數控電火花線切割機床的程序編制教案

1、黃石機電職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College課程名稱數控編程教學主題數控電火花線切割機床的程序編制授課班級授課時間授課地點教學目標:掌握線切割機床程序編制工藝準備的內容及基本方法。 掌握3B、4B、ISO指令編程職業(yè)技能教學點：線切割加工工藝的特點、取件位置及切割路線3B、4B、ISO指令編程教學設計：教學手段： 講解、舉例、啟發(fā)式、多媒體教學教 學 過 程教 學 內 容 與 板 書備注第六章 數控電火花線切割機床的程序編制第一節(jié) 編程前的工藝準備 一、數控電火花線切割機床的簡介1、 機床的基本組成 數控電火花線切割機床由工作臺、走絲

2、機構、供液系統、脈沖電源、和控制系統（控制柜）等五大部分組成。 宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注1） 工作臺 又稱切割臺，由工作臺面、中拖板和下拖板組成。 （如下圖） 圖12） 走絲機構 走絲機構主要由貯絲筒、走絲電動機、絲架和導輪 等組成。圖2 自動張緊式線切割走絲機構3） 供液系統 供液系統是為機床的切割加工提供足夠、合適的工作液。工作液的種類很多，有煤油、乳化液、去離子水、蒸餾水、洗滌液、酒精等。宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical Colle

3、ge教 學 內 容 與 板 書備注圖3快走絲線切割機床工作液循環(huán)系統4） 脈沖電源圖45） 控制系統2、 工作過程宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注3、 主要技術指標1.工作臺尺寸2.最大加工厚度3.X、Y軸行程4.最大切割錐度5.定位精度6.最大加工電流7.最大加工速度8.電極絲直徑范圍9.電極絲運行速度4、 機床坐標系與其他數控機床一致，數控線切割機床坐標系符合國家標準：1) 刀具（鉬絲）相對于靜止的工件運動；2) 采用右手笛卡兒直角坐標系。二、數控線切割中的工藝處理數控電火花線切割加工，一般是

4、作為工件尤其是模具加工中的最后工序。要達到加工零件的精度及表面粗糙度要求，應合理控制線切割加工時的各種工藝參數（電參數、切割速度、工件裝夾等），同時應安排好零件的工藝路線及線切割加工前的準備加工。有關模具加工的線切割加工工藝準備和工藝過程，如圖所示。圖5宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注1、偏移量的確定、取件位置、切割路線及起點的選擇1）取件位置的選擇 在切割熱處理性能較差的材料時，工件應取自坯件的里側，減少工件變形。2）切割路線及起點的選擇 在加工中，工件內部殘余應力的相對平衡受到破壞后，會引起工

5、件變形，所以在選擇切割路線時，須注意以下方面。（1）應將工件與其夾持部分分割的部分安排在切割路線的末端（2）切割路線應從坯件預制的穿絲孔開始，由外向內順序切割（3）兩次切割法 切割孔類零件，為減少變形，采用兩次切割， （4）在一塊毛坯上要切出兩個以上零件時，不應連續(xù)一次切割出來，而應從該毛坯的不同預制穿絲孔開始加工，。（5）加工的路線，距離端面（側面）應大于5mm。3）電極絲初始位置的確定線切割加工前，應將電極絲調整到切割的起始位置上，可通過對穿絲孔來實現。穿絲孔位置的確定，有如下原則：（1）當切割凸模需要設置穿絲孔時，其位置可選在加工軌跡的拐角附近，以簡化編程。（2）切割凹模等零件的內表面時

6、，將穿絲孔設置在工件對稱中心上，對編程計算和電極絲定位都較方便。但切入行程較長，不適合大型工件，此時應將穿絲孔設置在靠近加工軌跡邊角處或選在已知坐標點上。宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注（3）在一塊毛坯上要切出兩個以上零件或在加工大型工件時，應沿加工軌跡設置多個穿絲孔，以便發(fā)生斷絲時能就近重新穿絲，切入斷絲點。、編程尺寸計算線切割加工時，為了獲得所要求的加工尺寸，電極絲和加工圖形之間必須保持一定的距離，編程時首先要求出電極絲中心軌跡與加工圖形之間的垂直距離R（間隙補償距離），并將電極絲中心軌跡分割

7、成單一的直線或圓弧段，求出各線段的交點坐標后，逐步進行編程。具體步驟如下：（1）設置加工坐標系根據工件的裝夾情況和切割方向，確定加工坐標系。為簡化計算，應盡量選取圖形的對稱軸線為坐標軸。（2）補償計算按選定的電極絲半徑r，放電間隙和凸、凹模的單面配合間隙Z2，則加工凹模的補償距離R1r，加工凸模的補償距離R2rZ2，（3）將電極絲中心軌跡分割成平滑的直線和單一的圓弧線，按型孔或凸模的平均尺寸計算出各線段交點的坐標值。a) 凹模 b) 凸模圖6 電極絲中心軌跡、零件定位方式的確定與夾具選擇、輔助程序宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical Colleg

8、e教 學 內 容 與 板 書備注第二節(jié) 手工編程指令數控電火花線切割機床所用的程序格式有3B、4B、ISO等。近年來所生產的數控電火花線切割機床使用的是計算機數控系統，采用ISO格式；而早期的機床常采用3B、4B格式。（一）3B格式程序編制3B程序格式是我國電火花切割機床的一種常用編程格式，見表，各符號含義如下：BXBYBJGZ分隔符號X坐標值分隔符號Y坐標值分隔符號計數長度計數方向加工指令（1）分隔符B。（2）坐標值X、Y為直線終點或圓弧起點坐標的絕對值，單位為m。（3）計數長度J是指加工軌跡（如直線、圓?。┰谝?guī)定的坐標軸上（計數方向上）投影的總和，亦以m為單位，一般機床計數長度應補足位，例

9、如計數長度為11200um，應寫001120。（4）計數方向G是計數時選擇作為投影軸的坐標軸方向。加工直線段的計數方向，取直線段終點坐標（Xe,Ye）絕對值比較，選取絕對值較大的坐標軸為計數方向，當坐標絕對值相等時，計數方向可任選Gx或GY。即：|Xe|>|Ye| 時，取Gx；|Ye|>|Xe| 時，取Gy；|Xe|=|Ye| 時，取Gx或Gy均可。加工圓弧時的計數方向，根據圓弧終點坐標（Xe,Ye）絕對值選取，選取坐標絕對值較小的坐標軸為計數方向，當坐標絕對值相等時，計數方向可任選x或GY。即：|Xe|>|Ye| 時，取Gy；|Ye|>|Xe| 時，取Gx；|Xe|=

10、|Ye| 時，取Gx或Gy均可。（）加工指令是用來確定軌跡的形狀、起點或終點所在象限和加工方向等信息的，如圖所示。宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注【例題】加工圖6-28(a)所示斜線，終點A的坐標為（8，19），寫出加工程序。加工程序為：B8000B19000B019000GyL1【例題】加工圖6-28(b)所示圓弧，加工起點A（-2，9），終點為B（9，-2），試編制其加工程序。圓弧半徑為： 計數長度為：，則：編制的加工程序為：B2000B9000B025440 GYNR 23B格式的數控制系統

11、沒有間隙補償功能，確定切割路線時，必須先根據工件輪廓劃出電極絲中心線軌跡，再按電極絲中心線軌跡編程，如圖6。圖中實線表示內表面（如凹模）和外表面（如凸模）的輪廓，雙點劃線表示電極絲中心線軌跡。兩者相差一垂直距離間隙補償值（為電極絲半徑，為放電間隙）。（二）4B格式程序編制4B格式是在3B格式的基礎上發(fā)展起來的，與3B格式數控系統相比，4B格式數控系統帶有間隙自動補償功能，加工時直接按工件輪廓編程，數控系統使電極絲相對工件輪廓自動實現間隙補償。其格式見表。G40取消間隙補償G41左偏間隙補償，D表示偏移量G42右偏間隙補償，D表示偏移量宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational&am

12、p; Technical College教 學 內 容 與 板 書備注與3B格式相比，4B格式增加了R和D或DD兩項功能。1圓弧半徑R2曲線形式D或DD（三）ISO代碼數控程序編制ISO代碼為國際標準化機構制定的用于數控的一種標準代碼，與數控車、數控銑ISO代碼一致，采用8單位補編碼。1程序格式一個完整的程序由程序名、程序段和程序結束指令組成。其格式如下：運動指令坐標方式指令坐標系指令補償指令M代碼鏡像指令錐度指令坐標指令其他指令2ISO代碼及編程我國快速走絲數控電火花切割機床常用的ISO代碼與國際上使用的標準代碼基本一致，但也存在不同之處下面討論一些與數控車、銑編程指令有所不同的指令。（1）

13、G50、G51、G52錐度加工指令 此方法可加工帶錐度工件，例如模具中的凹模漏料孔加工，如圖6-30所示。G51錐度左偏指令；G52錐度右偏指令；G50取消錐度指令。程序段格式：G51 A_ G52 A_G50 （單列一段）在進行錐度加工時，還需輸入工件及工作臺參數，如圖6-30所示。宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注【例題6-4】編制圖6-30所示凹模的數控線切割程序。已知電極絲直徑為0.12mm，單邊放電間隙為0.01mm，刃口斜度A=0.5，工件厚度為H=15mm，下導輪中心到工作臺面的距離W

14、=60mm，工作臺面到上導輪中心的高度S=100mm。計算偏移量：編寫的數控加工程序：。（2）G54、G55、G56、G57、G58、G59 當工件上有多個型孔需加工，為使尺寸計算簡單，可將每個型孔上便于編程的某一點設為其加工坐標系原點，建立其自有的加工坐標系。程序段格式：G54（單列一段）其余五個加工坐標系設定指令的格式與G54相同。（3）手動操作指令G80、G82、G84 其具體格式如下：（4）M是系統的輔助功能指令（四）程序編制步驟（1）根據相應的裝夾情況和切割方向，確定相應的計算坐標系。為了簡化計算，盡量選取圖形的對稱軸線為坐標軸。（2）按選定的電極絲半徑r、放電間隙，計算電極絲中心相

15、對工件輪廓的偏移量D。（3）采用3B格式編程，將電極絲中心軌跡分割成平滑的直線和單一的圓弧，計算出各段軌跡交點的坐標值；采用4B或ISO格式編程，將需切割的工件輪廓分割成平滑的直線和單一的圓弧，按輪廓平均尺寸計算出各線段交點的坐標值。（4）根據電極絲中心軌跡（或輪廓）各交點坐標值及各線段的加工順序，逐段編制程序。（5）程序檢驗宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注數控電火花線切割加工實例編制加工圖6.34所示凸凹模（圖示尺寸是根據刃口尺寸公差及凸凹模配合間隙計算出的平均尺寸）的數控線切割程序。電極絲直徑

16、為0.1mm的鉬絲，單面放電間隙為0.01mm。 下面主要就工藝計算和程序編制進行講述。1、確定計算坐標系 由于圖形上、下對稱，孔的圓心在圖形對稱軸上，圓心為坐標原點（如圖6.35）。因為圖形對稱于X軸，所以只需求出X軸上半部（或下半部）鉬絲中心軌跡上各段的交點坐標值，從而使計算過程簡化。圖6.34 凸凹模圖6.35凸凹模編程示意圖宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注2、確定補償距離 補償距離為：R=(0.1/2+0.01)mm=0.06mm 鉬絲中心軌跡，如圖6.35中雙點劃線所示。3、計算交點坐標

17、 將電極絲中心點軌跡劃分成單一的直線或圓弧段。求E點的坐標值：因兩圓弧的切點必定在兩圓弧的連心線OO1上。直線OO1的方程為Y=(2.75/3)X。故可求得E點的坐標值X、Y為X=-1.570mm Y=-1.493mm 其余各點坐標可直接從圖形中求得到,見表6.11。切割型孔時電極絲中心至圓心O的距離（半徑）為R=（1.1-0.06）mm=1.04mm表6.11凸凹模軌跡圖形各段交點及圓心坐標交點XY交點XY圓心XYB-3.74-2.11G-30.81O1-3-2.75C-3.74-0.81H-30.81O2-3-2.75D-3-0.81I-3.742.11E-1.57-1.4393K-6.9

18、62.114、編寫程序單 切割凸凹模時，不僅要切割外表面，而且還要切割內表面，因此要在凸凹模型孔的中心O處鉆穿絲孔。先切割型孔，然后再按BCDEFGHIKAB的順序切割。（1）3B格式切割程序單見表6.12所示。宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注表6.12凸凹模線切割程序序號 B X B Y B J G Z 說明 1 B   B   B 001040 Gx L3 穿絲切割 2 B 1040 B   B 004160 Gy SR2   3 B   B

19、  B 001040 Gx L1   4               D 拆卸鉬絲 5 B   B   B 013000 Gy L4 空走 6 B   B   B 003740 Gx L3 空走 7               D 重新裝上鉬絲 8 B   B   B 012190 Gy L2 切入并加工BC段 9 B   B   B 000740 Gx L

20、1   10 B   B 1940 B 000629 Gy SR1   11 B 1570 B 1439 B 005641 Gy NR3   12 B 1430 B 1311 B 001430 Gx SR4   13 B   B   B 000740 Gx L3   14 B   B   B 001300 Gy L2   15 B   B   B 003220 Gx L3   16 B   B   B 004220 Gy L4 

21、0; 17 B   B   B 003220 Gx L1   18 B   B   B 008000 Gy L4 退出 19               D 加工結束 （2）ISO格式切割程序單如下：H000=+00000000 H001=+00000110；H005=+00000000；T84 T86 G54 G90 G92X+0Y+0U+0V+0；C007；G01X+100Y+0；G04X0.0+H005；G41H000；C007；G41H000；G01X+1100Y+0

22、；G04X0.0+H005；宜賓職業(yè)技術學院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學 內 容 與 板 書備注G41H001；G03X-1100Y+0I-1100J+0；G04X0.0+H005；X+1100Y+0I+1100J+0；G04X0.0+H005；G40H000G01X+100Y+0；M00； /取廢料C007；G01X+0Y+0；G04X0.0+H005；T85 T87；M00； /拆絲M05G00X-3000； /空走M05G00Y-2750；M00； /穿絲H000=+00000000 H001=+00000110；H005=+00000000；T84 T86 G54 G90 G92X-2500Y-2000U+0V+0；C007；G01X-2801Y-2012；G04X0.0+H005；G41H000；C007；G41H000；G01X-3800Y-2