第三章_電火花線切割加工

1、第三章第三章電火花線切割加工電火花線切割加工1 電火花線切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，簡稱WCEDM)是在電火花加工基礎(chǔ)上于50年代末在前蘇聯(lián)發(fā)展起來的一種新工藝，由于其加工過程是利用線狀電極靠火花放電對工件進行切割，故稱電火花線切割。目前，國內(nèi)外的線切割機床已占電加工機床的60%以上。 2電火花線切割機床的基本組成電火花線切割機床的基本組成34目 錄2.1 電火花線切割加工原理、特點及應(yīng)用范圍2.2 電火花線切割加工設(shè)備2.3 電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)2.4 影響線切割工藝指標的因素2.5 線切割加工工藝及其擴展應(yīng)用5第一節(jié)

2、電火花線切割加工原理、特點及應(yīng)用范圍一、線切割加工原理 利用上下高速移動的金屬導(dǎo)線（銅絲或鉬絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電、切割成形。6形成放電通道電弧成長、金屬熔化爆炸、電極材料拋出冷卻、排屑、極間消電離7 電極絲對工件存在亞微米級的過接觸而產(chǎn)生一定接觸壓力時，兩級間放電率可以達到95%以上。8 電火花線切割加工的基本原理與電火花成型加工一樣，也是利用工具電極對工件進行脈沖放電時產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象來進行加工的。但是，電火花線切割加工不需要制作成型電極，而是用 運動著的金屬絲（鉬絲或銅絲）作電極，利用電極絲和工件在水平面內(nèi)的相對運動切割出各種形狀的工件。若使電極絲相對工件進行有規(guī)律的傾斜運動

3、，還可以切割出帶錐度的工件。工件接在脈沖電源的正極，電極絲接負極 。9零件工藝分析零件工藝分析手工手工自動自動編程編程數(shù)數(shù)控控裝裝置置功功放放機床機床步進步進電機電機脈沖脈沖運絲運絲變變頻頻二、線切割加工過程： 對零件工藝分析后可用軟件自動編程或手工編程，程序輸入數(shù)控裝置后通過功放自動控制步進電機，帶動機床工作臺和工件相對電極絲沿X、Y方向移動，完成平面形狀的加工。數(shù)控裝置自動控制工件和電極絲之間的相對運動軌跡的同時，檢測到的放電間隙大小和放電狀態(tài)信息經(jīng)變頻后反饋給數(shù)裝置來控制進給速度，使進給速度與工件材料的蝕除速度相平衡，維持正常的穩(wěn)定加工。10三、線切割加工的特點與電火花穿孔成形加工相比，

4、既有共性，又有特性。 共同點：線切割加工的電壓、電流波形與電火花加工的基本相似。線切割的加工機理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律，材料的可加工性等也都與電火花加工的基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料。 11三、線切割加工的特點與電火花穿孔成形加工相比，既有共性，又有特性。 不同點：由于電極工具是直徑較小的細絲，故脈沖寬度、平均電流等不能太大，加工工藝參數(shù)的范圍較小，屬中、精正極性電火花加工，工件常接脈沖電源正極。采用水或水基工作液，不會引起火，容易實現(xiàn)安全無人運轉(zhuǎn)，但由于工作液的電阻率遠比煤油小，因而在開路狀態(tài)下，仍有明顯的電解電流。一般沒有穩(wěn)定電弧放電狀態(tài)。電極與工件之間存在著“疏松接觸

5、”式輕壓放電現(xiàn)象。12三、線切割加工的特點與電火花穿孔成形加工相比，既有共性，又有特性。 不同點：省掉了成形的工具電極，大大降低了成形工具電極的設(shè)計和制造費用，用簡單的工具電極，靠數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜的切割軌跡，縮短了生產(chǎn)準備時間，加工周期短，這不光對新產(chǎn)品的試制有意義，對大批生產(chǎn)也增加了快速性和柔性。由于電極絲比較細，可以加工微細異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件。由于采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加工精度的影響比較小。13 1. 加工模具2.加工電火花成形加工用的電極3.加工高硬度材料4.加工貴重金屬5.加工試驗品 四、線切割加工的應(yīng)用范圍四、線切割加工的應(yīng)用范圍14

6、線切割應(yīng)用：微細結(jié)構(gòu)和復(fù)雜形狀15線切割應(yīng)用：16快走絲線切割機床加工精度可達到0.01mm， 加工表面粗糙度 Ra1.6m。17第二節(jié) 電火花線切割加工設(shè)備加工精度可達到1.5m， 加工表面粗糙度Ra0.10.2m。18慢走絲線切割機床電火花線切割機床的牌號編制方法JB/T 7445.2-201219 電火花線切割機床是電火花加工機床的一種，根據(jù)走絲速度和加工精度不同，分快走絲和慢走絲二種。20m/min21數(shù)控線切割技術(shù)的發(fā)展趨勢 1. 切割速度、加工精度、表面粗糙度、復(fù)雜度的進一步提高； 2. 線切割機床逐步形成產(chǎn)品的系列化、標準化和通用化，向大型、精密、高效率、多功能及自動化等方向發(fā)展

7、。22 線切割機床由脈沖電源、機床本體、控制系統(tǒng)和工作液循環(huán)系統(tǒng)四大部分組成。(一)脈沖電源 線切割機床的脈沖電源采用小功率、窄脈沖、高頻率、大峰值電流的高頻脈沖電源。 一般電源的電規(guī)準有幾個檔，以調(diào)整脈沖寬度和脈沖間隙時間，滿足不同加工要求。(二)機床本體 機床本體包括：床身、坐標工作臺、走絲機構(gòu)組成。1、床身 床身一般為鑄件，是坐標工作臺、走絲機構(gòu)的固定基礎(chǔ)。床身內(nèi)部安置脈沖電源和工作液箱。考慮電源會發(fā)熱和工作液泵有振動，有些機床將脈沖電源和工作液箱移出床身另行安放。232. 坐標工作臺 坐標工作臺安置在床面上，包括上層工作臺面、中層中拖板、下層底座，還有減速齒輪和絲杠螺母等構(gòu)件。兩個步進

8、電動機經(jīng)過齒輪減速，帶動絲杠螺母，從而驅(qū)動工作臺在XY平面上移動?？刂破髅堪l(fā)出一個進給脈沖信號，工作臺就移動lm，則稱該機床的脈沖當量為1m/脈沖。工作臺傳動原理24走絲機構(gòu)傳動原理3. 走絲機構(gòu) 快走絲機構(gòu)的作用是保證電極絲能進行往復(fù)循環(huán)的高速運行，由電動機傳動儲絲筒作高速正反向轉(zhuǎn)動。通過齒輪副傳動走絲機構(gòu)拖板的絲杠螺母，使電極絲均勻地卷繞在儲絲筒上。 儲絲筒在旋轉(zhuǎn)的同時，做軸向移動，軸向移動應(yīng)大于電極絲直徑，使電極絲整齊排列在貯絲筒上。 快速走絲 能較好地將電蝕屑排出加工區(qū)，提高加工速度。電極絲換向時的減速和加速過程中，放電和進給必須停止。否則會出現(xiàn)斷絲。由于電極絲換向時的抖動和反向停頓，

9、使加工表面出現(xiàn)凹凸不平的條紋。25 慢走絲機構(gòu)，走絲速度在 0.2m/s以下，電極絲多采用成卷的黃銅絲或鍍鋅黃銅絲，工作時單向運行，經(jīng)放電加工后不再使用，電極絲的張力可調(diào)節(jié)。特點：電極絲只用一次，工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì) 量好，但加工速度低，加工成本高。264. 錐度切割裝置 目的：切割有落料角的沖模和某些有錐度的內(nèi)外表面。 結(jié)構(gòu)方式：（1）導(dǎo)輪偏移式絲架（2）導(dǎo)輪擺動式絲架（3）雙坐標聯(lián)動裝置2728（四）工作液循環(huán)系統(tǒng) 快走絲用的工作液是乳化液，慢走絲用的工作液是去離子水。去離子水是通過離子交換樹脂凈化器將水中的離子去除，并通過電阻率控制裝置，控制去離子水的電阻率。 作用：與電火花成

10、形相同，主要是及時排除電蝕產(chǎn)物，對工件和電極絲進行冷卻。（三）控制系統(tǒng) 作用：按程序自動控制電極絲和工件之間的相對運動軌跡和進給速度，完成對工件的加工。同時，根據(jù)放電間隙大小和放電狀態(tài)，使進給速度和工件的蝕除速度相平衡，維持正常的穩(wěn)定加工。第三節(jié) 電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)一、線切割控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是進行電火花線切割加工的重要環(huán)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性、可線性、控制精度及自動化程度都直接影響到加工工藝指標和工人的勞動強度。 控制系統(tǒng)的主要作用是在電火花線切割加工過程中：按加工要求自動控制電極絲相對工件的運動軌跡；自動控制伺服進給速度，保持恒定的放電間隙，防止開路和短路實現(xiàn)對工件的形狀和尺寸加

11、工。 電火花線切割機床控制系統(tǒng)主要包括軌跡控制和加工控制。291.軌跡控制基本原理 30 線切割加工時，數(shù)控裝置連續(xù)運算，并向驅(qū)動機床工作臺的步進電機發(fā)出相互協(xié)調(diào)的進給脈沖，使工作臺(工件)按指定的路線運動。 斜線(直線)OA的插補過程。O點為切割的起點，X、Y軸分別表示工作臺的縱、橫進給方向。取斜線的起點O為坐標原點，OA終點的坐標為(6，4)。 先從坐標原點O沿X軸正向進給一步，加工點(電極絲)由O移動到M1，M1點在OA的下方下方 已偏離斜線，產(chǎn)生了偏差。為使加工點向OA靠攏，需沿Y軸正向軸正向進給一步，加工點由M1移動到M2。M2點在OA的上方上方，也偏離了斜線，產(chǎn)生了新的偏差。為了糾

12、正這個偏差，應(yīng)沿X軸正向軸正向進給一步。如此連續(xù)插補，直到斜線終點A(6，4)。1.軌跡控制基本原理 電極絲相對工件的運動軌跡是折線O-M1- M2-A。 斜線(直線)插補就是用上述折線代替直線OA，完成對斜線的加工。31逐點比較法：加工過程中，工作臺每進給一步，都要比較一下加工點與規(guī)定圖形的位置，逐步逼近加工圖形的控制方法。 圓弧AB的插補過程。 取圓心為坐標原點，用X、Y軸表示機床工作臺的縱、橫進給方向。以A點為加工起點。若加工點在圓弧外(包括在圓弧上的點)，沿X軸負向進，給一步，加工點在圓弧內(nèi)，沿Y軸正向進給一步，一直插補到圓弧終點B。和斜線插補一樣，也是用一條折線代替圓弧AB。1、軌跡

13、控制基本原理 32 為什么可用折線代替斜線和圓弧呢？ 因為控制臺每發(fā)出一個進給脈沖，工作臺進給的一步距離僅為1m，斜線和圓弧與折線的最大偏差就是工作臺進給一步的距離。這個誤差是工件尺寸精度所允許的。 從斜線和圓弧插補過程可以看出，工作臺的進給是步進的。它每走一步機床數(shù)控裝置都要自動完成四個工作節(jié)拍。 工作節(jié)拍方框圖33 (1)偏差判別 判別加工點對規(guī)定圖形的偏離位置，以決定工作臺的走向。 (4)終點判斷 每當進給一步并完成偏差計算之后，應(yīng)判斷是否已加工到圖形的終點，若加工點已到終點，便停止加工。否則，應(yīng)按加工節(jié)拍繼續(xù)加工，直到終點為止。 (2)工作臺進給 根據(jù)判斷的結(jié)果，控制工作臺在X或Y方向

14、進給一步，以使加工點向規(guī)定圖形靠攏。 (3)偏差計算 在加工過程中，工作臺每進給一步，都由機床的數(shù)控裝置根據(jù)數(shù)控程序計算出新的加工點與規(guī)定圖形之間的偏差，作為下一步判斷的依據(jù)。34計算機是如何判斷加工點對規(guī)定圖形的偏差的？對于直線：以起點為坐標原點 用F=xey-xye來表示偏差的大小，直線終點坐標為（xe ，ye），當F0時，X軸正方向進給一步；當F0時， Y軸正方向進給一步。對于圓?。阂詧A心為坐標原點 用F=x2+y2-R2來表示偏差的大小，當F0時，X軸正方向進給一步；當F0時， Y軸正方向進給一步。 計算機用遞進法進行偏差計算。即每進給一步，用前一步的偏差來推算新加工點的偏差。35 通

15、過控制線段從起點加工到終點時，工作臺在X或Y方向上的進給總長度Gx或Gy來進行終點判斷的。計算機是如何進行終點判斷的？ 在數(shù)控裝置中設(shè)立了一個計數(shù)器來進行計數(shù)。在加工前將X或Y方向上進給的總長度存入計數(shù)器，加工過程中工作臺在計數(shù)方向上每進給一步，計數(shù)器就減去1，當計數(shù)器中存入的數(shù)值被減到零時，表示已切割到終點，加工結(jié)束。 計數(shù)方向是否可任選呢？ 如圖所示，應(yīng)選X方向計數(shù)Gx=6步若選Y方向計數(shù)Gy=4步，加工完M8就停止加工，X方向少走一步。 為防止漏走，應(yīng)取投影長度大的方向作計數(shù)方向。2. 加工控制功能 線切割加工控制和自動化操作方面的功能很多，并有不斷增強的趨勢，這對節(jié)省準備工作量、提高加

16、工質(zhì)量很有好處，主要有下列幾種。361）進給速度控制；2）短路回退；3）間隙補償；4）圖形的縮放、旋轉(zhuǎn)和平移 ；5）適應(yīng)控制；6）自動找中心；7）信息顯示。 數(shù)控程序就是用來控制機床，使機床按照預(yù)定要求進行切割加工。變換成機器可以接受的指令碼，這個全過程稱為程序的編制。 3B格式是數(shù)控線切割機床所用的程序之一。（一）程序格式（一）程序格式 ( (無間隙補償無間隙補償 ) )BXBYBJGZ分隔符號 X坐標值 Y坐標值 計數(shù)長度 計數(shù)方向加工指令37 3B格式程序是按電極絲中心軌跡中心軌跡編程，編程時，工件尺寸要換算成電極絲中心軌跡。二、線切割數(shù)控編程要點（ 3B格式程序編制）步驟：1. 計算補

17、償量和軌跡圖。2. 計算直線終點相對坐標；計算圓弧起點和終點相對圓心坐標。3. 根據(jù)終點坐標確定計數(shù)方向和計數(shù)長度。4. 根據(jù)直線終點位置和圓弧起點位置確定加工指令。38BXBYBJGZ分隔符號 X坐標值 Y坐標值 計數(shù)長度 計數(shù)方向加工指令1 1分隔符號分隔符號B B 用來將X、Y、J的數(shù)碼分開，利于控 制裝置識別。2 2坐標值坐標值X X、Y Y 即X、Y相對坐標的絕對值，單位m 39 坐標原點為線段起點起點，X、Y分別取線段在對應(yīng)方向上的增量增量，即該線段在相對坐標系中的終點坐標的絕對值。X、Y允許取比值比值，若X或Y為零時，X、Y值均可不寫可不寫，但分隔符號保留。例如 B2000B0B

18、2000GxL1 可寫為BBB2000GxL1。 坐標原點為圓心圓心，X、Y取圓弧起點坐標的絕對值絕對值，但不允許不允許 取比值。3計數(shù)方向G Gx 取X方向進給總長度計數(shù) GY取Y方向進給總長度計數(shù)直線：直線： 用線段的終點坐標的絕對值進行比較，哪個方向數(shù)值大，就取該方向作為計數(shù)方向。即：|Y| |X|時，取GY； |Y| |X|時，取Gx；|Y|=|X|時，取Gx或GY，有些機床對此專門規(guī)定。 403計數(shù)方向G Gx 取X方向進給總長度計數(shù) GY取Y方向進給總長度計數(shù)圓?。簣A?。?根據(jù)終點終點坐標的絕對值，哪個方向數(shù)值小，就取該方向為計數(shù)方向。 與直線相反。即：|Y|X|時，取Gx；|Y|

19、=|X|時，取Gx或GY，有些機床對此專門規(guī)定。4145線以內(nèi)的直線取Gx圓弧終點在45線以內(nèi)的取Gy4計數(shù)長度J 根據(jù)計數(shù)方向，選取直線或圓弧在該方向上的投影總和（絕對值），單位m 直線AB： 取 GY 圓弧CD： 取GYJ=3000 m 42R5Y方向投影較長終點坐標Y 絕對值較小R= =5mm2234 順時針方向切割逆時針方向切割5 5加工指令加工指令Z Z 根據(jù)被加工圖形的形狀，所在象限和走向等確定?？刂婆_根據(jù)這些指令，進行偏差計算，控制進給方向。直線直線加工指令有：L1、L2、L3、L4 順時針方向加工圓弧圓弧加工指令有：SR1、SR2、SR3、SR4逆時針方向加工圓弧圓弧加工指令有

20、：NR1、NR2、NR3、NR4加工指令Z ：看走向，看起點象限或即將進入的象限（軸上的點）。43加工指令Z ：看終點象限軸上的點看方向。B2000 B3000 B3000 Gy L2B2 B3 B3000 Gy L2B13500B0B13500GxL3，或BBB13500GxL3 44坐標值取絕對值X和 Y同時按比例縮放軸上的點只寫分隔符號Y軸投影較長，取Gy終點在第二象限取L2終點在X軸反方向 取GxL33B格式編程實例R5B3000 B4000 B17000 Gy SR3453B格式編程實例取起點坐標絕對值終點坐標絕對值小的方向為計數(shù)數(shù)方向J1=3+5 =8mmJ2=4+5=9mm總計數(shù)

21、長度J1+J2起點在第三象限順時針切割SR例題：加工圓弧例題：加工圓弧ABAB加工指令Z取 SR3（起點在第三象限，順時針切割）4) 程序 B9000 B2000 B25880 Gx SR3462）圓弧半徑： 計數(shù)長度：由終點坐標B（2，-9）判斷 |Y|X| ，計數(shù)方向取Gx；起點坐標絕對值凸模凹模（二）間隙補償（二）間隙補償 實際編程時，通常不是編工件輪廓線的程序，應(yīng)該編切割時電極絲中心所走的軌跡軌跡的程序，即還應(yīng)該考慮電極絲的半徑和電極絲至工件間的放電間隙。 電極電極絲絲 中心軌跡中心軌跡間隙補償量間隙補償量 ：R=R=電極絲半徑電極絲半徑r+r+放電間隙放電間隙 47（三）編程步驟（三

22、）編程步驟 在編程前應(yīng)了解數(shù)控線切割機床的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)，數(shù)控裝置的功能及適應(yīng)程序代碼格式。 1正確選擇穿絲孔和電極絲切入位置 穿絲孔是電極絲加工的起點，也是程序的原點，O點為穿絲孔。一般選工件的基準點附近。紅色所示為待線割的孔。 穿絲孔到工件之間有一條引入線段，如OA段，稱為引入程序段引入程序段。在手工編程時，應(yīng)減去一個間隙補償量R ，從而保證圖形位置的準確性，防止過切。483確定加工路線 根據(jù)工件的裝夾情況，建立坐標系。選擇正確的加工路線能減小工件的變形，保證加工精度。4求加工軌跡各線段的各交點相對相對坐標值 將圖形分割成若干條單一的直線或圓弧，按圖紙尺寸（平均尺寸）求出加工軌跡各線段

23、的交點的相對坐標值。 5編制程序 6程序檢驗 空運行，即將程序輸入數(shù)控裝置后空走，檢查機床的回零誤差。2計算間隙補償量R 。49例1 如圖所示的加工軌跡，它由三條直線段和一段圓弧組成，所以要分成四段來編程序。加工軌跡圖形（四）編程實例（四）編程實例 (1)加工直線段AB，以起點A為坐標原點，AB與X軸重合，程序為：BBB40000GXLl (2)加工斜線段BC，應(yīng)以B點為坐標原點，則C點對B點的坐標為X=10 mm，Y=90 mm，程序為： B1B9B90000GYL1 (3)加工圓弧CD，以該圓弧圓心O為坐標原點，經(jīng)計算圓弧起點C對O的坐標為X=30 mm，Y=40 mm，起點在第一象限，逆

24、時針加工，程序為B30000B40000B60000GxNR1 (4)加工斜線DA，以D為坐標原點，終點A對D的坐標為X=l0mm，Y=-90mm，終點在第四象限，程序為：B1B9B90000GYL450 編制如圖所示凸凹模（圖中尺寸為計算后的平均尺寸）的數(shù)控線切割程序。電極絲為的鉬絲0.18mm ，單邊放電間隙為0.01mm。51編程舉例算出電極絲中心軌跡建立坐標系，確定穿絲孔位置。 切割凸凹模時，加工順序應(yīng)先內(nèi)后外，選取20圓的圓心，其中穿絲孔位置分別是O點和B點（0，-30）。確定補償量 R=0.18/2+0.01=0.10mm計算電極絲中心軌跡交點相對坐標 O為原點：A(9.9，0）、

25、B (0，-30）； C(0，-25.1)； F(8.49，23.621）B為原點：C(0，4.9)； C為原點：D(60.1，0)D為原點： E(0，35.17)；E為原點: F(-51.61，18.551）52編寫程序 直線段OA和BC段為引導(dǎo)程序段，需減去補償量0.10mm。其余線段和圓弧按考慮間隙補償后的軌跡編程。 先切割內(nèi)孔，從圓心空走到外形B處，再按順序切割。 加工順序為： OAAOBCDEFC 533B格式程序B B B009900 Gx L1 穿絲切割，OA段 B9900 B B039600 Gy NR1 內(nèi)孔加工B B B009900 Gx L3 AO段 D 拆絲B B B0

26、30000 Gy L4 空走OB段 D 裝絲B B B004900 Gy L2 BC段B B B060100 Gx L1 CD段B B B030170 GY Y L2 DE 段 B51610 B18551 B051610 Gx L2 EF段B8490 B23621 B058690 Gx NR1 FC段 DD 結(jié)束加工順序為：OAAOBCDEFC54三、三、ISO代碼數(shù)控程序編制代碼數(shù)控程序編制 ISO代碼進行數(shù)控編程是電加工控制發(fā)展的必然趨勢。目前，部分廠家采用3B、4B和ISO并存的方式作為過渡。 （一）程序段格式和程序格式（一）程序段格式和程序格式P10N01G92XOYON02G01X5

27、000 Y5000N03G01X2500 Y5000N04G01X2500 Y2500N05G01XOYON06M02程序名 字母和數(shù)字 程序主體 由若干個程序段組成 程序結(jié)束指令 55程序段格式N02G01X5000Y5000尺寸字尺寸字 電極絲運動坐標位電極絲運動坐標位置，置，X X、Y Y、U U、V V、A A、I I、J J等，等，后續(xù)數(shù)字為整數(shù)，單后續(xù)數(shù)字為整數(shù)，單位位m,正、負號。正、負號。加工指令加工指令 GG其后續(xù)有其后續(xù)有兩 位 正 整 數(shù) ，兩 位 正 整 數(shù) ， 如如G00G00G99G99。 順序號字順序號字 程序段的程序段的序號，序號，N N后續(xù)數(shù)字后續(xù)數(shù)字2 24

28、 4位。如位。如N03N03、N0010N0010。56（二）（二）ISOISO代碼及其編程代碼及其編程 常用ISO指令代碼 1 1G00 G00 為快速定位指令為快速定位指令在線切割不加工情況下，使指定的在線切割不加工情況下，使指定的某軸以最快速度移動到指令位置某軸以最快速度移動到指令位置 書寫格式：書寫格式：G00 X_ Y_G00 X_ Y_ 例例 如：如：G00 X60000 Y80000G00 X60000 Y80000注意：如果程序中指定了注意：如果程序中指定了G01G01、G02G02指令，則指令，則G00G00無效無效 572G01 直線插補指令在各個坐標平面內(nèi)加工任意斜率直線

29、輪廓和用直線逼近曲線輪廓。書寫格式：G01 X_ Y_例 如：G92 X20000 Y20000 G01 X80000 Y60000 加工錐度的線切割機床具有X、Y、U、V工作臺，則程序段格式為：G01 X_ Y_ U_ V_583 3G02G02、G03 G03 圓弧插補指令圓弧插補指令 書寫格式：G02 X_ Y_ I_ J_ G03 X_ Y_ I_ J_注：G02順時針插補圓弧 ，G03逆時針插補 X、Y表示圓弧終點終點絕對坐標 I、J圓心坐標，是圓心相對圓弧起點的增量值，I是X方向坐標，J是Y方向坐標。 G02 X30000 Y30000 I20000 JO AB弧G03 X4500

30、0 Y15000 I15000 JO BC弧594 4G90G90、G91G91、G92 G92 坐標指令坐標指令G90G90絕對坐標指令。即移動指令終點坐標值絕對坐標指令。即移動指令終點坐標值X X、Y Y都是都是以工件坐標系原點（程序的零點）為基準來計算的。以工件坐標系原點（程序的零點）為基準來計算的。書寫格式：書寫格式：G90 G90 （單列一段）（單列一段） 終點終點 ：8080，6060 G91G91增量坐標指令。增量坐標指令。 即坐標值均以前一個坐標位置作為起即坐標值均以前一個坐標位置作為起點來計算下一點位置值。點來計算下一點位置值。3B3B、4B4B格式格式均按此方法計算坐標點。

31、均按此方法計算坐標點。書寫格式：書寫格式：G91G91（單列一段）（單列一段） 終點終點 ：6060，4040 60G92G92絕對坐標指令絕對坐標指令( (定起點定起點) )書寫格式：書寫格式：G92 X_Y_G92 X_Y_表示電極絲當前的位置在編輯坐標系中的表示電極絲當前的位置在編輯坐標系中的坐標值，即加工程序的坐標值，即加工程序的起點起點。G92 X10000 Y10000G92 X10000 Y10000 61例題例題 G90絕對坐標編程P0010 （程序名）N01 G92 X0 Y0（確定加工程序起點）N02 G01 X10000 Y0 N03G01 X10000 Y20000 N

32、04G02 X40000 Y20000 I 15000 J 0 N05G01 X30000 Y0 N06G01 X0 Y0 N07 M02（程序結(jié)束）62G91相對坐標編程P0011 （程序名）N01 G92 X0 Y0（起點）N02 G91 （后面為坐標增量編程）N03 G01 X10000 Y0N04 G01 X0 Y20000N05 G02 X30000 Y0 I15000 J0N06 G01 X-10000 Y-20000N07 G01 X-30000 Y0N08 M02 （程序結(jié)束）635 5G05G05、G06G06、G07G07、G08G08、G10G10、G11G11、G12

33、G12 G11G11為鏡像及交換指令為鏡像及交換指令G05G05X X軸鏡像，軸鏡像，X=-XX=-XG06G06Y Y軸鏡像，軸鏡像，Y=-YY=-YG12G12消除鏡像。每進行鏡像程序時，結(jié)束都需加該指令消除鏡像。每進行鏡像程序時，結(jié)束都需加該指令 646 6G40G40、G41G41、G42G42為間隙補償指令為間隙補償指令G41G41左偏補償指令左偏補償指令格式：格式：G41 D_G41 D_G42G42右偏補償指令右偏補償指令格式：格式：G42 D_G42 D_DD表示間隙補償量，計算方法與前面方法相同。左偏、右偏表示間隙補償量，計算方法與前面方法相同。左偏、右偏是沿加工方向看，是沿

34、加工方向看，軌跡在輪廓的左邊或右邊。軌跡在輪廓的左邊或右邊。 657 7G50G50、G51G51、G52 G52 錐度加工指令錐度加工指令G50G50消除錐度、消除錐度、G51G51錐度左偏、錐度左偏、G52G52錐度右偏錐度右偏G51G51錐度左偏指令，錐度左偏指令，書寫格式：書寫格式：G51 A_G51 A_ G51 A0.5 G51 A0.5沿走絲方向看沿走絲方向看電極絲電極絲上方上方向左偏離。向左偏離。順時針加工，錐度左偏加工的工件順時針加工，錐度左偏加工的工件為為上大下小上大下??；逆時針加工，左偏時；逆時針加工，左偏時工件工件上小下大上小下大。 驅(qū)動上導(dǎo)驅(qū)動上導(dǎo)輪輪部位部位U U、

35、V V工作臺工作臺，使上導(dǎo)輪相對于使上導(dǎo)輪相對于X X、Y Y工作臺平工作臺平移，獲得所要求的錐角?？梢砸?，獲得所要求的錐角?？梢越鉀Q凹模的漏料問題。解決凹模的漏料問題。66G52G52錐度右偏指令，用此指令順時針加工，工件為上錐度右偏指令，用此指令順時針加工，工件為上小下大；逆時針加工，工件為上大下小。小下大；逆時針加工，工件為上大下小。書寫格式：書寫格式：G52 A_G52 A_G50G50取消錐度指令。取消錐度指令。書寫格式：書寫格式：G50G50加工前還需輸入工件及工作臺參數(shù)：加工前還需輸入工件及工作臺參數(shù)：WW下導(dǎo)輪中心到工作臺面的距離下導(dǎo)輪中心到工作臺面的距離HH工件厚度工件厚度

36、S S工作臺面到上導(dǎo)輪中心距離工作臺面到上導(dǎo)輪中心距離 67（三）編程實例（三）編程實例 編制如圖所示落料凹模加工程序，電極絲直徑編制如圖所示落料凹模加工程序，電極絲直徑0.18mm0.18mm ，單邊放電間隙為，單邊放電間隙為0.01mm0.01mm為。（凹模為。（凹模尺寸為計算后平均尺寸）。尺寸為計算后平均尺寸）。68N01 G92 X0 Y0（起點絕對坐標）N02 G41 D100（間隙左補償，凹模逆時針加工，應(yīng)放于切入加工之前）N03 G01 X0 Y-25000（直線OA）N04 G01 X60000 Y-25000 （直線AB）N05 G01 X60000 Y5000 （直線BC）

37、N06 G01 X8456 Y23526 （直線CD）N07 G03 X0 Y-25000 I-8456 J-23526（圓弧DA，終點 A坐標和圓心相對起點坐標。）N08 G40 （取消間隙補償，放于退出加工之前）N09 G01 X0Y0 （直線AO）N10 M02 （程序結(jié)束）691.切割速度2.表面粗糙度3.放電間隙4.加工精度5.電極絲損耗量 1. 線切割加工的主要工藝指標線切割加工的主要工藝指標第四節(jié) 影響線切割工藝指標的因素70（1）切割速度）切割速度 在保持一定表面粗糙度的切割過程中，單位時間內(nèi)電極絲中心線在工件上切過的面積總和，單位mm2/min。高速走絲切割速度一般為80-1

38、80 mm2/min。它與加工電流大小有關(guān)，為比較不同輸出電流脈沖電源的切割效率，將每安培電流的切割速度稱為切割效率，一般為20 mm2/(minA)。最高切割速度是指在不計切割方向和表面粗糙度等條件下，所能達到的切割速度。71 高速走絲線切割的表面粗糙度可達Ra5.02.5m，最佳可達Ra1.0m左右；低速走絲線切割一般可達Ra1.25m，最佳可達Ra0.2m。（3）放電間隙）放電間隙 通常認為電極絲與工件之間的單邊放電間隙在0.01mm左右，若脈沖電源的電壓高些，放電間隙會大一些。 （2）表面粗糙度）表面粗糙度72圖3-13線切割表面黑白條紋及其切縫形狀a)電極絲往復(fù)運動產(chǎn)生的黑白條紋b)

39、電極絲入口和出口處的寬度c)電極絲不同走向處的剖面圖1電極絲運動方向2微凹的黑色部分3微凸的白色部分73（4）加工精度）加工精度 加工精度是所加工工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度的總稱。高速走絲線切割加工精度可達0.020.01mm左右，低速走絲線切割可達0.0050.002mm左右。（5）電極絲損耗量）電極絲損耗量 對高速走絲機床，采用電極絲切割10000mm2面積后電極絲直徑的減少量來表示。一般每切割10000mm2面積后，電極絲（鉬絲）直徑減少不應(yīng)小于0.01mm。742.電參數(shù)對工藝指標的影響電參數(shù)對工藝指標的影響（1 1）峰值電流：）峰值電流： 放電峰值電流增大，單個脈沖能量增多，

40、工件放電痕跡增大，故切割速度迅速提高，表面粗糙度數(shù)值增大，電極絲損耗增大，加工精度有所下降。但當其達到一定臨界值后，若再繼續(xù)增大峰值電流，則加工的穩(wěn)定性變差，加工速度明顯下降，甚至斷絲。75 （2 2）脈沖寬度）脈沖寬度titi： 增大脈沖寬度ti，線切割加工的速度提高，表面粗糙度變差。同時，隨著脈沖寬度的增加，電極絲損耗也變大。當脈沖寬度ti增大到一臨界值后，線切割加工速度將隨脈沖寬度的增大而明顯減小。 （3 3）脈沖間隔）脈沖間隔toto： 減小脈沖間隔to，脈沖頻率將提高。脈沖間隔to在電火花加工中的主要作用是消電離和恢復(fù)液體介質(zhì)的絕緣。脈沖間隔過大會使加工速度明顯降低，嚴重時不能連續(xù)進

41、給，加工變得不穩(wěn)定。76 線切割加工因脈寬較窄，所以都用正極性加工，否則切割速度變低且電極絲損耗增大。（4 4）極性：）極性：77（1 1）電極絲的選擇：）電極絲的選擇： 目前電火花線切割加工使用的電極絲材料有鉬絲、鎢絲、鎢鉬合金絲、黃銅絲、銅鎢絲等。快走絲線切割加工中廣泛使用鉬絲作為電極絲，慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為0.1 mm以上的黃銅絲作為電極絲。3. 非電參數(shù)對工藝指標的影響非電參數(shù)對工藝指標的影響78（2 2）電極絲的直徑：）電極絲的直徑： 電極絲的直徑是根據(jù)加工要求和工藝條件選取的。在加工要求允許的情況下，可選用直徑大些的電極絲。細電極絲的優(yōu)點是可以得到較小半徑的內(nèi)尖角，加工

42、精度能相應(yīng)提高。79（3 3） 走絲速度：走絲速度：0246810 12 14102030405060vs / (m / s)vw / (mm2 / min)快速走絲方式絲速對加工速度的影響快速走絲方式絲速對加工速度的影響80vs / (mm / s)vw / (mm2 / min)02468 10 12 141234慢速走絲方式絲速對加工速度的影響慢速走絲方式絲速對加工速度的影響81（4 4）電極絲往復(fù)運動：）電極絲往復(fù)運動： 快走絲線切割加工時，加工工件表面往往會出現(xiàn)黑白交錯相間的條紋，電極絲進口處呈黑色，出口處呈白色。電極絲運動方向工件加工表面82（5 5）電極絲張力：）電極絲張力：57

43、910243036張力 / Nvw / (mm2 / min)電極絲張力與進給速度圖電極絲張力與進給速度圖83（6 6）工作液：）工作液： 在相同的工作條件下，采用不同的工作液可以得到不同的加工速度、表面粗糙度。 電火花線切割加工的切割速度與工作液的介電系數(shù)、流動性、洗滌性等有關(guān)?？熳呓z線切割機床的工作液有煤油、去離子水、乳化液、洗滌劑液、酒精溶液等。但由于煤油、酒精溶液加工時加工速度低、易燃燒，現(xiàn)已很少采用。 目前，快走絲線切割工作液廣泛采用的是乳化液，其加工速度快。慢走絲線切割機床采用的工作液是去離子水和煤油。84工作液工作液工件工作液工作液工作液 工作液 放電產(chǎn)物放電產(chǎn)物電極絲(a) 單

44、向噴入方式(b) 雙向噴入方式工作液噴入方式對加工精度的影響工作液噴入方式對加工精度的影響85（7 7）工件材料及厚度：）工件材料及厚度： 材料不同，加工效果不同，這是因為工件材料不同，脈沖放電能量在兩極上的分配、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換都不同。從熱學(xué)觀點來看，材料的電火花加工性與其熔點、沸點有很大關(guān)系。 碳(石墨) C 鎢 W 碳化鈦 TiC 碳化鎢 WC 鉬 Mo 鉻 Cr 鈦 Ti 鐵 Fe 鈷 Co 硅 Si 錳 Mn 銅 Cu 鋁 Al 熔點 3700 3410 3150 2720 2625 1890 1820 1540 1495 1430 1250 1083 660 沸點 4830 5930 6

45、000 4800 2500 3000 2740 2900 2300 2130 2600 2060 86（8 8）進給速度：）進給速度： 正常的電火花線切割加工就要保證進給速度與蝕除速度大致相等，使進給均勻平穩(wěn)。 若進給速度過高(過跟蹤)，即電極絲的進給速度明顯超過蝕除速度，則放電間隙會越來越小，以致產(chǎn)生短路。當出現(xiàn)短路時，電極絲馬上會產(chǎn)生短路而快速回退。當回退到一定的距離時，電極絲又以大于蝕除速度的速度向前進給，又開始產(chǎn)生短路、回退。 這樣頻繁的短路現(xiàn)象，一方面造成加工的不穩(wěn)定，另一方面造成斷絲.87（9 9）火花通道壓力：）火花通道壓力：工件工件運動方向工件工件運動方向放電壓力使電極絲彎曲示

46、意圖放電壓力使電極絲彎曲示意圖 88第五節(jié) 線切割加工工藝 線切割機床切割方式有：v直壁切割：切割時，電極絲與工件的移動平面垂直v錐度切割：切割時，電極絲與工件的移動平面是傾斜一定的角度，加工的工件具有一定的錐度。 v上下異型面切割：切割時，電極絲與工件的移動平面是傾斜的，并且傾斜角度是按要求變化的，亦即電極絲上端與下端按不同的型面編程。89線切割上下異形面工件線切割上下異形面工件90工件傾斜、數(shù)控回轉(zhuǎn)線線切割加工雙曲面零件動點沿一直線作等速移動，而此直線又圍繞與其直交的軸線作等角速的旋轉(zhuǎn)運動時，動點在該直線的旋轉(zhuǎn)平面上的軌跡91螺旋曲面正弦曲面92窄螺旋槽八角寶塔93太師椅扭轉(zhuǎn)四方錐臺94線

47、切割加工步驟及要求線切割加工步驟線切割加工步驟951.1.分析零件圖紙分析零件圖紙v與其他金屬加工一樣，在對工件進行電火花線切割前應(yīng)充分對所要加工產(chǎn)品的零件圖紙進行分析審核，主要從以下幾個方面考慮： v1）尺寸要求：凹角、夾角的尺寸要符合線切割的加工要求；v2）形狀要求：加工的必須是通孔零件；v3）材料要求：必須是導(dǎo)電材料，而且一般選用硬度大的材料；v4）精度要求：合理選擇表面粗糙度和加工精度。96 現(xiàn)以線切割加工為主要工藝，對鋼進行加工路線如圖所示。 鋼件加工工藝流程鋼件加工工藝流程972.2.工藝處理工藝處理 （1）工件夾具的設(shè)計和選擇 所涉及選擇的工件夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機床間

48、的尺寸關(guān)系，且盡可能可以反復(fù)利用。在加工大型工件時應(yīng)充分考慮工件的定位問題，特別是在加工快完成時，工件容易變形，使電極絲夾緊，導(dǎo)致斷絲?？梢钥紤]采用幾塊磁體將加工完成的地方吸住，保證加工的正常進行。98（2）正確選擇穿絲孔、進刀線和退刀線 穿絲孔是電極絲相對工件運動的起點，同時也是程序執(zhí)行的原點，所以穿絲孔應(yīng)選擇在容易找正、并在加工過程中便于檢查的位置。為保證加工精度，穿絲孔的位置應(yīng)設(shè)置在工件上，一般為基準點位置。 而在設(shè)置進刀線及退刀線時應(yīng)注意不與輪廓第一條邊重合、不與第一條邊夾角過小或距離過近，最好是通過工件的中心線。99(a)(b)裝夾部分裝夾部分(c)(d)裝夾部分裝夾部分切割凸模時穿

49、絲孔位置及切割方向比較圖切割凸模時穿絲孔位置及切割方向比較圖 由于在線切割中工件坯料的內(nèi)應(yīng)力會失去平衡而產(chǎn)生變形，影響由于在線切割中工件坯料的內(nèi)應(yīng)力會失去平衡而產(chǎn)生變形，影響加工精度，嚴重時切縫甚至?xí)A住、拉斷電極絲。綜合考慮內(nèi)應(yīng)力加工精度，嚴重時切縫甚至?xí)A住、拉斷電極絲。綜合考慮內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的變形等因素，可以看出，圖導(dǎo)致的變形等因素，可以看出，圖C最好。在圖最好。在圖D中，零件與坯料工中，零件與坯料工件的主要連接部分被過早地割離，余下的材料被夾持部分少，工件件的主要連接部分被過早地割離，余下的材料被夾持部分少，工件剛性大大降低，容易產(chǎn)生變形，從而影響加工精度。剛性大大降低，容易產(chǎn)生變形，從而

50、影響加工精度。100(a) 穿絲孔與加工軌跡太近(b) 穿絲孔與加工軌跡較遠穿絲孔的大小與位置穿絲孔的大小與位置 1.穿絲孔的加工，穿絲孔的加工方法主要取決于現(xiàn)場設(shè)備。生產(chǎn)中常用鉆頭直接鉆出來，對于硬度較高或較厚的材料，則需要用高速電火花加工等方法來打孔。 2.穿絲孔位置和直徑的選擇，穿絲孔的位置與加工零件輪廓的最小距離和工件厚度有關(guān)，工件越厚，則最小距離越大，一般不小于3mm。在實際中穿絲孔有可能打歪，若距離過小，則可能導(dǎo)致工件報廢；若距離過大，則會增加加工行程。 注意：穿絲孔加工完成后，一定要清理里面的毛刺，避免加工中短路而導(dǎo)致加工不能正常進行。101 （3）提高切割精度 a.a.增加超切

51、程序和回退程序：增加超切程序和回退程序：切縫理想情況下的電極絲真實情況下的電極絲待加工部分待加工部分(a)(b)(c)(d)AA工作中電極絲的撓曲工作中電極絲的撓曲 102b b減小線切割加工中的變形的手段：減小線切割加工中的變形的手段：1) 1) 采用預(yù)加工工藝采用預(yù)加工工藝1234121預(yù)加工槽；2凸模；3穿絲孔；4夾持余量(a)(b)凸模的預(yù)加工凸模的預(yù)加工 103121凹模輪廓；2預(yù)加工輪廓凹模的預(yù)加工凹模的預(yù)加工1042) 2) 合理確定穿絲孔位置合理確定穿絲孔位置31321凸模；2凹模；3穿絲孔(a)(b)線切割穿絲孔的位置線切割穿絲孔的位置 105切入位置的選擇切入位置的選擇 1

52、063) 3) 多穿絲孔加工多穿絲孔加工(b)(a)多個穿絲孔加工多個穿絲孔加工1074) 恰當安排切割圖形線切割加工用的坯料在熱處理時表面冷卻快，內(nèi)部冷卻慢，形成熱處理后坯料金相組織不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而且越靠近邊角處，應(yīng)力變化越大。所以，線切割的圖形應(yīng)盡量避開坯料邊角處，一般讓出810 mm。對于凸模還應(yīng)留出足夠的夾持余量。5) 正確選擇切割路線切割路線應(yīng)有利于保證工件在切割過程中的剛度和避開應(yīng)力變形影響。1081231第一次切割軌跡；2變形后的軌跡；3第二次切割軌跡二次切割法二次切割法6) 采用二次切割法1093.3.數(shù)學(xué)處理數(shù)學(xué)處理 在完成了工藝處理后，需要根據(jù)零件的幾何尺寸計算出運動軌跡，如幾何圖形起點、終點、交點、切點、圓弧的圓心點等與運動軌跡有關(guān)的坐標值。對于有補償