fù)循環(huán)運(yùn)行 反復(fù)通過(guò)加工間隙 一直使用到斷絲為止 工作液通常采用5 左右的乳化液和去離子水等 由于電極絲的快速運(yùn)動(dòng)能將工作液帶進(jìn)狹窄的加工縫隙 所以工作液除了起冷卻作用外 還能將電蝕產(chǎn)物帶出加工間隙 以保持加工間隙的 清潔 狀態(tài) 有利于切割速度的提高 慢速走絲線切割機(jī)床采用直徑為0 03 0 35mm的銅絲作電極 走絲速度為3 12m min 線電極只是單向通過(guò)間隙 不重復(fù)使用 目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn) 使用的是快速走絲數(shù)控電火花線切割機(jī)床 第6章電火花線切割加工編程 2 電參數(shù)的合理選擇 1 要求切割速度高時(shí)當(dāng)脈沖電源的空載電壓高 短路電流大 脈沖寬度大時(shí) 則切割速度高 2 要求表面粗糙度好時(shí)若切割的工件厚度在80mm以內(nèi) 則選用分組波的脈沖電源為好 它與同樣能量的矩形波脈沖電源相比 在相同的切割速度條件下 可以獲得較好的表面粗糙度 3 要求電極絲損耗小時(shí)多選用前階梯脈沖波形或脈沖前沿上升緩慢的波形 由于這種波形電流的上升率低 故可以減小絲損 4 要求切割厚工件時(shí)選用矩形波 高電壓 大電流 大脈沖寬度和大的脈沖間隔可充分消電離 從而保證加工的穩(wěn)定性 第6章電火花線切割加工編程 3 電極絲的選擇高速走絲機(jī)床的電極絲是快速往復(fù)運(yùn)行的 電極絲在加工過(guò)程中反復(fù)使用 這類電極絲主要有鉬絲 鎢絲和鎢鉬絲 低速走絲線切割機(jī)床一般用黃銅絲作電極絲 電極絲作單向低速運(yùn)行 用一次就棄掉 因此不必用高強(qiáng)度的鉬絲 電極絲的直徑對(duì)切割速度的影響較大 若電極絲直徑過(guò)小 則承受電流小 切縫也窄 不利于排屑和穩(wěn)定加工 顯然不可能獲得理想的切割速度 電極絲的上絲 緊絲是線切割操作的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 它的好壞 直接影響到加工零件的質(zhì)量和切割速度 但若上絲過(guò)松 由于電極絲具有延伸性 在切割較厚工件時(shí) 由于電極絲的跨距較大 除了它的震動(dòng)幅度大以外 還會(huì)在加工過(guò)程中受放電壓力的作用而彎曲變形 結(jié)果電極絲切割軌跡落后并偏離工件輪廓 即出現(xiàn)加工滯后現(xiàn)象 從而造成形狀與尺寸誤差 由于電極絲運(yùn)動(dòng)的位置主要由導(dǎo)輪決定 如果導(dǎo)輪有徑向跳動(dòng)或軸向竄動(dòng) 電極絲就會(huì)發(fā)生震動(dòng) 振幅決定于導(dǎo)輪跳動(dòng)或竄動(dòng)值 第6章電火花線切割加工編程 4 工作液的選配 1 工作液的正確配制 2 工作液的使用方法 對(duì)加工表面粗糙度和精度要求比較高的工件 濃度比可適當(dāng)大些 約10 20 對(duì)要求切割速度高或大厚度工件 濃度可適當(dāng)小些 約5 8 這樣加工比較穩(wěn)定 且不易斷絲 對(duì)材料為Cr12的工件 工作液用蒸餾水配制 濃度稍小些 新配制的工作液 當(dāng)加工電流約為2A時(shí) 其切割速度約40mm2 min 若每天工作8h 使用約2天以后效果最好 繼續(xù)使用8 10天后就易斷絲 須更換新的工作液 3 工作液對(duì)工藝指標(biāo)的影響在電火花線切割加工中 可使用的工作液種類很多 有煤油 乳化液 去離子水 蒸餾水 洗滌劑 酒精溶液等 它們對(duì)工藝指標(biāo)的影響各不相同 特別是對(duì)切割速度的影響較大 第6章電火花線切割加工編程 5 穿絲孔的加工凹模類封閉形工件在切割前必須具有穿絲孔 以保證工件的完整性 在切割凹模類工件時(shí) 穿絲孔位于凹型的中心位置 操作最為方便 穿絲孔的直徑不宜太小或太大 以鉆或鏜孔工藝簡(jiǎn)便為宜 一般選在3 10mm范圍內(nèi) 由于許多穿絲孔都要作加工基準(zhǔn) 因此 在加工時(shí)必須確保其位置精度和尺寸精度 這就要求穿絲孔在具有較精密坐標(biāo)工作臺(tái)的機(jī)床上進(jìn)行加工 為了保證孔徑尺寸精度 穿絲孔可采用鉆絞 鉆鏜或鉆車等較精密的機(jī)械加工方法 穿絲孔的位置精度和尺寸精度 一般要等于或高于工件要求的精度 第6章電火花線切割加工編程 6 1 4工件的裝夾1 常用夾具的名稱 規(guī)格和用途 1 壓板夾具 2 磁性?shī)A具 3 分度夾具 圖6 3磁性?shī)A具的基本原理圖圖6 4分度夾具 第6章電火花線切割加工編程 2 工件裝夾的一般要求 工件的基準(zhǔn)面應(yīng)清潔無(wú)毛刺 經(jīng)熱處理的工件 在穿絲孔內(nèi)及擴(kuò)孔的臺(tái)階處 要清除熱處理殘物及氧化皮 夾具應(yīng)具有必要的精度 將其穩(wěn)固地固定在工作臺(tái)上 擰緊螺絲時(shí)用力要均勻 工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正 并應(yīng)與機(jī)床行程相適應(yīng) 工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)工件不得與絲架相碰 對(duì)工件的夾緊力要均勻 不得使工件變形或翹起 大批零件加工時(shí) 最好采用專用夾具 以提高生產(chǎn)效率 細(xì)小 精密 薄壁的工件應(yīng)固定在不易變形的輔助夾具上 第6章電火花線切割加工編程 3 支撐裝夾方法 1 懸臂支撐方式 見圖6 5 2 兩端支撐方式 見圖6 6 圖6 5懸臂式支撐夾具圖6 6兩端支撐夾具 第6章電火花線切割加工編程 3 橋式支撐方式 見圖6 7 4 板式支撐方式 見圖6 8 5 復(fù)式支撐方式 見圖6 9 圖6 8板式支撐夾具圖6 9復(fù)式支撐夾具 圖6 7橋式支撐夾具 第6章電火花線切割加工編程 4 工件的正確裝夾注意事項(xiàng) 1 裝夾用的夾具對(duì)編程的影響 2 工件在工作臺(tái)上的裝夾位置對(duì)編程的影響 適當(dāng)?shù)亩ㄎ豢梢院?jiǎn)化編程工作 合理的定位可充分發(fā)揮機(jī)床的效能 正確定位可提高加工的穩(wěn)定性 3 程序的走向及起點(diǎn)的選擇 4 附加程序 引入程序 切出程序 5 超切程序和回退程序 圖6 14加工時(shí)鉬絲撓曲及其影響 第6章電火花線切割加工編程 6 工件的找正 按劃線找正 按基準(zhǔn)孔或已成型孔找正 按外形找正 7 工件的裝夾位置及防止工件變形開裂的方法 工件變形和開裂的例子 變形和開裂的原因及改善辦法 圖6 15按外形找正 圖6 16切縫閉合變形圖6 17切縫張開變形 第6章電火花線切割加工編程 6 2電火花線切割加工的編程方法 6 2 13B格式程序編制1 程序格式3B格式是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種控制格式 它是以X向或Y向溜板進(jìn)給計(jì)數(shù)的方法決定是否到達(dá)終點(diǎn) 指令格式為 BXBYBJGZ2 計(jì)數(shù)方向G和計(jì)數(shù)長(zhǎng)度J 1 計(jì)數(shù)方向G及其選擇 2 計(jì)數(shù)長(zhǎng)度J的確定 3 加工指令Z 圖6 22計(jì)數(shù)方向的決定圖6 23直線J的確定 第6章電火花線切割加工編程 例6 1 試用3B格式編寫如圖6 26所示軌跡的程序 切割路線為 不考慮切入路線的程序 圖6 26編程圖形 第6章電火花線切割加工編程 3 標(biāo)注公差尺寸的編程計(jì)算根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)表明 線切割加工后的實(shí)際尺寸大部分是在公差帶的中值附近 因此對(duì)標(biāo)注有公差的尺寸 應(yīng)采用中差尺寸編程 其計(jì)算公式為 中差尺寸 基本尺寸 上偏差 下偏差 24 間隙補(bǔ)償量的確定 1 間隙補(bǔ)償量的符號(hào) 2 間隙補(bǔ)償量的算法 圖6 27電極絲中心軌跡圖6 28間隙補(bǔ)償量的符號(hào)判別 第6章電火花線切割加工編程 例6 2 編制加工如圖6 29所示零件的凹模和凸模線切割程序 已知該模具為落料模 r絲 0 065 電 0 01 配 0 01 圖6 29沖裁加工零件圖圖6 30凹模電極絲中心軌跡 第6章電火花線切割加工編程 6 2 24B代碼編程為了減少數(shù)控線切割編程的工作量 目前已廣泛采用帶有間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng) 這種數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)工件圖樣平均尺寸所編制的程序 使電極絲相對(duì)于編程的圖樣自動(dòng)向內(nèi)或向外偏移一個(gè)補(bǔ)償距離 完成切割加工 同一模具只要編寫一個(gè)程序便可加工凹模 凸模和固定板 卸料板等零件 不僅減少了編程工作量 而且能保證模具有關(guān)要素的位置精度 4B程序段格式為 BX BY BJ BRGD 或DD Z 程序段中R為要加工的圓弧半徑 對(duì)加工圖形的尖角一般取R 0 1mm的過(guò)渡圓弧來(lái)編程 D代表凸曲線 DD代表凹曲線 半徑增大為正補(bǔ)償 半徑減小為負(fù)補(bǔ)償 數(shù)控裝置接受補(bǔ)償信息后 根據(jù)凸 凹模開關(guān)的位置和 R值 能自動(dòng)區(qū)別應(yīng)作正補(bǔ)償還是負(fù)補(bǔ)償?shù)钠朴?jì)算 第6章電火花線切割加工編程 例6 3 圖6 32 a 所示為落料凹模型孔 凸模按凹模配做 保證雙邊間隙0 06mm 編寫凹模和凸模的線切割加工程序 電極絲為 0 12mm的鉬絲 單邊放電間隙為0 01mm 圖6 32落料凹模型孔 第6章電火花線切割加工編程 6 2 3ISO代碼數(shù)控程序編程 第6章電火花線切割加工編程 例6 4 利用ISO碼編制圖6 33 a 所示落料凹模的線切割加工程序 電極絲的直徑為 0 15mm 單邊放電間隙為0 01mm 圖6 33落料凹模 第6章電火花線切割加工編程 例6 5 編制如圖6 34所示錐形凹模的切割程序 電極絲直徑為 0 12mm 單邊放電間隙為0 01mm 刃口斜度A 0 5 工件厚度H 15mm 下導(dǎo)輪中心到工作臺(tái)面的距離W 60mm 工作臺(tái)面到上導(dǎo)輪中心高度S 100mm 圖6 34錐形凹模切割編程 第6章電火花線切割加工編程 6 3電火花線切割加工綜合編程實(shí)例 1 文件的準(zhǔn)備為了對(duì)工件進(jìn)行線切割加工 數(shù)控系統(tǒng)需要以下兩種類型的文件 關(guān)于切割工藝的數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)在擴(kuò)展名為 TEC 的工藝文件里 關(guān)于幾何形狀的數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)在擴(kuò)展名為 GEO 的圖形文件里 工件材料 工件高度 電極絲材料 形位公差 TKM 角度誤差 TE 表面粗糙度 Ra 功率利用率 理論偏移的誤差 Cor 偏移的方向 第6章電火花線切割加工編程 2 ISO代碼 1 直線插補(bǔ)指令 G01 該指令可使機(jī)床加工任意斜率的直線輪廓 指令格式 G01X Y 2 圓弧插補(bǔ)指令