第7章 数控电火花线切割编程数控编程技术教学课件

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7. 3线切割工艺
7. 3.1程序校验
程序编制时，应按照所掌握的编程方法，对零件的几何形 状、尺寸及工艺要求进行分析，确定加工路径，进行数值计 算以获得加工数据，然后按本机床的指令格式，将工件的尺 寸、切割轨迹、电极丝半径和放电间隙补偿等编制成加工程 序。
格式中:X,Y—表示圆弧终点坐标;
I, J—表示圆心坐标，是圆心相对圆弧起点的增量值。
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。
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7. 2数控电火花线切割程序编制
7.锥度指令 常用锥度功能指令见表7-8。 8.坐标指令 常用坐标指令见表7-9。
7. 2. 3自动编程
自动编程是通过自动变成软件，画出要加工的图形，生成 G代码或3B代码，通过代码来指挥机床动作来完成加工的。 具体操作如下。
(1)画出要加工的图形 如图7-10所示，在画图时要注意，在尖角的地方要倒一个
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7. 2数控电火花线切割程序编制
1.记数方向G和记数长度J 为保证所要加工的线段或圆弧能按要求的尺寸加工出来，
一般线切割机床是通过控制从起点到终点某个工作台进给的 总长度来达到的，因此在计算机中设立了一个J计数器来进行 记数，把加工的总长度数值预先置入J计数器中，加工时，当 被确定为记数长度这个坐标的工作台每进给一步，J计数器就 减1。这样，当J计数器减到零时，则表示该圆弧或直线已加 工到终点。加工斜线段时必须用进给距离比较长的一个方向 作进给控制，若线段的终点为A ( Xe , Ye )，当lXel>lYel，记 数方向取Gx，反之，记数方向取Gy，如果两个坐标值一样时， 则两个记数方向均可。当圆弧终点坐标靠近Y轴时，计数方 向取Gx ,靠近X轴时，计数方向取Gy，即圆弧取终点坐标绝 对值小的为记数方向。如图7-2所示。
为 0.015~0.02 mm，所加工表面的表面粗糙度为Ral. 252. 5
um。快走丝线切割机床一般采用钥丝作为电极，双向循环运 动，电极丝直径为0. 1~0. 2 mm，工作液常采用乳化液。
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7. 1数控电火花线切割概述
慢走丝线切割机床的运丝速度一般为3~5 m/min左右，最高 为15 m/min。电极丝采用黄铜、紫铜等，直径为0. 03~0. 35 mm。电极丝单向运动且为一次性使用，这使电极丝尺寸一 致性好，加工精度相对较高，一般这类线切割机床运丝系统 复杂，能够设定并调整丝的张力，导向装置，能进行断丝检
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 X60000 Y80000(如图7-6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。
用L表示，L后面的数字表示该线段所在的象限。对于和坐标 重X轴合。的对直于线圆，弧L1加为工正指Y令轴有，8L种2为，负SXR轴表，示L顺3为弧负，YN轴R表，示L4逆为弧正， 字母后面的数字表示该圆弧的起点所在象限，如SR1表示为 该圆弧为顺圆，起点在第一象限。如图7-4所示。
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7. 1数控电火花线切割概述
7. 1. 4数控电火花线切割机床的分类
按电极丝运动的方式将数控电火花线切割机床分为两大类， 快走丝线切割机床和慢走丝线切割机床。
快走丝线切割机床是我国在20世纪60年代研制成功的，其 主要特点是电极丝运行速度快(300~700 m/min )，加工速度较 高，排屑容易，机构比较简单，价格相对便宜，因而在我国 应用广泛。但由于其运丝速度快容易引起机床的较大振动， 丝的振动也大，从而影响加工精度。它的一般加工精度
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7. 2数控电火花线切割程序编制
3.坐标系指令 坐标系指令如表7-4所示，常用G92加工坐标系设置指令。 编程格式:G92 X_Y_ 4.补偿指令 补偿指令如表7-5所示。 G40、G41、G42为间隙补偿指令 (1)G41左偏间隙补偿指令 编程格式:G41 D_ 式中D偏移量(补偿距离)，确定方法与半径补偿方法相同，见
缩短生产周期。
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7. 2数控电火花线切割程序编制
数控线切割机床的控制系统是根据指令控制机床进行加工的， 必须把要切割的图形编成程序，并将程序输入到控制系统中。
在数控机床中编辑程序的方式主要有两种:一种是手工编程， 要加工出所需要的图形，另一种是自动编程。手工编程采用 各种数学方法，使用一般的计算工具，手工地对编程所需的 数据进行处理和运算。为了简化编程工作，随着计算机的飞 速发展，自动变成已经成为主要编程手段。自动编程使
7. 2数控电火花线切割程序编制
对于顺弧，起点在正Y轴记作SR1，在负X轴记作SR2，在负 Y轴记作SR3，在正X轴记作SR4;对于逆弧，起点在正X轴记 作SR1，在正Y轴记作SR2，在负X轴记作SR3,在负Y轴记作 SR4。
线切割编程坐标系和数控车床、数控铣床坐标系不同，线 切割编程坐标系只有相对坐标系，每加工一条线段或圆弧， 都要把坐标原点移到直线的起点或圆弧的圆心上。
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7. 1数控电火花线切割概述
7.1.5线切割加工的加工对象
1)广泛应用于加工各种冲模。 2)可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。 3)加工样板和成型刀具。 4)加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模。 5)加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料。 6)加工凸轮，特殊的齿轮。 7)适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，
大于或等于钥丝半径的圆角，否则补偿就不能执行。
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7. 2数控电火花线切割程序编制
(2)进行轨迹操作 如图7-11所示，在执行轨迹操作时，要注意补偿是自动补
偿还是后置时手工补偿，如果是自动补偿，就要在“偏移量/ 补偿值”下将补偿值设定好，如果是后置时手工补偿，那么 就在加工时将补偿值输入好。 (3)生成3B代码 如图7-12所示，代码生成好以后，可以手工输入到单片机， 也可以保存到计算机的磁盘目录下。
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7. 1数控电火花线切割概述
7. 1. 3电火花线切割加工正常运行必须具 备的条件
电火花线切割加工正常运行必须具备的条件为: 1)金属丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙。 2)电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液
体介质中进行，如煤油、乳化液、去离子水等，要求工作介 质有较高绝缘性有利于产生脉冲性的电火花放电，还有排除 间隙内电蚀产物和冷却电极的作用。钥丝和工件被加工表面 之间保持一定间隙，如果间隙过大，极间电压不能击穿极间 介质，则不能产生电火花放电;如果间隙过小，则容易形成短 路连接，也不能产生电火花放电。 3)必须采用脉冲电源，即火花放电必须具有脉冲性、间歇性。
例如:G92 X40000 Y20000
G01 X80000 Y60000(如图7-7所示)
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7. 2数控电火花线切割程序编制
(3)G02, G03圆弧插补指今
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_
第7章 数控电火花线切割编程
7. 1数控电火花线切割概述 7. 2数控电火花线切割程序编制 7. 3线切割工艺 7. 4数控电火花线切割编程实例
7. 1数控电火花线切割概述
7.1.1线切割加工原理
线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的 一种，其基本原理如图7-1所示。被切割的工件作为正电极， 金属丝(常用的有钥丝、铜丝)作为负电极，脉冲电源发出一 连串的脉冲电压，加到正电极和负电极上。金属丝与工件之 间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液。当金属丝与工件 的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击 穿，在金属丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温， 使工件上金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。若工作台带 动工件不断进给运动，就能切割出所需要的形状。由于储丝 筒带动金属丝运动，所以金属丝基本上不被蚀除，可使用较 长的时间。
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7. 2数控电火花线切割程序编制
记数长度是直线或圆弧在记数方向坐标轴上投影长度总和。 对斜线段，当lXel>lYel时，取J= lXel，反之，则取J= lYel。 对于圆弧，它可能跨越几个象限，如图7-3所示，圆弧从A到 B，记数方向为Gx, J=J1+J2 +J3。
2.加工指令Z 加工指令共有12种，如图7-4所示，其中直线加工指令4种，
测。最新的线切割机床还有自动穿丝和自动断丝功能，慢走
丝线切割机床加工精度可达 0. 001 mm，所加工表面的粗 糙度可达Ramax0.3μm，工作液主要采用去离子水和煤油， 切割速度目前可达到350 mm/min 除此之外，按控制方式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;按电源形式可分为RC电源、晶 体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等;按加工特点 可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等。
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7. 1数控电火花线切割概述
7. 1. 2数控线切割机床的组成
数控线切割机床的组成包括机床主机、脉冲电源和数控装 置三大部分。
1.机床主机部分 机床主机部分由运丝机构、工作台、床身、工作液系统等
组成。运丝机构电动机通过联轴节带动储丝筒交替作正、反 向转动，钥丝整齐地排列在储丝筒上，并经过丝架作往复高 速移动(线速度为9 m/s左右)。工作台用于安装并带动工件在 工作台平面内作X, Y方向移动。工作台分上下两层，分别与 X, Y方向的丝杠相连，由两个步进电机单独驱动。步进电机 每接收到计算机发出的一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个 步距角，通过一对齿轮变速带动丝杠转动从而使工作台在相 应的方向上移动0. 01 mm。
图7-8 ( a)和图7-9 (a)。一般数控线切割机床偏移量△R在0~0. 5 mm。
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7. 2数控电火花线切割程序编制
(2)G42右偏补偿指令 编程格式:G42 D_ 式中D-偏移量(补偿距离)，确定方法与半径补偿方法相同，
见图7-8 ( b)和图7-9(b)。一般数控线切割机床偏移量△R在 0~0. 5 mm。 (3) G40取消间隙补偿指令 编程格式:G40 //刀单列一行 5M代码 M为系统辅助功能指令，常用M功能指令见表7-6。 6.镜像指令 常用镜像功能指令见表7-7。
加工如图7-5所示工件，按 A B C D E的顺
序进行切割，加工程序如表7-2所示(电极丝直径与放电间隙 忽略不计)。
7.2. 2 ISO代码下切割加工程序编制
我国快走丝数控电火花切割机床常用ISO代码指令，与国 际上使用的标准基本一致。常用指令如表7-3所示.
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7. 2数控电火花线切割程序编制
用专用的数控语言及各种输入手段向计算机输入必要的形状 和尺寸数据，利用专门的应用软件可自动生成加工程序。
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7. 2数控电火花线切割程序编制
7. 2. 1手工编程
线切割机床编程格式是用3B指令格式，编程格式如表7-1所 示，表中B为分隔符，它的作用是把X, Y, J这些代码分开，便 于计算机识别。当程序往控制器输入时，读入第一个B后它 使控制器作好接受X轴坐标值的准备，读入第二个B后作好接 受Y轴坐标值的准备。读入第三个B后作好接受J值的准备。 加工斜线时，程序中X, Y必须是该斜线段终点相对起点的坐 标值。加工圆弧时，程序中X, Y必须是圆弧起点相对其圆心 的坐标值。X,Y, J的数值均以μm为单位。