數(shù)控加工工藝與編程課件

1、數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程第七章第七章 數(shù)控電火花切割加工工藝與編程數(shù)控電火花切割加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程第一節(jié)第一節(jié)數(shù)控線切割加工原理、特點及應(yīng)用數(shù)控線切割加工原理、特點及應(yīng)用 一、數(shù)控線切割加工原理 線切割加工技術(shù)是線電極電火花加工技術(shù)，是電火花加工技術(shù)中的一種，簡稱線切割加工，也是利用工具電極對工件進(jìn)行脈沖放電時產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象來進(jìn)行加工的。電火花線切割加工是用運動著的金屬絲做電極，利用電極絲和工件在水平面內(nèi)的相對運動來切割出各種形狀的工件。若電極絲相對工件進(jìn)行有規(guī)律的傾斜運動，還可加工出帶錐度的工件。數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控線切割的加

2、工原理1工作臺 2夾具 3工件 4脈沖電源 5電極絲 6導(dǎo)輪 7絲架 8工作液箱 9儲絲筒 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程二、數(shù)控線切割加工特點二、數(shù)控線切割加工特點 （1）加工對象不受硬度的限制，可用于一般切削方法難以加工或者無法加工的金屬材料和半導(dǎo)體材料，特別適合淬火工具鋼、硬質(zhì)合金等高硬度材料的加工；但無法加工非金屬導(dǎo)電材料。 （2）能加工細(xì)小、形狀復(fù)雜的工件。由于電極絲直徑最小可達(dá)0.01mm，所以能加工出窄縫、銳角（小圓角半徑）等細(xì)微結(jié)構(gòu)。 （3）加工精度較高。由于電極絲是不斷移動的，所以電極絲的磨損很小，目前電火花加工精度已經(jīng)能達(dá)到m級，表面粗糙度可達(dá)Ra0.05m，完全可以

3、滿足一般精密零件的加工要求。數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 （4）用戶不需要制造電極，節(jié)約了電極制造時間和電極材料，減低了加工成本。 （5）工作液選用乳化液或去離子水等，而不是煤油，可節(jié)約能源物資，防止著火。 （6）一般采用精規(guī)準(zhǔn)一次加工成形，在加工中大都不需要轉(zhuǎn)換加工規(guī)準(zhǔn)。 （7）工件材料被蝕除的量很少，這不僅有助于提高加工速度，而且加工下來的材料還可以再利用。 （8）便于實現(xiàn)自動化，采用數(shù)控技術(shù)、只要編好程序，就能自動加工，操作方便、加工周期短，成本低，較安全。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程三、數(shù)控線切割的應(yīng)用 （1）加工模具。（2）加工電火花成形加工用的電極。（3）加工零件

4、。（4）稀有、貴重、超硬金屬材料的加工。數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程常見數(shù)控線切割加工的零件a）各種形狀及鍵槽 b） 齒輪內(nèi)外齒形 c）窄長沖模 d）斜直紋表面曲面體 e）各種平面圖案 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程第二節(jié)第二節(jié) 影響影響數(shù)控線切割加工工藝指標(biāo)的主要因素數(shù)控線切割加工工藝指標(biāo)的主要因素 一、線切割加工的技術(shù)指標(biāo)切割速度表面粗糙度加工精度技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程二、影響線切割工藝指標(biāo)的主要因素脈沖參數(shù)電極絲及其移動速度進(jìn)給速度影響技術(shù)指標(biāo)的因素工件材料及其厚度工作液數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控線切割加工工藝的制訂

5、數(shù)控線切割加工工藝的制訂 一、零件圖的工藝分析 不適合或不能使用電火花線切割加工的工件，有如下幾種： 1）表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后無法進(jìn)行手工研磨的工件； 2）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； 3）非導(dǎo)電材料； 4）厚度超過絲架跨距的零件； 5）加工長度超過x，y拖板行程長度，且精度要求較高的工件；數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 二、工藝準(zhǔn)備二、工藝準(zhǔn)備 （一）合理地確定切割路線 正確的切割路線能減少工件變形，容易保證加工精度。為避免材料內(nèi)部組織和內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響，除了考慮工件的坯料中取出位置外，還必須

6、合理選擇程序的走向和起點。如圖所示。加工程序引入點為A，起點為a，則走向可有：A-a-b-c-d-e-f-a-AA-a-f-e-d-c-b-a-A如選走向，則在切割過程中，工件懸留在被切縫af切開后易變形的部分，會帶來較大誤差。如選走向，就可減少或避免這種影響。如加工程序引入點為B點，起點為d，這時無論選哪種走向，其切割精度都會受到材料變形的影響。 程序起點對加工精度的影響 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程（二）工件毛坯的準(zhǔn)備毛坯的準(zhǔn)備工序是指凸?；虬寄Ｔ诰€切割加工之前的全部加工工序。1凹模的準(zhǔn)備工序1）下料用鋸床切斷所需材料。2）鍛造改善內(nèi)部組織，并鍛成所需的形狀。3）退火消除鍛造內(nèi)應(yīng)力

7、，改善加工性能。4）刨（銑）刨六面，并留磨削余量0.40.6mm。5）磨磨出上下平面及相鄰兩側(cè)面,對角尺。6）劃線劃出刃口輪廓線和孔(螺孔、銷孔、穿絲孔等)的位置。7）加工型孔部分當(dāng)凹模較大時，為減少線切割加工量，需將型孔漏料部分銑（車）出，只切割刃口高度；對淬透性差的材料，可將型孔的部分材料去除，留35mm切割余量。8）孔加工加工螺孔、銷孔、穿絲孔等。 9）淬火達(dá)設(shè)計要求。10）磨磨削上下平面及相鄰兩側(cè)面，對角尺。11）退磁處理數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 2凸模的準(zhǔn)備工序 凸模的準(zhǔn)備工序，可根據(jù)凸模的結(jié)構(gòu)特點，參照凹模的準(zhǔn)備工序，將其中不需要的工序去掉即可。但應(yīng)注意以下幾點： 1）

8、為便于加工和裝夾，一般都將毛坯鍛造成平行六面體。對尺寸、形狀相同，斷面尺寸較小的凸模，可將幾個凸模制成一個毛坯。 2）凸模的切割輪廓線與毛坯側(cè)面之間應(yīng)留足夠的切割余量（一般不小于5mm）。毛坯上還要留出裝夾部位。 3）在有些情況下，為防止切割時模坯產(chǎn)生變形，要在模坯上加工出穿絲孔。切割的引入程序從穿絲孔開始。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程（三）穿絲孔和電極絲切入位置的選擇 切入位置的選擇a）凹模 b）凸模 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 （四）電極絲位置的調(diào)整 線切割加工之前，應(yīng)將電極絲調(diào)整到切割的起始坐標(biāo)位置上，其調(diào)整方法有以下幾種： 1目測法目測法調(diào)整電極絲位置 利用穿絲處劃

9、出的十字基準(zhǔn)線，分別沿劃線方向觀察電極絲與基準(zhǔn)線的相對位置，根據(jù)兩者的偏離情況移動工作臺，當(dāng)電極絲中心分別與縱橫方向基準(zhǔn)線重合時，工作臺縱、橫方向上的讀數(shù)就確定了電極絲中心的位置。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 2.火花法火花法調(diào)整電極絲位置 移動工作臺使工件的基準(zhǔn)面逐漸靠近電極絲，在出現(xiàn)火花的瞬時，記下工作臺的相應(yīng)坐標(biāo)值，再根據(jù)放電間隙推算電極絲中心的坐標(biāo)。此法簡單易行，但往往因電極絲靠近基準(zhǔn)面時產(chǎn)生的放電間隙，與正常切割條件下的放電間隙不完全相同而產(chǎn)生誤差。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程3自動找中心 就是讓電極絲在工件孔的中心自動定位。此法是根據(jù)線電極與工件的短路信號，來確

10、定電極絲的中心位置。數(shù)控功能較強的線切割機(jī)床常用這種方法。 自動找中心 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程三、零件的裝夾和位置校正（一）工件的裝夾 1懸臂式裝夾 懸臂式裝夾 裝夾簡單方便，通用性強。但由于工件平面難與工作平臺找平，工件懸伸端易受力撓曲，易出現(xiàn)切割出的側(cè)面與工件上、下平面間的垂直度誤差。通常只在工件加工要求低或懸臂部分短的情況下使用。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程2兩端支撐方式裝夾 兩端支撐方式裝夾 工件兩端固定在兩相對工作臺面上，裝夾簡單方便，支撐穩(wěn)定，定位精度高。但要求工件長度大于兩工作臺面的距離，不適合裝夾小型工件，且工件剛性要好，中間懸空部不會產(chǎn)生撓曲。 數(shù)控加

11、工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程3橋式支撐方式裝夾橋式去撐方式裝夾 在通用夾具上放置墊鐵后，先在兩端支撐的工作臺面上架上兩根支撐墊鐵，再在墊鐵上安裝工件，墊鐵的側(cè)面也可做定位面使用。方便靈活，通用性強，對大、中、小型工件都適用。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程4板式支撐方式裝夾 根據(jù)常規(guī)工件的形狀和尺寸大小，制成帶各種矩形或圓形孔的平板作為輔助工作臺，將工件安裝在支撐板上。裝夾精度高，適用于批量生產(chǎn)各種小型和異型工件。但無論切割型孔還是外形都需要穿絲，通用性也較差。 板式支撐方式裝夾 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程5復(fù)式支撐方式 在工作臺面上裝夾專用夾具并校正好位置，再將工件裝夾于其

12、中。對于批量加工可大大縮短裝夾和校正時間，提高效率。 復(fù)式支撐方式 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程（二）工件的調(diào)整1用百分表找正 用磁力表架將百分表固定在絲架或其它位置上，百分表的測量頭與工件基面接觸，往復(fù)移動工作臺，按百分表指示值調(diào)整工件的位置，直至百分表指針的偏擺范圍達(dá)到所要求的數(shù)值。找正應(yīng)在相互垂直的三個方向上進(jìn)行。 用百分表找正 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程2劃線法找正 工件的切割圖形與定位基準(zhǔn)之間的相互位置精度要求不高時，可采用劃線法找正，如圖所示。利用固定在絲架上的劃針對準(zhǔn)工件上劃出的基準(zhǔn)線，往復(fù)移動工作臺，目測劃針、基準(zhǔn)間的偏離情況，將工件調(diào)整到正確位置。劃線法找正

13、 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 四、加工參數(shù)的選擇 （一）脈沖參數(shù)的選擇 脈沖電源的波形及參數(shù)的影響是相當(dāng)大的，如矩形波脈沖電源的參數(shù)主要有電壓、電流、脈沖寬度、脈沖間隔等。所以根據(jù)不同的加工對象選擇合理的電參數(shù)是非常重要的。 應(yīng)用應(yīng)用脈沖寬度脈沖寬度ti/ S 電流峰值電流峰值Ie/A 脈沖間隔脈沖間隔t0/ S 空載電壓空載電壓/V 快速切割或加大快速切割或加大厚度工件厚度工件Ra2.5 m 2040大于大于12為實現(xiàn)穩(wěn)定加工為實現(xiàn)穩(wěn)定加工,一般選擇一般選擇t0/ti=34以上以上一般為一般為7090半精加工半精加工Ra=1.252.5 m 620612精加工精加工Ra|Xe|時，

14、取Gy；|Xe|Ye|時，取Gx；|Xe|=|Ye|時，取Gx或Gy均可。斜線的計數(shù)方向 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 2加工圓弧 圓弧計數(shù)方向的選取，應(yīng)看圓弧的終點的情況而定，從理論上講，應(yīng)該是當(dāng)加工圓弧達(dá)到終點時，走最后一步的是哪個坐標(biāo)，就應(yīng)選此坐標(biāo)作為計數(shù)方向。實際加工中，將45線作為分界線，當(dāng)圓弧終點坐標(biāo)為（Xe，Ye）時，若|Xe|Ye|時，取Gy；|Ye|Xe|時，取Gx；|Xe|=|Ye|時，取Gx或Gy均可。 圓弧的計數(shù)方向 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 （四）計數(shù)長度J 當(dāng)計數(shù)方向確定后，計數(shù)長度J是指被加工圖形在計數(shù)方向坐標(biāo)軸上的投影長度（即絕對值）的總和，

15、以m為單位。 1對于斜線 加工圖所示斜線OA，其終點為A（Xe,Ye），且YeXe，因為|Ye|Xe|，OA斜線與X軸夾角大于45時，計數(shù)方向取Gy，斜線OA在Y軸上的投影長度為Ye，故J=Ye斜線的G和J 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 2跨兩象限的圓弧 加工圖所示圓弧，加工起點A在第四象限，終點B(Xe,Ye)在第一象限，因為加工終點靠近Y軸，|Ye|Xe|，計數(shù)方向取Gx；計數(shù)長度為各象限中的圓弧段在X軸上投影長度的總和，即J=JX1+JX2。跨兩象限的圓弧的G和J 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 加工如圖所示圓 弧 ， 加 工 終 點B(Xe,Ye)，因加工終點 B 靠 近

16、 X 軸 ，|Xe|Ye|，故計數(shù)方向取Gy，J為各象限的圓弧段在Y軸上投影長度的總和，即J=Jy1+Jy2+Jy3。 3跨多個象限圓弧跨多個象限圓弧的G和J 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程（五）加工指令Z 1.直線段加工指令a）直線加工指令 b）坐標(biāo)軸上直線加工指令 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程2.圓弧加工指令c）順時針圓弧指令 d）逆時針圓弧指令 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程（六）應(yīng)用舉例 加工如圖所示斜線OA，終點A的坐標(biāo)為Xe=17mm，Ye=5mm，寫出加工程序。其程序為：B17000B5000B17000GxL1在斜線段的程序中X和Y值可按比例縮小同樣倍數(shù)，故

17、程序可寫為： B17 B5 B17000GxL1數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程加工圖中所示直線，其長度為21.5mm，寫出其程序。 在與坐標(biāo)軸重合的程序中，X或Y的數(shù)值即使不為零，也不必寫出。因此，相應(yīng)的程序為： BBB021500GyL2數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程加工如圖示圓弧，加工起點的坐標(biāo)為A(-5,0),試編制程序。 其程序為： B5000 BB010000GySR2數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程加工圖示的1/4圓弧，加工起點A（0.707,0.707），終點為 B(-0.707,0.707)，試編制程序。 相應(yīng)的程序為： B707 B707 B001414GxN

18、R1由于終點恰好在45線上，故也可取Gy，則B707 B707 B000586GyNR1數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程加工如圖所示圓弧，加工起點為A（-2，9），終點為B（9，-2），編制加工程序。 圓弧半徑：R= m =9220m 計數(shù)長度：JYAC=9000mJYCD=9220mJYDB=R-2000m =7200m則JY= JYAC+ JYCD+ JYDB=（9000+9220+7220）m =25440m其程序為：B2000 B9000 B025440GyNR2 2290002000數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程將凸凹模零件用3B格式編寫程序單。 數(shù)控加工工藝與編程數(shù)控加工工藝與編程 （1）求電極絲中心軌跡坐標(biāo) 求E點的坐標(biāo)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(biāo)值X、Y為：X=-1.570mm Y=-1.493mm其余各點坐標(biāo)可直接從圖形中求得到，見下表。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交點XY交點XY圓心XYB-3.74-2.11G-30.81O1-3-2