数控加工工艺与编程第6章 电火花线切割加工编程
电火花线切割加工编程
图5-6 加工指令
4.2 3B格式编程
•4.2.2 直线的编程
1）以直线的起点和为坐标的原点； 以直线的终点值作为x、y，均取绝对值，单位为μm，因x、 y的比值表示直线的斜度，故可用公约数将x、y缩小整数倍； 2）计数长度J 按计数方向Gx或Gy取该直线在x轴或y轴上的投影值，即取x 值或y值，以μm为单位，决定计数长度时，应和选计数方向一 并考虑；
4.1 数控线切割机床编程基础
•4.1.1 数控线切割机床的坐标系
1) 机床坐标系 机床坐标系是线切割机床上固有的坐标系，是机床坐标工 作台的进给运动坐标系，其坐标轴及其方向按有关标准的规定， 采用右手直角笛卡儿坐标系，参考电极丝的运动方向来决定 （如图4-2所示）：面向机床正面，坐标工作台平面为坐标系平 面，横向为x坐标轴方向，且电极丝向右运行为x的正方向，向 左运行为x的负方向：纵向为y坐标轴方向，且电极丝向外运行 为y的正向，向内运行为y的负向。 为了能够加工锥度零件，数控线切割机床的导丝装置中另 设有两坐标轴：与x轴平行的为U轴，与y轴平行的为V轴，其正 负方向的确定与x、y轴相同。
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图4-3 加工斜线的计数方向
4.2 3B格式编程
•4.2.1 3B代码的格式
3) 计数方向G
加工圆弧时，应以与终点附近 的圆弧趋于平行的坐标轴作为计数 方向。如图4-4所示，若圆弧终点 落在阴影区域内，计数方向应取Gx； 而圆弧终点落在非阴影区域时，计 数方向应取Gy。当圆弧终点正好落 在45º 线上时，可任意选取Gy或Gx。
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4.2 3B格式编程
•4.2.1 3B代码的格式
第6章 数控电火花线切割编程
第6章 数控电火花线切割编程
（4）间隙补偿指令 G40、G41、G42 ） 、 、
G41为左偏补偿指令，其程序段格式为： G41 D __ G42为右偏补偿指令，其程序段格式为： G42 D __ 程序段中的D表示间隙补偿量，其计算方法与前面相同。 G40为取消间隙补偿。
第6章 数控电火花线切割编程
第6章 数控电火花线切割编程
数控机床编程与操作
主 编：王世辉 副主编：黄应勇 曾 林
第6章 数控电火花线切割编程
第6章 数控电火花线切割编程
6.1 概述 6. 2电火花成形加工 6.3电火花线切割加工 6.4数控电火花线切割加工编程
第6章 数控电火花线切割编程
6.1 概述
电火花加工又称放电加工（Electrical discharge machining，简称 EDM）。在电火花加工中，通过工具和工件之间的脉冲放电，在加工 的金属表面产生局部瞬时的高温，熔化和汽化金属并通过工作液把金 属屑（电蚀产物）排除掉。
6.4.2、线切割数控程序编程实例
已知：如图6.25凹模型腔工作图所示，线电极直径为 Φ0.18 mm，单面火花放电间隙为0.01 mm。要求编 制出凹模线切割加工程序
P604 N10 G92 X0 Y0 N20 G41 D100 N30 G01 X5.760 Y10.527 N40 G03 X0 Y-12000 I-5.760 J-10.527 N50 G01 X25000 Y-12000 N60 G01 X25000 Y0 N70 G03 X5.760 Y10.527 N80 G40 N90 G01 X0 Y0 N100 M02
；程序名 ；确定坐标系 ；左刀径补偿 ；直线插补，O→D ；逆圆插补，D→A ；直线插补，A→B ；直线插补，B→C ；直线插补，C→D ；刀径补偿取消，此程序段须放在退刀线之前 ；线电极返回原点 ；程序结束
电火花线切割编程加工工艺及实例
切割路径规划
避免频繁换向
在切割过程中，应尽量减少电极丝换向的次数，以降低对电极丝的损耗和避免 影响切割精度。
考虑热影响
在规划切割路径时，应考虑到加工过程中产生的热量对工件的影响，合理安排 切割顺序和冷却时间。
切割速度与进给速度
切割速度选择
根据工件材料、厚度及切割质量要求选择合适的切割速度，切割速度过快可能导 致断丝或降低加工质量，过慢则影响加工效率。
电火花线切割编程加 工工艺及实例
目录
CONTENTS
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程技术 • 电火花线切割加工工艺 • 电火花线切割加工实例 • 电火花线切割加工质量与控制
01 电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
高精度加工
材料适应性强
加工复杂形状
环保节能
电火花线切割加工（ Wire Electrical Discharge Machining ，简称WEDM）是一种 利用连续移动的细金属 丝作为电极，对工件进 行脉冲放电切割的加工 方法。
加工特点
钛合金硬度大、熔点高，对切割工艺和设备要求较高。
加工工艺
选择合适的电极丝和脉冲电源，优化切割参数和冷却方式，确保钛合金零件的加工质量和 安全性。同时需注意合理选用电极丝材料和规格，以及调整工作液的成分和压力，以确保 加工过程的稳定性和切割质量的可靠性。
05 电火花线切割加工质量与 控制
加工精度与误差分析
加工精度
电火花线切割能够实现高精度的加工，其精度主要取决于机床的精度、电极丝的直径、切割速度和进给速度等因 素。
误差分析
误差来源主要包括机床误差、电极丝误差、工件装夹误差、编程误差等，通过对误差来源的分析，可以采取相应 的措施减小误差，提高加工精度。
第六章电火花线切割编程、加工工艺及实例
O
穿
E
丝
孔
14
A
B
R6
D
C
25
图6-9 加工零件图
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
例6.3 用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割加 工程序，已知电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为 0.01 mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E－D －C－B－A－E－O。
解 经过分析，得到具体程序，如表6-5所示。
1
EO
B
3900 B
0
B 3900 G X L
3
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
6.1.2 线切割ISO代码程序编制 1. ISO代码简介 同前面介绍过的电火花加工用的ISO代码一样，线切
割代码主要有G指令(即准备功能指令)、M指令和T指令 (即辅助功能指令)，具体见表6-6。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
3) J的确定 圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影 方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将 圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的 和。如在图6-5(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所 示，J=|J1|+|J2|+|J3|。 4) Z的确定 加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、 R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共 有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、 NR4，具体可参考图6-6。
第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
SR2
Y SR1
SR3
X SR4
(a)
电火花线切割编程加工工艺分析及编程实例
目录
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程基础 • 电火花线切割加工工艺分析 • 电火花线切割编程实例 • 电火花线切割加工常见问题与解决方案 • 电火花线切割技术发展趋势与展望
01
电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
电火花线切割加工是一种利用电 火花放电原理对金属材料进行切 割的加工技术。
2. 在加工前对工件材 料进行硬度检测，避 免选择过高硬度的材 料进行线切割加工。
3. 调整切割参数，如 电流、电压、速度等 ，以适应不同材料的 加工需求。
加工精度问题
详细描述：要解决加工精度问题 ，可以采取以下措施
1. 确保机床的几何精度和运动精 度良好，定期进行机床维护和校 准。
2. 在编程时仔细核对工件图纸， 确保加工路径和参数设置正确。
1. 选择合适的电极丝和加 工参数，以适应不同材料 的加工需求。
3. 控制工件材料表面的清 洁度，去除油污、锈迹等 杂质，以提高加工表面的 质量。
2. 在加工过程中保持稳定 的电极丝张趋势与展 望
高精度、高效率加工技术
加工精度
随着电火花线切割技术的不断发展， 加工精度不断提高，能够满足高精度 、高标准加工要求。
特点
高精度、高效率、低损耗、加工 表面质量好、可加工复杂形状工 件等。
加工原理
01
02
03
电火花放电
在电极丝和工件之间施加 高电压，通过电火花放电 将工件材料蚀除。
工作液循环
工作液在电极丝和工件之 间不断循环，带走电火花 产生的热量和蚀除的材料 。
切割过程
电极丝按照预定轨迹进行 移动，实现对工件的切割 。
工件固定与定位
数控电火花线切割机床编程
3）计数方向G
• 为保证所要加工的直线或圆弧按照要求的长度加工出来， 一般通过从起点到终点的某个拖板在进给方向上的总长度 来达到。尽管从坐标方法上来说，选择哪个拖板进行移动 控制，其效果都是一样的。但就采用逐点比较插补方法而 言，存在着差异，这种差异将影响加工精度。
斜线的计数方向
圆弧的计数方向
加工精度。若选择X轴作为移动方向，X拖板就会在X方向移动5步。此时系统 通过计算，认为加工已经到达终点。事实上，此时也已经加工到B点，不会造
成丢步现象，保证了加工精度。
①加工直线
• |Ye|>|Xe|时，取Gy； • |Xe|>|Ye|时，取Gx； • |Xe|=|Ye|时，一般
情况下，取Gx或 Gy均可。但从插补 原理方面分析，当 终点在Ⅰ、Ⅲ象限 时，应取Gy；当终 点在Ⅱ、Ⅳ象限时， 应取Gx。
圆弧加工示意图
• 从图中可以看到，圆弧AB在X轴上投影为5，在Y轴上投影也为5。这就意味着X 拖板和Y拖板一共移动10步，其中X拖板移动5步，Y拖板移动5步。若选择Y轴 作为移动方向，Y拖板就会在Y方向移动5步。此时系统通过计算，认为加工已
经到达终点。事实上，此时仅加工到B’点，而不是B点，造成丢步现象，影响
3.圆弧编程
• 例 加工如图所示圆弧线段，试编写程序。
• ①建立坐标系 坐标系原点位于圆弧线段AB的原点O点处。
• ②起点坐标Xa=2250，Ya=500,终点坐标Xb=500，Yb=2250，则Xe=2250，Ye=500； • ③由于|Xb|＜|Yb|，所以记数方向G=Gx。 • ④记数长度J=Jx=2250-500=1750。 • ⑤由于圆弧起点A处于第一象限，且按加工方向看，圆弧AB为逆圆，所以加工
2）坐标值X、Y
数控电火花线切割编程
免执行命令时混淆。
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
2.X、Y坐标值
线切割编程X、Y、J 基本单位是微米
（1）加工直线 坐标原点移至加工直线起点，X、Y是直线
终点的坐标值。
Y
Y AB
BA（1.2,01） X:1200 Y:01000
O O
X X
图6-3 直线X、Y坐标值
数控电火花线切割编程
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
5.加工指令 Z （1）直线加工指令按直线走向和终点所在象限分别用 L1、L2、L3、L4表示；与坐标轴相重合的直线，根据进 给方向，其加工指令可按图6-9选取。
图6-9 直线加工指令
数控电火花线切割编程
二、3B代码编程
BX BY BJ G Z
数控电火花线切割编程
工程实训
数控电火花线切割编程
数控电火花线切割编程： 把要加工的图形，用机器所能接受的“语言”编排 好“指令”，去控制机床进行加工。
线切割加工编程的语言： ISO格式 B代码格式
3B代码 4B代码 5B代码
线切割编程的方法： 手工编程和计算机自动编程
手工3B代码编程
数控电火花线切割编程
一、坐标系 线切割编程的坐标系有两种：标准坐标系和增量坐标系。
1.标准坐标系
标准坐标系遵循右手笛卡尔坐标系法则。坐标原定固定不来自。YCAB
A（1.2,1） B（2.5,1） C（3.7,1.8）
O
X
图6-1 标准坐标系
数控电火花线切割编程
一、坐标系 线切割编程的坐标系有两种：标准坐标系和增量坐标系。
二、3B代码编程
数控电火花线切割编程及操作
<数控加工编程与操作>
3、电极丝初始位置的确定 线切割加工前，应将电极丝调整到切割的起始位
置上，可通过对穿丝孔来实现。穿丝孔位置的确定， 有如下原则： （1）当切割凸模需要设置穿丝孔时，其位置可选在加 工轨迹的拐角附近，以简化编程。 （2）切割凹模等零件的内表面时，将穿丝孔设置在工 件对称中心上，对编程计算和电极丝定位都较方便。 但切入行程较长，不适合大型工件，此时应将穿丝孔 设置在靠近加工轨迹边角处或选在已知坐标点上。 （3）在一块毛坯上要切出两个以上零件或在加工大型 工件时,应沿加工轨迹设置多个穿丝孔，以便发生断丝 时能就近重新穿丝，切入断丝点。
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<数控加工编程与操作>
实现放电加工必须具备下列几个条件： （1）必须使用脉冲电源，即须是间歇性脉冲火花放电 （2）电极丝与工件被加工表面之间必须保持一定间隙 （3）必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行
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<数控加工编程与操作>
二、加工特点 （1）它是以很细的金属丝为工具电极，可加工微细异 形孔、窄缝和复杂形状的工件。 （2）不需要制造特定形状的电极，降低了工具电极的 设计和制造费用，缩短了生产准备时间，加工周期短。 （3）电极丝的损耗较少，加工精度高，无须刃磨刀具， 缩短辅助时间。 （4）所需加工的余量小，能有效节约贵重的材料。 （5）采用乳化液或去离子水的工作液，不易引燃起火， 可实现安全无人运转，但工作液的净化和加工中产生 的烟雾污染处理比较麻烦。
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<数控加工编程与操作>
1.1 线切割机床的加工原理与特点 一、加工原理
电火花线切割加工简称线切割，它是利用移动的 细金属丝（电极丝）作为工具电极，并在电极丝与工 件间加以脉冲电压，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件 进行切割加工的，其工作原理如图所示。
6.2数控电火花线切割机床的基本编程方法
6.2数控电火花线切割机床的基本编程方法要使数控电火花线切割机床按照预定的要求，自动完成切割加工，就应把被加工零件的切割顺序、切割方向、切割尺寸等一系列加工信息，按数控系统要求的格式编制成加工程序，以实现加工。
数控电火花线切割机床的编程，主要采用以下三种格式编写：3B格式编制程序、ISO代码编制程序、计算机自动编制程序。
3B格式编制程序1、分隔符号B因为X、Y、J均为数字，用分隔符号（B）将其隔开，以免混淆。
2、坐标值（X、Y）一般规定只输入坐标的绝对值，其单位为μm，μm以下应四舍五入。
对于圆弧，坐标原点移至圆心，X、Y为圆弧起点的坐标值。
对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，X、Y为终点坐标值。
允许将X和Y的值按相同的比例放大或缩小。
对于平行于X轴或Y轴的直线，即当X或Y为零时，X或Y值均可不写，但分隔符号必须保留。
3、计数方向G选取X方向进给总长度进行计数，称为计X，用Gx表示；选取Y方向进给总长度进行计数，称为计Y，用Gy表示。
（1）加工直线可选取：|Ye|>|Xe|时，取Gy；|Xe|>|Ye|时，取Gx；|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。
（2）对于圆弧，当圆弧终点坐标在图6.14所示的各个区域时，若：|Xe|>|Ye|时，取Gy;|Ye|>|Xe|时，取Gx；|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。
4、计数长度J计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和，以μm为单位。
例1，加工图6.15所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且Ye>Xe,试确定G和J。
因为|Ye|>|Xe|,OA斜线与X轴夹角大于45°时，计数方向取Gy,斜线OA在Y轴上的投影长度为Ye，故J=Ye。
例2，加工图6.16所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限，试确定G和J。
因为加工终点靠近Y轴，|Ye|>|Xe|,计数方向取Gx; 计数长度为各象限中的圆弧段在X轴上投影长度的总和，即J=J X1+J X2。
数控电火花切割加工工艺与编程
用百分表找正
2．划线法找正 工件的切割图 形与定位基准之间 的相互位置精度要 求不高时，可采用 划线法找正，如图 所示。利用固定在 丝架上的划针对准 工件上划出的基准 线，往复移动工作 台，目测划针、基 准间的偏离情况， 将工件调整到正确 位置。
划线法找正
四、加工参数的选择
（一）脉冲参数的选择 脉冲电源的波形及参数的影响是相当大的，如矩形 波脉冲电源的参数主要有电压、电流、脉冲宽度、脉冲 间隔等。所以根据不同的加工对象选择合理的电参数是 非常重要的。
一、数控线切割加工编程基础 （一）坐标系的建立 面向机床正面，横向 为X方向，且丝向右运行 为X+方向，向左运行为X方向；纵向为Y方向，且 丝向外运行为Y-方向，向 内运行为Y+方向。 数控线切割机床坐标系
（二）间隙补偿量的计算 丝切割加工时，控制台所控制的是电极丝中心的移动轨迹，同 时为了获得所要求的加工尺寸，电极丝和加工图形之间必须保持一 定的距离，如图所示。图中双点划线表示电极丝中心的轨迹，实线 表示型孔或凸模轮廓。编程时首先要求出电极丝中心轨迹与加工图 形之间的垂直距离△R（间隙补偿距离），并将电极丝中心轨迹分割 成单一的直线或圆弧段，求出各线段的交点坐标后，逐步进行编程 ，这样才能加工出合格零件。如果采用的数控线切割机床具有补偿 功能，可通过G41、G42指令实现间隙补偿，但需要知道间隙补偿量 。
自动找中心
三、零件的装夹和位置校正
（一）工件的装夹
1．悬臂式装夹 装夹简单方便， 通用性强。但由于工 件平面难与工作平台 找平，工件悬伸端易 受力挠曲，易出现切 割出的侧面与工件上 、下平面间的垂直度 误差。通常只在工件 加工要求低或悬臂部 分短的情况下使用。
悬臂式装夹
2．两端支撑方式装夹 工件两端固定 在两相对工作台面 上，装夹简单方便 ，支撑稳定，定位 精度高。但要求工 件长度大于两工作 台面的距离，不适 合装夹小型工件， 且工件刚性要好， 中间悬空部不会产 生挠曲。
数控电火花线切割编程
•
①目测法 对于加工精度、粗糙度等要求较低 的工件，在确定电极丝与工件基准间的相对位 置时，可以在工件上做一些标志，然后通过目 测的方式来进行位置调整。如图6-14所示是通 过在切割起始坐标位置处划上十字基准线，并 在十字交点处打穿丝孔，分别沿划线方向目测 电极丝与基准线的相对位置，根据两者的偏离 情况移动工作台。当电极丝中心分别与纵横方 向基准线重合时，电极丝中心的位置就与切割 的起始坐标位置相重合了。
2.脉冲参数的选择
•
电火花线切割机床的主要技术参数比较 多，包括：工作台行程、加工精度、切 割速度、脉冲电源等。其中，脉冲电源 的波形以及相关参数直接影响到电火花 线切割加工的工艺指标。确定适当的脉 冲参数，是工件质量得以保证的重要措 施之一。
快走丝切割部分脉冲电源参数
加工精度Ra 脉冲宽度ti/μs 电流峰值ie/A 脉冲间隔to/μs 空载电压/V
2.电火花线切割机床加工原理
1-绝缘底板
2-工件
3-脉冲电源
4-滚丝筒
5-电极丝
•
电火花腐蚀主要在绝缘液体中的两电极，即工 具电极和工件电极靠近时，两电极之间的介质 被击穿，电流迅速上升，形成放电通道。在电 场作用下，通道内的负电子奔向阳极，正离子 奔向阴极，形成火花放电。电子和离子在电场 作用下高速运动时相互碰撞，阳极和阴极表面 分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙 内形成瞬时高温热源，通道中心温度达到 10000度以上，从而使金属材料局部熔化和气 化，产生金属粉末。
•
所谓自动找中心，就是让电极丝在工件孔的中心自动 定位。此方法是根据电极丝与工件的短路信号来确定 电极丝的中心位置的。数控功能较强的线切割机床常 用这种方法。如图6-16所示，首先让电极丝在X轴正方 向移动至与孔壁接触，得到当前点X坐标为X1，接着电 极丝向X轴负方向移动至与孔壁接触，得到前点X坐标 为X2，然后电极丝到达两壁距离的中点X0=(X1+X2)/2处； 接着在Y轴上重复上述过程，电极丝到达Y方向中点 Y0=(Y1+Y2)/2处。经过这样的几次重复操作，就可找到 孔的中心位置。当精度达到所要求的允许值之后，就 确定了孔的中心。
中山建斌技校数控编程教案：第六章 数控电火花线切割机床的程序编制03
6.2.2 ISO代码数控程序编制我国快走丝数控电火花切割机床常用的ISO代码指令，与国际上使用的标准基本一致。
常用指令见表6.4。
表6.4——ISO代码运动指令坐标方式指令坐标系指令补偿指令M代码镜像指令锥度指令坐标指令其他指令1、运动指令（1）G00 快速定位指令在线切割机床不放电的情况下，使指定的某轴以快速移动到指定位置。
编程格式：G00 X～Y～例如，G00 X60000Y80000，如图6.24所示。
（2）G01 直线插补指令编程格式：G01 X～Y～（U～V～）用于线切割机床在各个坐标平面内加工任意斜率的直线轮廓和用直线逼近曲线轮廓。
例如：G92 X40000 Y20000G01 X80000 Y60000，如图6.25所示。
（3）G02、G03 圆弧插补指令G02-顺时针加工圆弧的插补指令。
G03-逆时针加工圆弧的插补指令。
编程格式：G02 X～Y～I～J～或G03 X～Y～I～J～式中：X、Y----表示圆弧终点坐标。
图6.24快速定位图6.25直线插补I、J-----表示圆心坐标，是圆心相对圆弧起点的增量值，I是X方向坐标值，J是Y方向坐标值，应用例如图6.26所示：加工程序为G92 X10000 Y10000G02 X30000 Y30000 I20000 J0G03 X45000 Y15000 I15000 J0图6.26圆弧插补2、坐标方式指令G90为绝对坐标指令。
该指令表示程序段中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。
G91为增量坐标指令。
该指令表示程序段中的编程尺寸是按增量坐标给定的，即坐标值均以前一个坐标作为起点来计算下一点的位置值。
3、坐标系指令表6.5坐标系指令G92 加工坐标系设置指令G54加工坐标系1G55加工坐标系2G56加工坐标系3G57加工坐标系4G58加工坐标系5G59加工坐标系6常用G92加工坐标系设置指令。
编程格式：G92 X～ Y～例如，加工图6.27所示零件（电极丝直径与放电间隙忽略不计）。
(数控课件 )第06章 数控电火花数控编程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6.1.2 电火花加工分类及工艺特点
1．电火花加工分类
2．电火花加工的特点
（1）脉冲放电的能量密度高，便于 加工用普通的机械加工方法难于加工或无 法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不 受材料硬度影响，不受热处理状况影响。
（2）脉冲放电持续时间极短，放电 时产生的热量传导扩散范围小，材料受热 影响范围小。
谢谢大家！
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数控加工-数控加工编程与操作第六章线切割加工 精品
6、锥度切割装置
用于加工某些带锥度工件的内外表面，比较常见 的是数控四轴联动锥度切割装置。它是由位于立柱头 部的两个步进电动机直接与两个滑动丝杠相连带动滑 板做U向、V向坐标移动，与坐标工作台的X、Y轴驱动 构成数控四轴联动，使电极丝倾斜一定的角度，从而 达到工件上各个方向的斜面切割和上下截面形状异形 加工的目的。
2、走丝机构
走丝机构是电火花线切割机床的重要组成部分，用于 控制电极丝沿Z轴方向进入与离开放电区域，根据走丝 速度可分为快走丝机构和慢走丝机构。
（1）快走丝机构主要由储丝筒、走丝滑座、丝装置，由紧丝重锤、张紧轮和张丝 滑块等构成，如图所示。
动下通过加工缝隙作往复循环运动，一直使用到断 线为止，其走丝速度快。
（2）慢走丝线切割机床 这种机床的走丝速度一般为3m/min,最高为
3、脉冲电源
线切割机床最为关键的设备之一，对线切割加工 的表面质量、加工速度、加工过程的稳定性和电极丝 损耗等都有很大影响，采用脉冲电源是因为放电加工 必须是脉冲性、间歇性的火花放电，而不能是持续性 的电弧放电，如图所示。
4、工作液供给装置
工作液的主要作用是：及时排除其间的电蚀产物，冷 却电极丝和工件，对放电区消电离，冲刷导轮及导电 块上的堆积物。
第六章数控电火花线切割编程及操作
6.1 数控电火花线切割机床简介
数控电火花线切割加工属于特种加工，常用于加 工冲压模具的凸、凹模、电火花成形机床的工具电极、 工件样板、工具量规和细微复杂形状的小工件或窄缝 等，并可以对薄片重叠起来加工以获得一致尺寸。
特种加工：将电、磁、声、光、化学等能量或其组合 施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、 变形、改变性能或被镀覆等非传统加工方法。
（7）利用四轴联动，可加工上、下面异形体，形状扭 曲曲面体，变锥度和球形体等零件。
数控电火花线切割机床的程序编制教(学)案
黄石机电职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical 课程名称数控编程教学主题数控电火花线切割机床的程序编制授课班级授课时间授课地点教学目标:掌握线切割机床程序编制工艺准备的内容及基本方法。
掌握3B、4B、ISO指令编程职业技能教学点：线切割加工工艺的特点、取件位置及切割路线3B、4B、ISO指令编程教学设计：教学手段：讲解、举例、启发式、多媒体教学教学过程教学内容与板书备注第六章数控电火花线切割机床的程序编制第一节编程前的工艺准备一、数控电火花线切割机床的简介1、机床的基本组成数控电火花线切割机床由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源、和控制系统（控制柜）等五大部分组成。
宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注1）工作台又称切割台，由工作台面、中拖板和下拖板组成。
（如下图）图12）走丝机构走丝机构主要由贮丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等组成。
图2 自动张紧式线切割走丝机构3）供液系统供液系统是为机床的切割加工提供足够、合适的工作液。
工作液的种类很多，有煤油、乳化液、去离子水、蒸馏水、洗涤液、酒精等。
宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College图3快走丝线切割机床工作液循环系统4）脉冲电源图42、工作过程宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College3、主要技术指标1.工作台尺寸2.最大加工厚度3.X、Y轴行程4.最大切割锥度5.定位精度6.最大加工电流7.最大加工速度8.电极丝直径范围9.电极丝运行速度4、机床坐标系与其他数控机床一致，数控线切割机床坐标系符合国家标准：1)刀具（钼丝）相对于静止的工件运动；2)采用右手笛卡儿直角坐标系。
二、数控线切割中的工艺处理数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。
数控电火花线切割加工工艺与编程.
《数控加工工艺与编程》
二、工艺准备 （一）合理地确定切割路线 正确的切割路线能减少工件变形，容易保证加工精度。为避免 材料内部组织和内应力对加工精度的影响，除了考虑工件的坯料中 取出位置外，还必须合理选择程序的走向和起点。
如图所示。加工程序引入点为A， 起点为a，则走向可有：
①A-a-b-c-d-e-f-a-A ②A-a-f-e-d-c-b-a-A
目测法调整电极丝位置
《数控加工工艺与编程》
2.火花法 移动工作台使工件 的基准面逐渐靠近电极 丝，在出现火花的瞬时， 记下工作台的相应坐标 值，再根据放电间隙推 算电极丝中心的坐标。 此法简单易行，但往往 因电极丝靠近基准面时 产生的放电间隙，与正 常切割条件下的放电间 隙不完全相同而产生误 差。
20～40
6～20 2～ 6
大于12
6～12 4.8以下 为实现稳定加工, 一般选择 t0/ti=3～4以上
一般为70～90
精加工 Ra<1.25m
《数控加工工艺与编程》
（二）电极丝的选择 常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝和包芯丝等。钨丝 抗拉强度高，直径在0.03～0.1mm范围内，一般用于各种窄 缝的精加工，但价格昂贵。黄铜丝适合于慢速加工，加工 表面粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，但抗拉强度差， 损耗大，直径在0.1～0.3mm范围内，一般用于慢速单向走 丝加工。钼丝抗拉强度高，适于快速走丝加工，所以我国 快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝，直径在0.08～0.2mm 范围内。 电极丝直径的选择应该根据切缝宽窄、工件厚度和拐 角大小来选择。加工带尖角、窄缝的小型模具零件宜选择 较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选择 较粗的电极丝。
第6章 数控电火花线切割机床的程式编制.doc
第6章数控电火花线切割机床的程序编制数控电火花线切割机床利用电蚀加工原理，采用金属导线作为工具电极切割工件，以满足加工要求。
机床通过数字控制系统的控制，可按加工要求，自动切割任意角度的直线和圆弧。
这类机床主要适用于切割淬火钢、硬质合金等金属材料，特别适用于一般金属切削机床难以加工的细缝槽或形状复杂的零件，在模具行业的应用尤为广泛。
6.1数控电火花线切割加工工艺数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。
要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备加工。
有关模具加工的线切割加工工艺准备和工艺过程，如图6.1所示。
图6.1线切割加工的工艺准备和工艺过程6.1.1模坯准备1、工件材料及毛坯模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。
由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。
为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模具毛坯锻造及热处理工艺也应正确进行。
2、模坯准备工序模坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加工之前的全部加工工序。
（1）凹模的准备工序1）下料用锯床切断所需材料。
2）锻造改善内部组织，并锻成所需的形状。
3）退火消除锻造内应力，改善加工性能。
4）刨（铣）刨六面，并留磨削余量0.4～0.6mm。
5）磨磨出上下平面及相邻两侧面,对角尺。
6）划线划出刃口轮廓线和孔(螺孔、销孔、穿丝孔等)的位置。
7）加工型孔部分当凹模较大时，为减少线切割加工量，需将型孔漏料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔的部分材料去除，留3～5mm切割余量.8）孔加工加工螺孔、销孔、穿丝孔等。
第六章 线切割编程
§6-1 电火花线切割概述
电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，简称WCEDM)是在电火花加工基 础上于50年代末在前苏联发展起来的一种新工艺，由
于其加工过程是利用线状电极靠火花放电对工件进行
切割，故称电火花线切割。目前，国内外的线切割机 床已占电加工机床的60%以上。
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二、数控线切割手工编程方式
1. 3B程序格式
N B X B Y B J G Z
序号
间隔 符
X轴 坐标 值
间隔 符
Y轴 坐标 值
间隔 符
计数 长度
计数 方向
加工 指令
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二、电火花线切割机床分类
线切割机床按照电极丝的运动速度分为： 快走丝电火花切割机床 走丝速度：8 ～10m/s 钼丝
慢走丝电火花切割机床 走丝速度：低于0.2m/s 铜丝
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三、线切割加工的特点
①工件必须是导电材料。 ②使用细金属电极丝，可以加工微细异型孔、窄缝和复杂形状的零件， 但不能加工盲孔。 ③电极损耗少，加工精度高。 ④工具电极和工件之间不直接接触，几乎没有切削力，所以加工的 材料可以选用高硬度的材料（一般加工工件都可以在淬火后进行）。
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一、线切割的基本原理
中山建斌技校数控编程教案：第六章 数控电火花线切割机床的程序编制05
6.4 数控电火花线切割加工综合应用编制加工图6.34所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。
电极丝直径为φ0.1mm 的钼丝，单面放电间隙为0.01mm 。
下面主要就工艺计算和程序编制进行讲述。
1、确定计算坐标系由于图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，圆心为坐标原点（如图6.35）。
因为图形对称于X 轴，所以只需求出X 轴上半部（或下半部）钼丝中心轨迹上各段的交点坐标值，从而使计算过程简化。
2、确定补偿距离 补偿距离为：ΔR=(0.1/2+0.01)mm=0.06mm钼丝中心轨迹，如图6.35中双点划线所示。
3、计算交点坐标将电极丝中心点轨迹划分成单一的直线或圆弧段。
求E 点的坐标值：因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心线OO 1上。
直线OO 1的方程为Y=(2.75/3)X 。
故可求得E 点的坐标值X 、Y 为X=-1.570mm Y=-1.493mm其余各点坐标可直接从图形中求得到,见表6.11。
切割型孔时电极丝中心至圆心O 的距离（半径）为 R=（1.1-0.06）mm=1.04mm表6.11——凸凹模轨迹图形各段交点及圆心坐标交点 X Y 交点 X Y 圆心 X Y图6.34 凸凹模图6.35凸凹模编程示意图4、编写程序单切割凸凹模时，不仅要切割外表面，而且还要切割内表面，因此要在凸凹模型孔的中心O处钻穿丝孔。
先切割型孔，然后再按B→C→D→E→F→G→H→I→K→A→B的顺序切割。
（1）3B格式切割程序单见表6.12所示。
表6.12——凸凹模线切割程序（2）ISO格式切割程序单如下：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;G04X0.0+H005;G41H001;G03X-1100Y+0I-1100J+0;G04X0.0+H005;X+1100Y+0I+1100J+0;G04X0.0+H005;G40H000G01X+100Y+0;M00; //取废料C007;G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;T85 T87;M00; //拆丝M05G00X-3000; //空走M05G00Y-2750;M00; //穿丝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-2050;G04X0.0+H005;G41H001;X-3800Y-750;G04X0.0+H005;X-3000Y-750;G04X0.0+H005;G02X-1526Y-1399I+0J-2000;G04X0.0+H005;G03X-1526Y+1399I+1526J+1399;G04X0.0+H005;G02X-3000Y+750I-1474J+1351;G04X0.0+H005;G01X-3800Y+750;G04X0.0+H005;X-3800Y+2050;G04X0.0+H005;X-6900Y+2050;G04X0.0+H005;X-6900Y-2050;G04X0.0+H005;X-3800Y-2050;G04X0.0+H005;G40H000G01X-2801Y-2012;M00;C007;G01X-2500Y-2000;G04X0.0+H005;T85 T87 M02; //程序结束(:: The Cuting length= 37.062133 MM ); //切割总长本章提示:由于电火花线切割的加工原理与切削加工原理不同,因而数控电火花线切割的加工程序编制有其独特之处。
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第6章 电火花线切割加工编程
3．电极丝的选择
高速走丝机床的电极丝是快速往复运行的，电极丝在加工过程中反 复使用。这类电极丝主要有钼丝、钨丝和钨钼丝。 低速走丝线切割机床一般用黄铜丝作电极丝。电极丝作单向低速运 行，用一次就弃掉，因此不必用高强度的钼丝。 电极丝的直径对切割速度的影响较大。若电极丝直径过小，则承受 电流小，切缝也窄，不利于排屑和稳定加工，显然不可能获得理想的切 割速度。 电极丝的上丝、紧丝是线切割操作的一个重要环节，它的好坏，直 接影响到加工零件的质量和切割速度。 但若上丝过松，由于电极丝具有延伸性，在切割较厚工件时，由于 电极丝的跨距较大，除了它的震动幅度大以外，还会在加工过程中受放 电压力的作用而弯曲变形，结果电极丝切割轨迹落后并偏离工件轮廓， 即出现加工滞后现象，从而造成形状与尺寸误差。 由于电极丝运动的位置主要由导轮决定，如果导轮有径向跳动或轴 向窜动，电极丝就会发生震动，振幅决定于导轮跳动或窜动值。
第6章 电火花线切割加工编程
6.1 电火花线切割的工艺与工装 6.2 电火花线切割加工的编程方法 6.3 电火花线切割加工综合编程实例
第6章 电火花线切割加工编程 6.1 电火花线切割的工艺与工装
6.1.1 电火花线切割加工原理 1．数控电火花线切割加工原理 数控电火花线切割是利用连续移动的细金属导线（称 作电极丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电 流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。
第6章 电火花线切割加工编程
3．加工 （1）加工时的调整 ① 调整电极丝垂直度。 ② 调整脉冲电源的电参数。 ③ 调整进给速度。 （2）正式切割加工 经过以上各方面的调整准备工作，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．检验 （1）模具的尺寸精度和配合间隙 （2）垂直度 （3）表面粗糙度
图6-1 电火花线切割原理 1—绝缘底板 2—工件 3—脉冲电源 4—电板丝（钼丝） 5—导向轮 6—支架 7—储丝筒
第6章 电火花线切割加工编程
2．数控电火花线切割加工特点
① 直接利用线状的电极丝作线电极，不需要像电火花成型加工一样的 成型工具电极，节约了电极设计、制造费用，缩短了生产准备周期。 ② 可以加工用传统切削方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝 和形状复杂的工件。 ③ 利用电蚀原理加工，电极丝与工件不直接接触，两者之间的作用力 很小，因而工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度。 ④ 在传统的车、铣、钻加工中，刀具硬度必须比工件硬度大，而数控 电火花线切割机床的电极丝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难以加工或无法加工的材料。 ⑤ 直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影响加工精度的加工参 数（如脉冲宽度、间隔、电流）进行调整，有利于加工精度的提高， 便于实现加工过程的自动化控制。 ⑥ 电极丝是不断移动的，单位长度损耗少，特别适合在慢走丝线切割 加工时使用，故加工精度高（可达2/m）。 ⑦ 采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成型。
第6章 电火花线切割加工编程
3．电火花线切割加工分类 ① 按控制方式分，可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数 字程序控制及微机控制等。 ② 按脉冲电源形式分，可分为RC电源、晶体管电源、分组 脉冲电源及自适应控制电源等。 ③ 按加工特点分，可分为大、中、小型以及普通直壁切割型 与锥度切割型等。 ④ 按走丝速度分，可分为低速走丝方式和高速走丝方式。 4．数控电火花线切割的应用 （1）模具制造 （2）电火花成型加工用的电极 （3）新产品试制及难加工零件
第6章 电火花线切割加工编程
2．电参数的合理选择 （1）要求切割速度高时 当脉冲电源的空载电压高、短路电流大、脉冲宽度大 时，则切割速度高。 （2）要求表面粗糙度好时 若切割的工件厚度在80 mm以内，则选用分组波的脉 冲电源为好，它与同样能量的矩形波脉冲电源相比，在相 同的切割速度条件下，可以获得较好的表面粗糙度。 （3）要求电极丝损耗小时 多选用前阶梯脉冲波形或脉冲前沿上升缓慢的波形， 由于这种波形电流的上升率低，故可以减小丝损。 （4）要求切割厚工件时 选用矩形波、高电压、大电流、大脉冲宽度和大的脉 冲间隔可充分消电离，从而保证加工的稳定性。Leabharlann 第6章 电火花线切割加工编程
4．工作液的选配 （1）工作液的正确配制 （2）工作液的使用方法
① 对加工表面粗糙度和精度要求比较高的工件，浓度比可适当大些， 约10%～20%。 ② 对要求切割速度高或大厚度工件，浓度可适当小些，约5%～8%。 这样加工比较稳定，且不易断丝。 ③ 对材料为Cr12的工件，工作液用蒸馏水配制，浓度稍小些。 ④ 新配制的工作液，当加工电流约为2A时，其切割速度约 40 mm2/min，若每天工作8 h，使用约2天以后效果最好，继续使用 8～10天后就易断丝，须更换新的工作液。
第6章 电火花线切割加工编程
6.1.3 加工条件的选择 1．线切割加工机床的选择 快速走丝线切割机床采用直径为0.08～0.2 mm的钼丝 或直径为0.03～0.1 mm的钨丝作电极，走丝速度约为8～ 10 m/s，而且是双向往复循环运行，反复通过加工间隙， 一直使用到断丝为止。工作液通常采用5%左右的乳化液 和去离子水等。由于电极丝的快速运动能将工作液带进狭 窄的加工缝隙，所以工作液除了起冷却作用外，还能将电 蚀产物带出加工间隙，以保持加工间隙的“清洁”状态， 有利于切割速度的提高。 慢速走丝线切割机床采用直径为0.03～0.35 mm的铜 丝作电极，走丝速度为3～12 m/min，线电极只是单向通 过间隙，不重复使用。 目前国内主要生产、使用的是快速走丝数控电火花线 切割机床。
第6章 电火花线切割加工编程
6.1.2 电火花线切割加工工艺路线确定
图6-2 数控线切割机床的加工工艺路线图
第6章 电火花线切割加工编程
1．对图样进行分析和审核 ① 表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后无法进行手工 研磨的工件。 ② 窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件，或图形内拐角 处不允许带有电极丝半径加放电间隙所形成的圆角的工件。 ③ 非导电材料。 ④ 厚度超过丝架跨距的零件。 ⑤ 加工长度超过x、y拖板的有效行程长度，且精度要求较 高的工件。 2．编程 （1）冲模间隙和过渡圆半径的确定 （2）计算和编写加工用程序 （3）穿制加工用的程序纸带和校对纸带