线切割教案

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项目一线切割程序编制与机床操作

1.1学习目标

通过本项目的学习，了解线切割加工原理与应用范围，理解线切割机床程序编制的基本工艺和方法，掌握线切割机床简单零件的程序编制，掌握凸模类零件的加工方法，能正确设置机床的相关参数。

1.2项目内容

在线切割机床上加工如图1.1所示零件外形轮廓。已知：材料为45钢，厚度为8mm。

1．零件图形

图1.1 零件图形

2．编程与加工要求：

1）根据电极丝实际直径，正确计算偏移量（间隙补偿量）。

2）根据图形特点，正确选择引入线位置和切割路线。

3）根据材料种类和厚度，正确设置脉冲参数。

4）根据程序的引入位置和切割路线，正确装夹工件和定位电极丝。

1.3 知识点?

本课题主要讲解以下知识点：

1、线切割加工原理与应用范围；

2、线切割加工基本工艺（主要包括偏移量的计算，引入、引出线位置的确定与切割路线的选取）；

3、线切割自动编程；

4、线切割机床操作方法。

1.4 学习内容

1.4.1线切割加工原理与应用范围

1．加工原理

数控线切割机床加工是利用不断运动的电极丝与工件之间产生火花放电，从而将金属蚀除下来，实现轮廓切割的。

2．应用范围

由于线切割所采用电极丝很细，所以能加工出任何平面几何形状的零件，应用范围较广，主要有以下几个方面：

1）试制新产品

用线切割直接切除零件，无须另行制造模具，大大降低试制产品的成本和时间。另外，如变更设计，线切割只需改变程序，便可再次切割新产品。

2）加工模具

适于加工各种形状的冲模，在切割凸模、凹模时，只需一次编程，使用不同的间隙补偿量，就能保证模具的配合间隙和加工精度。

3）加工特殊材料

在切割一些高硬度、高熔点的金属时，采用其他切削加工几乎是不可能的，而采用电火花线切割加工既经济，质量又好。

1.4.2线切割加工基本工艺

1．偏移量（间隙补偿量）的计算

线切割编程时都是以电极丝中心按照图样的实际轮廓进行编程的。但在实际加工中，所采用的电

极丝有一定的直径，电极丝与被加工材料之间有一定的放电间隙。因此，为了使加工图形的轮廓尺寸满足图纸设计要求，必须使电极丝中心运动轨迹偏离图纸尺寸一个固定值。例如要加工出工件的外形轮廓（即凸模类零件），如图1.2a所示，电极丝中心轨迹应向外偏移，并从图形的外部向内切入。要加工内孔（即凹模类零件），如图1.2b所示，电极丝中心轨迹应向内偏移，并从图形的内部向外切入。其偏移量（间隙补偿量）的计算如下：

偏移量（间隙补偿量）＝实际电极丝半径＋单边放电间隙

a b

图1.2 电极丝中心轨迹偏移方向

2．正确选取引入、引出线位置和切割路线

（1）起始切割点（引入线终点）的确定

由于电火花线切割加工的零件大部分是封闭的图形，所以起切点也是完成切割的终点。在加工中，电极丝返回到起切点时很容易造成加工痕迹，使工件精度受到影响，所以为了避免这一影响，起始切割点的选择原则如下：

1）当切割工件各表面粗糙度要求不一致时，应在较粗糙的面上选择起始切割点。

2）当切割工件各表面粗糙度要求相同时，首选图样上直线与直线的交点，其次是选择直线与圆弧的交点和圆弧与圆弧的交点。

3）当工件各面粗糙度相同时，又没有相交面，起始切割点应选择在钳工容易修复的凸出部位。

4）避免将起始切割点选择在应力集中的夹角处，以防止造成断丝、短路等故障。

（2）引入、引出线位置与切割路线的确定

凸模引入线长度一般取3～5㎜，其切割路线选择与工件的装夹位置有关。一般原则是使工件与其夹持部位分离的切割段安排在总的切割程序末端。以尽量减少或防止工件变形。例如：切割图1.3所示凸模类零件，b图合理。引出线一般与引入线重合。

a b

图1.3 切割路线的确定

凹模穿丝点多取在凹模的对称中心，起始切割点（引入线的终点）的选取除考虑上述原则外，还应考虑选取最短路径切入且钳工容易修复的位置。

1.4.3 线切割自动编程

不同厂家生产的自动编程系统有所不同，具体可参见使用说明书。本文以CAXA线切割V2系统为例，说明自动编程的方法。

CAXA软件中进行自动编程的步骤一般分为：绘图——生成加工轨迹——生成代码（3B或G代码）程序——代码传输。

1．绘图

利用CAXA软件的CAD功能可很方便的绘出加工零件图，为作引入线方便，可把图形的左上角移到（0，0）点（如图1.4所示）。

图1.4 绘制零件图

2．生成加工轨迹

（1）点击“线切割”菜单下的“轨迹生成”（如图1.5所示）。

图1.5 轨迹生成

（2）系统弹出[线切割轨迹生成参数]对话框。切割参数项[切入方式]有三种：

[直线]切入：电极丝直接从穿丝点切入到加工起始点。

[垂直]切入：电极丝从穿丝点垂直切入到加工起始段，以穿丝点在起始段上的垂直点作为加工起始点。

[指定切入点]切入：此方式要求在轨迹上选择一个点作为加工的起始点，电极丝直接从穿丝点切入到加工起始点。

其它参数可采用默认值。

已知电极丝直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，则电极丝偏移量为0.1mm。如图所示填写切割参数和偏移量参数，单击确定（如图1.6、1.7所示）

图1.6 切割参数设置

图1.7 偏移量设置

（3）系统提示[选择轮廓]，选取所绘图（如图1.8），被选取的图变为红色虚线，并沿轮廓方向出现一对反向箭头，系统提示[选取链拾取方向]，如工件左边装夹，引入点可取在工件左上角点，并选择顺时针方向箭头，使工件装夹面最后切削。