第6章--電火花成型加工技術(shù)

1、2021/8/141第六章 成型表面的電火花加工 在現(xiàn)代機(jī)械制造中，由于高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性、耐高溫等特殊性能材料的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的機(jī)械切削加工已不能滿足要求。因而，直接利用電能、電化學(xué)能、聲能等特種加工方法進(jìn)行加工的工藝方法相繼得到了很快的發(fā)展，如電火花、電解、超聲和化學(xué)加工等。 電火花加工又稱放電加工或電蝕加工，它包括電火花成形加工、電火花線切割加工、電火花成形磨削、電火花同步回轉(zhuǎn)加工、電火花表面強(qiáng)化和刻字等工藝方法。在機(jī)械加工中主要用電火花成形加工和電火花線切割加工。本章介紹電火花成型加工。 2021/8/142電火花成型機(jī)加工機(jī)床立立柱柱式式2021/8/143電火花成型機(jī)加

2、工機(jī)床滑滑枕枕式式2021/8/144電火花成型機(jī)加工機(jī)床龍龍門門式式2021/8/145第1節(jié) 數(shù)控電火花成型加工機(jī)床的特點(diǎn)及功能 數(shù)控電火花成型加工機(jī)床的特點(diǎn)及功能 數(shù)控電火花成型加工的工藝處理 電火花加工與編程 2021/8/146電火花加工的基本原理電火花加工的基本原理1.1.極間介質(zhì)的電離、極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道的擊穿及放電通道的形成形成2.2.介質(zhì)熱分解、電極介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、汽化熱材料熔化、汽化熱膨脹膨脹3.3.電極材料的拋出電極材料的拋出4.4.極間介質(zhì)的消電離極間介質(zhì)的消電離 2021/8/147電火花成形加工機(jī)床的組成電火花成形加工機(jī)床的組成床身和立柱床身和

3、立柱工作臺工作臺主軸頭主軸頭 附件附件電火花加工機(jī)床的工作液和循環(huán)過濾系統(tǒng)電火花加工機(jī)床的工作液和循環(huán)過濾系統(tǒng)電火花成型機(jī)床的脈沖電源電火花成型機(jī)床的脈沖電源 電火花加工機(jī)床的伺服進(jìn)給電火花加工機(jī)床的伺服進(jìn)給 2021/8/148附件 可可調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)工工具具電電極極角角度度的的夾夾頭頭2021/8/149附件平動(dòng)頭平動(dòng)頭平動(dòng)示意圖平動(dòng)示意圖2021/8/1410附件電電極極自自動(dòng)動(dòng)交交換換裝裝置置2021/8/1411電火花成型加工機(jī)床加工及組成視頻文件2021/8/1412數(shù)控電火花成型加工的加工對象 適合于用傳統(tǒng)機(jī)械加適合于用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法難于加工的材工方法難于加工的材料加工料加工 加工模

4、具加工模具 航空、宇航、機(jī)航空、宇航、機(jī)械等部門中高溫合金械等部門中高溫合金等難加工材料的加工等難加工材料的加工 微細(xì)精密加工微細(xì)精密加工 加工各種成形刀加工各種成形刀具、樣板、工具、量具、樣板、工具、量具、螺紋等成形零件具、螺紋等成形零件 可加工特殊及復(fù)雜形可加工特殊及復(fù)雜形狀的零件狀的零件 2021/8/1413第2節(jié) 數(shù)控電火花成型加工的工藝處理 過程參數(shù)與主要工過程參數(shù)與主要工藝指標(biāo)藝指標(biāo) 常用電極材料與電常用電極材料與電極設(shè)計(jì)極設(shè)計(jì) 影響數(shù)控電火花成影響數(shù)控電火花成型加工表面質(zhì)量的型加工表面質(zhì)量的因素因素 影響數(shù)控電火花成影響數(shù)控電火花成型加工加工速度的型加工加工速度的因素因素 影響

5、數(shù)控電火花成影響數(shù)控電火花成型加工加工精度的型加工加工精度的因素因素電極材料及電極電極材料及電極2021/8/1414第3節(jié) 電火花加工編程 對于本系統(tǒng)支持的對于本系統(tǒng)支持的G00、G01、G02、G03、G04、G17、G18、G19、G90、G91、G92等不再說明等不再說明 鏡像指令鏡像指令G05、G06、G07、G08、G09 G05為為X軸鏡像；軸鏡像； G06為為Y軸鏡像；軸鏡像； G07為為Z軸鏡像；軸鏡像； G08為為X、Y軸交換指令，即交換軸交換指令，即交換X軸和軸和Y軸；軸； G09為取消圖形鏡像。為取消圖形鏡像。說明：說明： 執(zhí)行一個(gè)軸的鏡像指令后，圓弧插補(bǔ)的方向?qū)⒏淖儯?/p>

6、即執(zhí)行一個(gè)軸的鏡像指令后，圓弧插補(bǔ)的方向?qū)⒏淖?，即G02G02變變?yōu)闉镚03G03，G03G03變?yōu)樽優(yōu)镚02G02，如果同時(shí)有兩軸的鏡像，則方向不變；，如果同時(shí)有兩軸的鏡像，則方向不變； 執(zhí)行軸交換指令，圓弧插補(bǔ)的方向?qū)⒏淖?；?zhí)行軸交換指令，圓弧插補(bǔ)的方向?qū)⒏淖儯?兩軸同時(shí)鏡像，與代碼的先后次序無關(guān)，即兩軸同時(shí)鏡像，與代碼的先后次序無關(guān)，即“G05G06G05G06；”與與“G06G05G06G05；”的結(jié)果相同；的結(jié)果相同； 使用這組代碼時(shí)，程序中的軸坐標(biāo)值不能省略，即使是程序使用這組代碼時(shí)，程序中的軸坐標(biāo)值不能省略，即使是程序中的中的Y0Y0、X0X0也不能省略。也不能省略。 2021/

7、8/1415指令跳段開關(guān)指令跳段開關(guān)指令G11、G12 G11為為“跳段跳段ON”，跳過段首有，跳過段首有“”符號的程序段；符號的程序段； Gl2為為“跳段跳段OFF”，忽略段首的，忽略段首的“”符號，照常執(zhí)行該程序段。符號，照常執(zhí)行該程序段。編程單位選擇指令編程單位選擇指令G20、G21 這組代碼應(yīng)放在這組代碼應(yīng)放在NC程序的開頭用于選擇單位制。程序的開頭用于選擇單位制。G20表示英制，表示英制，有小數(shù)點(diǎn)為英寸，否則為萬分之一英寸，如有小數(shù)點(diǎn)為英寸，否則為萬分之一英寸，如0.5英寸可寫作英寸可寫作“0.5”或或“5000”； G21表示公制，有小數(shù)點(diǎn)為毫米，否則為微米，如表示公制，有小數(shù)點(diǎn)為

8、毫米，否則為微米，如12mm可寫作可寫作“12.”或或“12000”。旋轉(zhuǎn)指令旋轉(zhuǎn)指令G26、G27 格式：格式：G26 RA G26為旋轉(zhuǎn)打開。為旋轉(zhuǎn)打開。RA給出旋轉(zhuǎn)角度，加小數(shù)點(diǎn)為度，否則為千分給出旋轉(zhuǎn)角度，加小數(shù)點(diǎn)為度，否則為千分之一度。如之一度。如“G26 RA 60.0；”表示圖形旋轉(zhuǎn)表示圖形旋轉(zhuǎn)60度。圖形旋轉(zhuǎn)功能僅度。圖形旋轉(zhuǎn)功能僅在在G17（XOY平面）和平面）和G54（坐標(biāo)系（坐標(biāo)系1）條件下有效，否則出錯(cuò)；）條件下有效，否則出錯(cuò)； G27為旋轉(zhuǎn)取消。為旋轉(zhuǎn)取消。 2021/8/1416指令尖角過渡指令尖角過渡指令G28、G29 G28為尖角圓弧過渡，在尖角處加一個(gè)過渡圓，

9、缺省為為尖角圓弧過渡，在尖角處加一個(gè)過渡圓，缺省為G28； G29為尖角直線過渡，在尖角處加三段直線，以避免尖角損傷。為尖角直線過渡，在尖角處加三段直線，以避免尖角損傷。 抬刀控制指令抬刀控制指令G30、G31、G32 G30為指定抬刀方向，后接軸向指定，如為指定抬刀方向，后接軸向指定，如“G30 Z+”，即抬刀方向，即抬刀方向?yàn)闉閆軸正向；軸正向； G3l為指定按加工路徑的反方向抬刀；為指定按加工路徑的反方向抬刀； G32為伺服軸回平動(dòng)中心點(diǎn)后抬刀。為伺服軸回平動(dòng)中心點(diǎn)后抬刀。電極半徑補(bǔ)償指令電極半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42 G4l為電極半徑左補(bǔ)償；為電極半徑左補(bǔ)償； G42為電極半徑

10、右補(bǔ)償。它是在電極運(yùn)行軌跡的前進(jìn)方向上，向?yàn)殡姌O半徑右補(bǔ)償。它是在電極運(yùn)行軌跡的前進(jìn)方向上，向左或向右偏移一定量，偏移量由左或向右偏移一定量，偏移量由“H*”確定，如確定，如“G41H*“； G40為取消電極半徑補(bǔ)償。為取消電極半徑補(bǔ)償。2021/8/1417指令選擇坐標(biāo)系指令選擇坐標(biāo)系指令G54、G55、G56、G57、G58、G59 這組代碼用來選擇坐標(biāo)系，可與這組代碼用來選擇坐標(biāo)系，可與G92，G00，G9l等一起使用、等一起使用、有關(guān)內(nèi)容可參閱其他章節(jié)。有關(guān)內(nèi)容可參閱其他章節(jié)。感知指令感知指令G80 G80指定軸沿指定方向前進(jìn)，直到電極與工件接觸為止。方向指定軸沿指定方向前進(jìn)，直到電極

11、與工件接觸為止。方向用用“+”、“”號表示（號表示（“+”、“”號均不能省略）。號均不能省略）。 接觸感知可由三個(gè)參數(shù)設(shè)定：接觸感知可由三個(gè)參數(shù)設(shè)定： 感知速度，即電極接近工件的速度，從感知速度，即電極接近工件的速度，從0255，數(shù)值越大，數(shù)值越大，速度越慢；速度越慢； 回退長度，即電極與工件脫離接觸的距離，一般為回退長度，即電極與工件脫離接觸的距離，一般為250m； 感知次數(shù)，即重復(fù)接觸次數(shù)，從感知次數(shù)，即重復(fù)接觸次數(shù)，從0127，一般為，一般為4次。次?；貥O限位置指令回極限位置指令G81 G81使指定的軸回到極限位置停止，如使指定的軸回到極限位置停止，如“G8lY；”使機(jī)床使機(jī)床Y軸快速移

12、動(dòng)到負(fù)極限后減速，有一定過沖，然后回退一段距離，軸快速移動(dòng)到負(fù)極限后減速，有一定過沖，然后回退一段距離，再以低速到達(dá)極限位置停止。再以低速到達(dá)極限位置停止。 2021/8/1418指令G82 G82使電極移到指定軸當(dāng)前坐標(biāo)的使電極移到指定軸當(dāng)前坐標(biāo)的1/2處，假如電極當(dāng)前位置的處，假如電極當(dāng)前位置的坐標(biāo)是坐標(biāo)是X100.Y60.，執(zhí)行，執(zhí)行“G82X”命令后，電極將移動(dòng)到命令后，電極將移動(dòng)到X50.0處。處。讀坐標(biāo)值指令讀坐標(biāo)值指令G83 G83把指定軸的當(dāng)前坐標(biāo)值讀到指定的把指定軸的當(dāng)前坐標(biāo)值讀到指定的H寄存器中，寄存器中，H寄存器地寄存器地址范圍為址范圍為000890。定義寄存器起始地址指

13、令定義寄存器起始地址指令G84 G84為為G85定義一個(gè)定義一個(gè)H寄存器的起始地址。寄存器的起始地址。G85G85把當(dāng)前坐標(biāo)值讀到由把當(dāng)前坐標(biāo)值讀到由G84指定了起始地址的指定了起始地址的H寄存器中，同時(shí)寄存器中，同時(shí)H寄存器地址加一。寄存器地址加一。16定時(shí)加工指令定時(shí)加工指令G86G86為定時(shí)加工。地址為為定時(shí)加工。地址為X或或T，地址為，地址為X時(shí)，本段加工到指定的時(shí)，本段加工到指定的時(shí)間后結(jié)束（不管加工深度是否達(dá)到設(shè)定值）；地址為時(shí)間后結(jié)束（不管加工深度是否達(dá)到設(shè)定值）；地址為T時(shí)，在加時(shí)，在加工到設(shè)定深度后，啟動(dòng)定時(shí)加工，再持續(xù)加工指定的時(shí)間，但加工到設(shè)定深度后，啟動(dòng)定時(shí)加工，再持續(xù)

14、加工指定的時(shí)間，但加工深度不會超過設(shè)定值。工深度不會超過設(shè)定值。G86僅對其后的第一個(gè)加工代碼有效。僅對其后的第一個(gè)加工代碼有效。時(shí)分秒各時(shí)分秒各2位，共位，共6位數(shù)，不足補(bǔ)位數(shù)，不足補(bǔ)0。2021/8/1419指令G53、G87 在固化的子程序中，用在固化的子程序中，用G53代碼進(jìn)入子程序坐標(biāo)系；用代碼進(jìn)入子程序坐標(biāo)系；用G87代碼退代碼退出子程序坐標(biāo)系，回到原程序所設(shè)定的坐標(biāo)系。出子程序坐標(biāo)系，回到原程序所設(shè)定的坐標(biāo)系。M M代碼代碼M00 執(zhí)行執(zhí)行M00代碼后，程序暫停運(yùn)行，按代碼后，程序暫停運(yùn)行，按Enter鍵后，程序接著運(yùn)行下一鍵后，程序接著運(yùn)行下一段。段。M02 執(zhí)行執(zhí)行M02代碼

15、后，整個(gè)程序結(jié)束運(yùn)行，所有模態(tài)代碼的狀態(tài)都被復(fù)代碼后，整個(gè)程序結(jié)束運(yùn)行，所有模態(tài)代碼的狀態(tài)都被復(fù)位，也就是說，上一個(gè)程序的模態(tài)代碼不會影響下一個(gè)程序。位，也就是說，上一個(gè)程序的模態(tài)代碼不會影響下一個(gè)程序。M05 執(zhí)行執(zhí)行M05代碼后，脫離接觸一次（代碼后，脫離接觸一次（M05代碼只在本程序段有代碼只在本程序段有效）。當(dāng)電極與工件接觸時(shí)，要用此代碼才能把電極移開。效）。當(dāng)電極與工件接觸時(shí)，要用此代碼才能把電極移開。M98 其格式為其格式為“M98P*L*”。M98指令使程序進(jìn)入子程序，子程指令使程序進(jìn)入子程序，子程序號由序號由“P*”給出，子程序的循環(huán)次數(shù)則由給出，子程序的循環(huán)次數(shù)則由“L*”確

16、定。確定。 M99 表示子程序結(jié)束，返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。表示子程序結(jié)束，返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。 2021/8/1420指令C C代碼代碼 在程序中，在程序中，C代碼用于選擇加工條件，格式為代碼用于選擇加工條件，格式為C*，C和數(shù)字間和數(shù)字間不能有別的字符，數(shù)字也不能省略，不夠三位要補(bǔ)不能有別的字符，數(shù)字也不能省略，不夠三位要補(bǔ)“0”，如，如C005。各參數(shù)顯示在加工條件顯示區(qū)中，加工中可隨時(shí)更改。系統(tǒng)可以存各參數(shù)顯示在加工條件顯示區(qū)中，加工中可隨時(shí)更改。系統(tǒng)可以存儲儲1000種加工條件，其中種加工條件，其中099為用戶自定義加工條件，其余為系統(tǒng)為用戶自定義加工條件，其余為

17、系統(tǒng)內(nèi)定加工條件。內(nèi)定加工條件。T T代碼代碼 T代碼有代碼有T84和和T85。T84為打開液泵指令，為打開液泵指令，T85為關(guān)閉液泵指令。為關(guān)閉液泵指令。R R轉(zhuǎn)角功能轉(zhuǎn)角功能 R轉(zhuǎn)角功能，是在兩條曲線的連接處加一段過渡圓弧，圓弧的半轉(zhuǎn)角功能，是在兩條曲線的連接處加一段過渡圓弧，圓弧的半徑由徑由R指定，圓弧與兩條曲線均相切。程序指定指定，圓弧與兩條曲線均相切。程序指定R轉(zhuǎn)角功能的格式轉(zhuǎn)角功能的格式有：有： G01XYR； G02XYIJR； G03XYIJR； 2021/8/1421應(yīng)用實(shí)例 沖 模 零沖 模 零件如圖所示，件如圖所示，其外形已加其外形已加工，余量均工，余量均為為0.50mm

18、，粗線為加工粗線為加工部位，部位，工件工件的編程原點(diǎn)的編程原點(diǎn)設(shè) 在設(shè) 在 3 0 mm孔的中孔的中心上方，心上方，要要求編制其加求編制其加工程序。工程序。0.8AA11 59 57 05 0251 00R2 0R5R5R2530301 281 201 65A-A3 6. 90.8其余3 .22021/8/1422走刀路線70R20R5R253036.9電極加工路線(0.0,0.0)(0,-25)(25,50)(90,50)(50,50)(-15,20)(100,50)R5(0,55)2021/8/1423加工程序T84；打開液泵打開液泵G90；絕對坐標(biāo)指令絕對坐標(biāo)指令G54；工件坐標(biāo)系工件坐

19、標(biāo)系G54G00 X0.0 Y55.0；快速定位快速定位 X0.0 Y55.0H097=5000；電極補(bǔ)償半徑值電極補(bǔ)償半徑值G00 Z-12.0；快速定位快速定位Z-12.0M98 P0107；調(diào)用子程序調(diào)用子程序107M98 P0106；調(diào)用子程序調(diào)用子程序106M98 P0105；調(diào)用子程序調(diào)用子程序105M98 P0104；調(diào)用子程序調(diào)用子程序104G00 Z5.0；快速定位快速定位Z5.0G00 X0.0 Y0.0；返回工件零點(diǎn)返回工件零點(diǎn)T85 M02；關(guān)閉液泵及程序結(jié)束關(guān)閉液泵及程序結(jié)束 2021/8/1424加工程序N0107；子程序子程序107C107 OBT000；執(zhí)行條件

20、號執(zhí)行條件號107G32；指定抬刀方式為按加工路徑的反向進(jìn)行指定抬刀方式為按加工路徑的反向進(jìn)行G00 X0.0 Y55.0；快速定位快速定位X0.0 Y55.0G41 H000=0.40+ H097；電極左補(bǔ)償電極左補(bǔ)償 5.4G01 X25.0 Y50.0；加工加工G01 X50.0 Y50.0；G03 X90.0 Y50.0 I20.0 J0.0；G01 X100.0 Y50.0 R5.0；G01 X100.0 Y-25.0 R5.0；G01 X0.0 Y-25.0；G02 X-15.0 Y20.0 I0.0 J25.0；G01 X25.0 Y50.0；G40 G00 X0.0 Y55.0

21、；取消電極補(bǔ)償及快速定位取消電極補(bǔ)償及快速定位X0.0 Y55.0M99；子程序結(jié)束子程序結(jié)束 2021/8/1425加工程序N0106；子程序子程序106C106 OBT000；執(zhí)行條件號執(zhí)行條件號106G32；指定抬刀方式為按加工路徑的反向進(jìn)行指定抬刀方式為按加工路徑的反向進(jìn)行G00 X0.0 Y55.0；快速定位快速定位X0.0 Y55.0G41 H000=0.20+ H097；電極左補(bǔ)償電極左補(bǔ)償 5.2G01 X25.0 Y50.0；加工加工G01 X50.0 Y50.0；G03 X90.0 Y50.0 I20.0 J0.0；G01 X100.0 Y50.0 R5.0；G01 X100.0 Y-25.0 R5.0；G01 X0.0 Y-25.0；G02 X-15.0 Y20.0 I0.0 J25.0；G01 X25.0 Y50.0；G40 G00 X0.0 Y55.0；取消電極補(bǔ)償及快速定位取消電極補(bǔ)償及快速定位X0.0 Y55.0M99；子程序結(jié)束子程序結(jié)束 2021/8/1426加工程序2021/8/1427加工程序2021/8/1428加工程序N0105；子程序子程序105C105 OBT000；執(zhí)行條件號執(zhí)行條件號105G32；指定抬刀方式為按加工路徑的反向進(jìn)行指定抬刀方式為按加工路徑的反向進(jìn)行G00 X0.0 Y55.0