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1、第五章 数控电加工机床的编程与操作目录目录1第五章数数控电加加工机床床的编程程与操作作15.1数数控电火火花成型型加工115.1.1 数数控电火火花成型型机床分分类与组组成15.1.2数控控电火花花成型加加工工艺艺与操作作过程225.1.3数控控电火花花成型加加工实例例52工艺艺分析55(2)可可以采用用单轴数数控电火火花成形形机床加加工,分步序序一次完完成；665.2数数控电火火花线切切割加工工75.2.1数控控加工和和特种加加工机床床的种类类85.2.2电火火花线切切割加工工原理和和必备条条件85.2.3电火火花线切切割和成成型机区区别95.2.4电火火花线切切割机床床组成995.2.5线
2、切切割加工工的应用用105.2.6线切切割的编编程1005.2.7自动动编程113练习与思思考144第五章 数控电电加工机床床的编程程与操作作数控控电加工工机床是利用电电蚀加工工原理，采采用金属属或非金金属作为为工具电电极来切割工工件，以以满足加加工要求求。数控控电加工工机床通通过数字字控制系系统的控控制，可可按加工工要求，自自动切割割任意角角度的直直线和圆圆弧。这这类机床床主要适适用于切切割淬火火钢、硬硬质合金金等金属属材料，特特别适用用于一般般金属切切削机床床难以加加工的细细缝槽或或形状复复杂的零零件，在在模具行行业的应应用尤为为广泛。 5.1数数控电火火花成型型加工5.1.1 数数控电火
3、火花成型型机床分分类与组组成1. 电火花成成形机床床的型号号与分类类我国电火火花成型型(穿孔孔和型腔腔)加工工机床的的型号按按JB 18338776规定定,与线线切割机机床的型型号规定定基本相相同,例例如型号号DK 71225即表表示机床床工作台台宽为2250mmm的数数控电火火花成型型机床。电火花成成型机床床(除穿穿孔机床床可单列列为一种种外)按按大小可可分为小小型,中中型及大大型三类类;也可可按精度度等级分分为标准准精度型型和高精精度型;还可按按工具电电极自动动进给系系统的类类型分为为液压,步进电电机,直直流伺服服电机驱驱动型;随着模模具制造造的需要要,现已已有大批批三坐标标数控电电火花机
4、机床用于于生产,带电极极工具库库且能自自动更换换电极工工具的电电火花加加工中心心也在逐逐步投入入使用。2. 数控电火火花成型型机床的的组成数控电火火花成型型机床一一般由主主机,脉脉冲电源源与机床床电气系系统,数数控系统统和工作作液循环环过滤系系统等部部分组成成。 5.1.2数控控电火花花成型加加工工艺艺与操作作过程1.数控控电火花花成型加加工工艺艺(1)电电火花加加工的特特点及适适用范围围1)电火火花加工工的特点点电火花加加工又称称为放电电加工或或电蚀加加工,它它是利用用在一定定介质中中,通过过工具电电极和工工件电极极之间脉脉冲放电电时的电电腐蚀作作用对工工件进行行加工的的一种工工艺方法法。与
5、常规规的金属属加工相相比较,电火花花加工具具有如下下特点:a）电火火花加工工属不接接触加工工.工具具电极和和工件之之间不直直接接触触,而有有一个火火花放电电间隙(0.00100.1 mm),间隙隙中充满满工作液液。脉冲放放电的能能量密度度高,便便于加工工用普通通的机械械加工方方法难于于加工或或无法加加工的特特殊材料料和复杂杂形状的的工件。b)加工工过程中中工具电电极与工工件材料料不接触触,两者者之间宏宏观作用用力极小小。火花放放电时,局部,瞬时爆爆炸力的的平均值值很小,不足以以引起工工件的变变形和位位移。 c)电火花花加工直直接利用用电能和和热能来来去除金金属材料料,与工工件材料料的强度度和硬
6、度度等关系系不大,因此可可以用软软的工具具电极加加工硬的的工件,实现以柔克克刚。d)脉冲冲参数可可以在一一个较大大的范围围内调节节,可以以在同一一台机床床上连续续进行粗粗,半精精及精加加工。精加工工时精度度一般为为0.001mmm,表面面粗糙度度Ra为为0.66311.255m;微精加加工时精精度可达达0.00020.0004 mm,表面粗粗糙度RRa为为为0.00400.166m。e)直接接利用电电能加工工,便于于实现加加工过程程的自动动化。2）电火火花加工工的适用用范围a)可以以加工任任何难加加工的金金属材料料和导电电材料。可以实实现用软软的工具具加工硬硬,韧的的工件,甚至可可以加工工聚晶
7、金金刚石,立方氮氮化硼一一类的超超硬材料料。目前电电极材料料多采用用紫铜或或石墨,因此工工具电极极较容易易加工。b)可以以加工形形状复杂杂的表面面,特别别适用于于复杂表表面形状状工件的的加工,如复杂杂型腔模模具加工工,电加加工采用用数控技技术以后后,使得得用简单单的电极极加工复复杂形状状零件成成为现实实。c)可以以加工薄薄壁,弹弹性,低低刚度,微细小小孔,异异形小孔孔,深小小孔等有有特殊要要求的零零件。由于加加工中工工具电极极和工件件的非接接触,没没有机械械加工的的切削力力,更适适宜加工工低刚度度工件及及微细工工件。(2)电电火花加加工的主主要工艺艺参数1)加工工速度对于电火火花成形形机来说说
8、加工速速度是指指在单位位时间内内,工件件被蚀除除的体积积或重量量。一般用用体积加加工速度度表示。2)工具具电极损损耗在电火花花成形加加工中,工具电电极损耗耗直接影影响仿形形精度,特别对对于型腔腔加工,电极损损耗这一一工艺指指标较加加工速度度更为重重要。电极损损耗分为为绝对损损耗和相相对损耗耗。绝对损损耗最常常用的是是体积损损耗Vee和长度度损耗VVeh二二种方式式,它们们分别表表示在单单位时间间内,工工具电极极被蚀除除的体积积和长度度。在电火火花成形形加工中中,工具具电极的的不同部部位,其其损耗速速度也不不相同。在精加加工时,一般电电规准选选取较小小,放电电间隙太太小,通通道太窄窄,蚀除除物在
9、爆爆炸与工工作液作作用下,对电极极表面不不断撞击击,加速速了电极极损耗,因此,如能适适当增大大电间隙隙,改善善通道状状况,即即可降低低电极损损耗。3)表面面粗糙度度表面粗糙糙度是指指加工表表面上的的微观几几何形状状误差。对电加加工表面面来讲,即是加加工表面面放电痕痕坑坑穴的聚聚集,由由于坑穴穴表面会会形成一一个加工工硬化层层,而且且能存润润滑油,其耐磨磨性比同同样粗糙糙度的机机加表面面要好,所以加加工表面面允许比比要求的的粗糙度度大些。而且在在相同粗粗糙度的的情况下下,电加加工表面面比机加加工表面面亮度低低。工件的的电火花花加工表表面粗糙糙度直接接影响其其使用性性能,如如耐磨性性,配合合性质,
10、接触刚刚度,疲疲劳强度度和抗腐腐蚀性等等。尤其对对于高速速,高洁洁,高压压条件下下工作的的模具和和零件,其表面面粗糙度度往往是是决定其其使用性性能和使使用寿命命的关键键。4)放电电间隙放电间隙隙是指脉脉冲放电电两极间间距,实实际效果果反映在在加工后后工件尺尺寸的单单边扩大大量。对电火火花成形形加工放放电间隙隙的定量量认识是是确定加加工方案案的基础础。其中包包括工具具电极形形状,尺尺寸设计计,加工工工艺步步骤设计计,加工工规准的的切换以以及相应应工艺措措施的设设计。以上各各项都不不是互相相独立的的,而是是互相关关联的。 (3)电极材材料及加加工特性性电火花成成型加工工生产中中为了得得到良好好的加
11、工工特性,电极材材料的选选择是一一个极其其重要的的因素。它应具具备加工工速度高高,电极极消耗量量小,电电极加工工性好,导电性性好,机机械强度度好和价价格低廉廉等优势势。现在广广泛使用用的电极极材料主主要有以以下几种种:铜电极是是应用最最广泛的的材料,采用逆逆极性(工件接接负极)加工钢钢时,可可以得到到很好的的加工效效果,选选择适当当的加工工条件可可得到无无消耗电电极加工工(电极极的消耗耗与工件件消耗的的重量之之比| YYe |,记数方方向取GGx，反之之，记数数方向取取Gy，如果果两个坐坐标值一一样时，则则两个记记数方向向均可。当当圆弧终终点坐标标靠近YY轴时，计计数方向向取Gxx，靠近近X轴
12、时时，计数数千方向向取Gyy，既圆圆弧取终终点坐标标绝对值值小的为为记数方方向。如如图5-4所示示。记数长度度是直线线或圆弧弧在记数数方向坐坐标轴上上投影长长度总和和。对斜斜线段，如如图5-3，当当Xee | YYe |时时，取| Xe |，反反之，则则取| YYe |，对对于圆弧弧，它可可能跨越越几个象象限，如如图，圆圆弧都是是从到到，如如图5-4所示示，后图图记数方方向为x，xx1x2x33, 前前图记数数方向为为y，yy1y2y33。图5-33加工斜斜线图5-44加工圆圆弧（）加加工指令令是加工工指令总总括符号号，它共共有种，如如图5-5所示示，其中中圆弧指指令有种，图5-55加工指指令
13、表示示顺圆，表示示逆圆，字字母后面面的数字字表示该该圆弧的的起点所所在象限限，如表表示为该该圆弧为为顺圆，起起点在第第一象限限。对于于直线加加工指令令用表表示，后面的的数字表表示该线线段所在在的象限限。对于于和坐标标重合的的直线，正正轴为为1正正轴为为2负负轴3为负负轴为为4。编程时，要要注意线线切割编编程坐标标系和数数控车床床、数控控铣床坐坐标系的的区别，线线切割编编程坐标标系只有有相对坐坐标系，每每加工一一条线段段或圆弧弧，都要要把坐标标原点移移到直线线的起点点或圆弧弧的圆心心上。编程举例例：转子冲头头3B编程程（加工工轨迹为为逆时针针方向）B40660B00B40060GGxL11 (第
14、1直线段段)B5200B9000.664B9900.64GGyL44 (第2斜线段段)B113300BB0B1113000GxxL1 (第3直线段段)B0B3300BB3000GySSR1 (第4圆弧段段)B0B227155B27715GGyL44 (第5直线段段)B3000B0BB3000GyNNR3 (第第6圆弧段段)B350080BB19110B3350880GxxL1 (第7斜线段段) B0B115055B15505GGyL44 (第8直线段段) B3000B0BB3000GySSR2 (第9圆弧段段) B8200B0BB8200GxLL1 (第10直线线段)B0B116200B322
15、04GGxNRR4 (第第11圆弧弧段)B8200B0BB8200GxLL3 (第12直线线段)B3000B0BB3000GySSR3 (第13圆弧弧段)B0B115055B15505GGyL22 (第14直线线段)B350080BB19110B3350880GxxL2 (第15斜线线段)B0B3300BB3000GxNNR2 (第第16圆弧弧段)B0B227155B27715GGyL44 (第17直线线段)B3000B0BB3000GySSR4 (第第18圆弧弧段)B113300BB0B1113000GxxL3 (第第19直线线段)B5200B9000.664B9900.64GGyL33 (
16、第20斜线线段)B40660B00B40060GGxL33 (第第21直线线段)B0B220400B20040GGyL44 (第第22直线线段最后闭闭合段)5.2.7自动动编程为了把把图样中中的信息息和加工工路线输输入计算算机，要要利用一一定的自自动编程程语言(数控语语言)来来表达，构构成源程程序。源源程序输输入后，必必要的处处理和计计算工作作则依靠靠应用软软件(针针对数控控语言的的编译程程序)来来实现。我我们这里里的数控控编程语语言的处处理程序序主要分分为三部部分：(1)输输入代码码直接加加工；(2)画画图转化化为代码码加工；(3)扫描图图形转化化为代码码加工。 自动动编程根根据编程程信息的
17、的输入与与计算机机对信息息的处理理方式不不同，分分为以自自动编程程语言为为基础的的自动编编程方法法和以计计算机绘绘图为基基础的自自动编程程方法。以以语言为为基础的的自动编编程方法法，在编编程时编编程人员员是依据据所用数数控语言言的编程程手册以以及零件件图样，以以语言的的形式表表达出加加工的全全部内容容，然后后在把这这些内容容输入到到计算机机中进行行处理，制制作出可可以直接接用于数数控机床床的NCC加工程程序。以以计算机机绘图为为基础自自动编程程方法，编编程人员员先自动动编程软软件的CCAD功功能，构构建出几几何图形形，其后后利用CCAM功功能，设设置好几几何参数数，才能能制作出出NC加加工程序
18、序。 现现在比较较常用的的CADD/CAAM软件件有国外外的Maasteercaam、PPro/e、UUG等，国国产的CCAXAA线切割割XP等等。练习与思思考一、填空空题1、线线切割加加工中常常用的电电极丝有有,。其中中和应用快快速走丝丝线切割割中，而而应用慢慢速走丝丝线切割割。2 、线切切割加工工时，工工件的装装夹方式式有装夹夹，装夹夹，装夹夹，装夹夹。二、判判断题11、 脉脉冲宽度度及脉冲冲能量越越大，则则放电间间隙越小小。 （）22、目前前线切割割加工时时应用较较普遍的的工作液液是煤油油。（）三三、选择择题1、电火花花线切割割加工的的特点有有：（） 、不必必考虑电电极损耗耗；、不能能加
19、工精精密细小小，形状状复杂的的工件；、不需需要制造造电极；、不能能加工盲盲孔类和和阶梯型型面类工工件。2、电火花花线切割割加工的的对象有有： （）、任何硬度，高熔点包括经热处理的钢和合金； 、成形刀，样板；、阶梯孔，阶梯轴； 、塑料模中的型腔。3、对于线切割加工，下列说法正确的有： （）、线切割加工圆弧时，其运动轨迹是折线；、线切割加工斜线时，其运动轨迹是斜线；、加工斜线时，取加工的终点为编程坐标系的原点；、加工圆弧时，取圆心为编程坐标系的原点。4、线切割加工数控程序编制时，下列计数方向的说法正确的有： （）、 斜线终点坐标（Xe, Ye）当 |Ye| |Xe| 时，计数方向取GY；B、 斜线
20、终点坐标（Xe, Ye）当 |Xe|Ye| 时，计数方向取GY；、 圆圆弧终点点坐标（XXe, Ye）当当 |XXe|Yee| 时时，计数数方向取取Y；D、 圆弧弧终点坐坐标（XXe, Ye）当当 |XXe|Yee| 时时，计数数方向取取Y。5、线线切割加加工编程程时，计计数长度度应（） 、以m为单单位；、以mmm为单单位；、写足足四为数数；、写足足五为数数； 、写足足六位数；6、加加工斜线线OA，设设起点在切割割坐标原原点，终终点的的坐标为为Xemmm，Yeemmm，其其加工程程序为（）A、 B117B55B177GxLLl B、 B1170000B550000B01170000 GGxLl
21、lC、 B1170000B550000B01170000 GGyLllD、 B1170000B550000B00050000 GGyLllE、 B117B55B01170000 GGxLll7、加加工半圆圆，切切割方向向从到到，起起点坐标标（，），终终点坐标标（，），其其加工程程序为（）、5000BB010000GxSR2 B、 B5000BB10000 GySR2C、 B5000BB01000GySR2 D、 BBB50000B0010000 GGySRR2 EE、 BB5BBB01000000 Gyy SRR2四、编编程题11、 若若要加工工如图11所示斜斜线段，终终点A的的坐标为为 Xee =114mmm， YYe=55mm , 分分别用33B格式式编制其其线切割割程序。2、 加工如图2所示与正Y轴重合的直线线段，长度为22.4mm。分别用3B格式编制其线切割程序。3、 加工如图3所示圆弧，A 为此逆圆弧的起点，B 为终点。分别用3B格式编制线切割程序。4、 利用3B格式编制如图4所示凹模的线切割程序，电极丝为0.2的钼丝，单边放电间隙为0.01mm。 习题题1 习题题2 习习题3习题4- 25 -