第7章电火花线切割加工编程

第7章电火花线切割加工编程 2．支撑装夹方法 (1) 悬臂支撑方式。通用性强，装夹方便。但由于工件单端 压紧，另一端悬空，因此工件底部不易与工作台平行，所以易出 现上仰或倾斜致使切割面与工件上下平面不垂直或达不到预定的
精度。只用于要求不高或悬臂较小的情况。
(2) 两端支撑方式(如图5-4(a)所示)。其支撑稳定，平面定位
精度高，工件底面与切割面垂直度好，但对于较小的零件不适用。 (3) 桥式支撑方式(如图5-4(b)所示)。采用两块支撑垫铁架在 双端夹具体上。其特点是通用性强，装夹方便，大、中、小工件
装夹都比较方便。
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(a)
(b)
图5-4 工件支撑装夹方式 (a) 两端支撑方式；(b) 桥式支撑方式
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(a)
(b)
图5-5 工件支撑装夹方式
(a) 板式支撑方式；(b) 复式支撑方式
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5.4 电火花线切割编程
数控线切割编程分为手工编程和自动编程。格式有3B 、 4B 、 5B 、ISO和EIA等，使用最多的是3B格式，目前也有许多系统直 接采用ISO代码格式。 5.4.1 3B格式程序编制 1．编程规则 3B代码编程是数控电火花线切割机床用的最常见程序格式， 每一行的格式为： B JX B JY B J G Zn 其中：
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5.3 电火花线切割的工艺与工装
电火花线切割加工,一般作为工件加工中最后工序。要 达到加工零件的加工要求，应合理控制线切割加工的各种 工艺 因素，同时选择合适工装。 5.3.1 工艺分析
(1)明确加工要求 (2)确定工艺基准,采用什么方法定位 5.3.2 切割线路的确定 在加工中，为避免引起工件的变形，应合理选择 加工路线。
2．按脉冲电源形式分
有RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源和自适应控制电源 线切割机床等。 3．加工特点分 有大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型，还有 切割上下异形的线切割机床等。
第7章电火花线切割加工编程 4．按走丝速度分 有快速走丝方式和慢速走丝方式的线切割机床。 我国机床型号的编制是根据JB 1838－76《金属切削机床型 号编制方法》的规定进行的，机床型号由汉语拼音字母和阿拉
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5.2 电火花线切割机床的基本结构
电火花线切割机床本体由床身、坐标工作台、走丝 机构、线架、工作液箱、附件和夹具的几部分组成。 （参看图5-1） (1)床身部分 一般为铸铁，是坐标工作台、走丝机构及线架的支承 和固定基础。 (2)坐标工作台部分 加工是通过坐标工作台与电极丝的相对运动来完成的。
伯数字组成，它表示机床的类别、特性和基本参数。
第7章电火花线切割加工编程 例如，数控电火花线切割机床型号DK7725的含义如下： D K 7 7 25 基本参数代号(工作台横向行程250 mm)
型别代号(快速走丝线切割机床)
组别代号(电火花加工机床) 机床特性代号(数控) 机床类别代号(电加工机床)
第7章电火花线切割加工编程51dk77机床型号dk7716dk7720dk7725dk7732dk740dk7750dk7763dk77120工作台行程mm20016025020032025050032050040080050080060020001200最大切割厚度mm100200140300可调400可调300150500可调加工表面粗糙度ram2525252563322525加工精度mm0010015001200150025001002切割速度mmmin708080100120120120加工锥度360各厂家的型号不同控制方式各种型号均有单板机或单片机或微机控制各厂家生产的机床的切割速度有所不同第7章电火花线切割加工编程52走丝速度212mmin电极丝材料钼丝钨钼丝黄铜丝铜合金及其镀覆材料精度保持丝抖动大精度较难保持走丝平稳精度容易保持电极丝的工作状态循环重复使用一次性使用工作液特制乳化油水溶液去离子水工作液绝缘强度kcm055010100最高切割速度mmmin300300国外最高尺寸精度mm0005表面粗糙度m063016数控装置开环步进电机形式闭环半闭环伺服电机程序形式3b4b程序5单位纸带国际iso代码程序8单位纸带第7章电火花线切割加工编程电火花线切割机床本体由床身坐标工作台走丝机构线架工作液箱附件和夹具的几部分组成
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第5章 电火花线切割加工编程
5.1 电火花线切割加工概述 5.2 电火花线切割机床的基本结构 5.3 电火花线切割的工艺与工装 5.4 电火花线切割编程 5.5 锥度切割的编程与实现 思考与练习题
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5.1 电火花线切割加工概述
5.1.1 电火花线切割原理 电火花线切割加工又称为数控线切割，其加工过程是利用一 根移动着的金属丝(钼丝、钨丝或铜丝等)作工具电极，在金属丝 与工件间通以脉冲电流，使之产生脉冲放电而进行切割加工的。 如图5-1所示，电极丝穿过工件上预先钻好的小孔(穿丝孔)，经 导轮由走丝机构带动进行轴向走丝运动。工件通过绝缘板安装 在工作台上，由数控装置按加工程序指令控制沿X、Y两个坐标 方向移动而合成所需的直线、圆弧等平面轨迹。在移动的同时， 线电极和工件间不断地产生放电腐蚀现象，工作液通过喷嘴注 入，将电蚀产物带走，最后在金属工件上留下细丝切割形成的 细缝轨迹线，从而达到了使一部分金属与另一部分金属分离的 加工要求。
特别适合模具加工。
(3)线切割加工主要是对通孔加工，较适合于冷冲模；而电火
花成形机床则主要是对盲孔进行加工，较适合于型腔模的 加工。
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(4)对粗、中、精加工,只需调整电参数即可,操作方便、自 动化程度高。 （5）当零件无法从周边切入时，工件上需钻穿丝孔。
第7章电火花线切割加工编程 5.1.3 电火花线切割机床的类型 1．按控制方式分 有靠模仿形控制、光电跟踪控制、数字程序控制和微机控 制线切割机床等。
机床型号 工作台行程/mm 最大切割厚度/mm 加工表面粗糙度 Ra/μm 加工精度/mm 切割速度/(mm2/min) 加工锥度 控制方式 0.01 70 0.015 80 0.012 80 0.015 100 0.025 120 0.01 120 0.02 120 DK7716 200×160 100 2.5 DK7720 250×200 200 2.5 DK7725 320×250 140 2.5 DK7732 500×320 300 (可调) 2.5 DK740 500×400 400 (可调) 6.3～3.2 DK7750 800×500 300 2.5 DK7763 800×600 150 2.5 DK77120
(2) 夹具应具有必要的精度，将其稳固地固定在工作台上，
拧紧螺丝时用力要均匀。 (3) 工件装夹的位置应有利于工件找正，并应与机床行程相 适应，工作台移动时工件不得与丝架相碰。 (4) 对工件的夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。 (5) 大批零件加工时，最好采用夹具，以提高生产效率。 (6) 细小、精密、薄壁的工件应固定在不易变形的辅助夹具 上。
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高频脉冲电源 电极丝 工件
－ ＋
供液系统
走丝机构
数控装置
十字拖板 机床本体
图5-1 电火花线切割加工原理
第7章电火花线切割加工编程 5.1.2 电火花线切割特点 (1) 和电火花成形机床不同，线切割是利用线电极来进行加工 的。
(2)切缝较小，可以对工件进行套裁，有效地利用工件材料，
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数控电火花线切割机床的主要技术参数包括：工作台行程 (纵、横向行程)、最大切割厚度、加工表面粗糙度、加工精度、 切割速度和数控系统的控制功能等。表5-1为DK77系列数控电
火花线切割机床的主要型号及技术参数。表5-2为快、慢速走丝
线切割加工的特点比较。
第7章电火花线切割加工编程 表5-1 DK77系列数控电火花线切割机床的主要型号及技术参数
的零件，最好采用图(c)的方案，电极丝不由坯料的外
部切入，而是将切割起点取在坯件预制的穿丝孔中。
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A K J H L I
夹压端 C F
B D E G C D
A B E F
夹压端 K H
L J I G
夹压端
(a)
(b)
(c)
图5-2 加工线路的确定
第7章电火花线切割加工编程 对于切割孔类工件，为减少变形，可采用两次切 割法，如图5-3所示。第一次粗加工型孔，周边留余量 0.1～0.5 mm，以补偿材料应变后的变形。第二次切割
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B为分隔符，表示一条程序段的开始，并将X、Y等计数长 度分隔开，相当于表格中的制表线。 JX 、JY分别为X、Y轴方向上的坐标计数。 J为主计数轴的计数长度。它等于加工线段在主计数轴上的 投影长度。
G为主计数轴的设定，有GX、GY两种设定。GX表示X轴为 主要计数轴，GY表示Y轴为主要计数轴。 Zn为加工指令，用于决定控制台是按直线还是按圆弧进行 插补加工，并含有加工方向等信息。有L1、L2、L3、L4、SR1、 SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4共12种指令。
为精加工，这样可达到较满意的效果。为更好地避免
切割大孔形时产生尖角应力开裂的可能性，还可以用 其他加工方法对型孔预先进行镂空处理，同时对尖角 处添加过渡圆。
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第一次切割的图形 第一次切割路线
第二次切割后的实际图形
图5-3 两次切割法
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5.3 .3工件的装夹
预定方向来决定。
第7章电火花线切割加工编程 2) 基本坐标计数的确定 对于直线段，应先将坐标原点假想地移到该线段的起点上， 求得线段终点在该假想坐标系中的坐标值(X，Y)。 直线：经假想平移后，与坐标轴重合的直线段，即图形中与 原始X、Y坐标轴方向平行的直线段。无论该线平行于哪根轴， 都按：JX = JY = 0 来设定。 斜线：指图形中与X、Y坐标轴方向夹角都不为零的直线段。 此时，计数长度等于该线在对应坐标轴上的投影长度，即：JX = X，JY =Y。 圆弧段：先将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心上，计数 长度由起点坐标决定。若圆弧起点与终点在该坐标系中的坐标 分别为(X1，Y1)和(X2，Y2)，则：JX = X1，JY =Y1。
第7章电火花线切割加工编程 (4) 板式支撑方式(如图5-5(定，可呈矩形或圆形孔，并可增加X、Y两方向的定位基
准。装夹精度高，适于常规生产和批量生产。
(5) 复式支撑方式(如图5-5(b)所示)。在桥式夹具上，再装上
专用夹具组合而成。装夹方便，特别适合于成批零件加工。可 节省工件找正和调整电极丝相对位置等辅助工时，易保证工件 加工的一致性。
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例如
图5-2所示的切割路线安排上，图(a)的切割路线
是错误的，按此加工，切割完前几段线后，继续加工 时，由于原来主要连接的部位被割离，余下的材料与
夹持部分连接较少，工件刚度大为降低，容易产生变
形，从而影响加工精度。如按图(b)的切割路线加工， 可减少由于材料割离后残余应力重新分布而引起的变 形，所以，一般情况下，最好将工件与其夹持部分分 割的线段安排在切割总程序的末端。对精度要求较高
第7章电火花线切割加工编程 (3)走丝机构 走丝系统使电极丝以一定的速度运动并保持一定 的张力。 (4)脉冲电源 受加工表面粗糙程度和电极丝允许承受电流限制， 线切割加工总是采用正极性加工。 (5)数控装置 主要作用是在电火花线切割加工过程中，按加工 要求自动控制电极丝相对工件的运动轨迹和进给速度， 来实现对工件的形状和尺寸加工。
工件的装夹形式对加工精度有直接影响。线切割机床的夹
具比较简单。一般是在通用夹具上采用压板螺钉固定工件。当
然有时也会用到磁力夹具、旋转夹具或专用夹具。 1．工件装夹的一般要求 (1) 工件的基准表面应清洁无毛刺，经热处理的工件，在穿 丝孔内及扩孔的台阶处，要清除热处理残物及氧化皮。
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2000×1200
500 (可调)
3° ～60° 各厂家的型号不同 各种型号均有单板机、或单片机、或微机控制 各厂家生产的机床的切割速度有所不同
第7章电火花线切割加工编程 表5-2 快、慢速走丝电火花线切割加工特点比较
项 走丝速度 电极丝材料 精度保持 电极丝的工作状态 工作液 工作液绝缘强度/(k ·cm) 最高切割速度/(mm2/ min) 最高尺寸精度/mm 表面粗糙度/m 数控装置 程序形式 目 类 快 2～12 m/s 钼丝、钨钼丝 丝抖动大，精度较难保持 循环重复使用 特制乳化油水溶液 0.5～50 300 0.01 0.63 开环 、步进电机形式 3B、4B 程序，5 单位纸带 速 走 丝 型 慢 1～8 m/min 黄铜丝、铜合金及其镀覆材料 走丝平稳，精度容易保持 一次性使用 去离子水 10～100 300 (国外) 0.005 0.16 闭环、半闭环、伺服电机 国际 ISO 代码程序、8 单位纸带 速 走 丝
第7章电火花线切割加工编程 1) 编程坐标系的建立
尽管对3B格式程序来说，程序中的数据与坐标原点所处的
位置无关，但其总的坐标轴方向应该是确定不变的；否则，将 无法放置到机床上。而且，建立一个原点固定的编程坐标系， 对编程计算是非常方便的。通常这个坐标系原点应定在图纸尺 寸标注的相对基准点上。坐标轴的方向应根据安装到机床上的