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1、项目2数控电火花中走丝切割加工工艺与编程操作一、教学目标1、了解中走丝线切割部分模具零件的加工工艺进行分析。2、熟悉掌握数控电火花中走丝线切割机床的手工与自动编程。3、熟悉掌握数控电火花中走丝线切割机床的操作技术。二、课时分配本项目共五个任务，安排10课时。三、教学重点通过本项目的学习，让同学们了解中走丝切割、修割的加工。熟悉掌握编制 简单零件的电火花加工工艺，熟悉并掌握中走丝切割凸模的加工工艺和和编程方 法。掌握中走丝转子片复合冲裁凹凸模和及多工位级进模凹模的加工工艺和编程 方法。四、教学难点1、熟悉掌握数控电火花中走丝线切割机床的手工与自动编程。2、熟悉掌握数控电火花中走丝线切割机床的操作
2、技术。五、教学内容任务一中走丝切割冲裁凸模（一）任务描述该任务为冲孔冲裁模当中的一个凸模零件加工，通过对数控电火花中走丝线 切割ISO代码手工编程及机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。凸模在加工过程中始终与夹具（装夹支撑架）保持在同一坐标系，避开应力变形的影 响。一般情况下，合理的切割路线应将工件与夹持部位分离的切割段安排在总的 切割程序末端，即将暂停点（支撑部分）留在靠近毛坯夹持端的部位。（2）具体的工艺分析 预先在毛坯的适当位置用穿孔机或电火花成形机加工好1.01.5mm穿 丝孔，穿丝孔中心与凸模轮廓线间的引入切割线段长度选取510mm。凸模的轮廓线与毛坯边缘的宽度应至少保证为毛坯厚度
3、的l/5o为后续切割预留的连接部分（暂停点）应选择在靠近工件毛坯重心部位， 宽度选取34mm （取决于工件大小）。为补偿扭转变形，将大部分的残留变形量留在第一次粗割阶段，增大偏 移量至0.150.18mm。后续的三次采用精割方式，由于切割余量小，变形量也 变小了。大部分外形经四次切割加工完成后，将工件用压缩空气吹干，再用酒精 溶液将毛坯端面洗净、晾干，然后用黏结剂或液态快干胶（通常采用502快干胶 水）将经磨床磨平的厚度约0. 3mm的金属薄片粘牢在毛坯上，再按原先四次的偏 移量切割工件的预留连接部分（注意：切勿把胶水滴到工件的预留连接部分上, 以免造成不导电而不能加工）。任务三中走丝加工转子
4、片复合冲裁凸凹模（一）任务描述该任务为转子片复合冲裁凸凹模零件加工，通过对数控电火花中走丝线切割 ISO代码自动编程及机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。(二)知识储备1 .工件的装夹采用悬臂式装夹。2 .校正电极丝垂直度3 .中走丝线切割参数调整数控电火花中走丝线切割加工电参数的设置，通常需要在保证表面质量、尺 寸精度的前提下，尽量提高加工效率。(1)波形GP(2)脉冲宽度(3)脉冲间隙(4)功率管数(5)间隙电压(6)加工电压加工电压简称电压，用V表示。目前有两种选择：“0”常压选择，“1”低压 选择。低压一般在找正时选用，加工时一般都选用常压“0”，因而电压V参数一 般不需修改。4
5、.程序准备该工件采用TwinCAD/WTCAM软件自动编程。(1) CAD绘图(2)程序转化图形绘制完成以后，就可以进入“WTCAM”系统环境，从而将图形转换为程 序。 点击WTCAM”图标，进入“WTCAM”系统环境。加工路径设置，操作过程如下。a.输入字符“S”，进入前处理设定界面，按回车键一次。b.输入选择逆时、模孔，圆心起割、圆弧分2段，点击“确定”按钮。c.点击圆孔图形。d.再次进入前处理设定界面，把模孔改选为冲块，点击“确定”按钮。e.选择外形轮廓f.路径设置完成，按两次回车键结束路径设置。后处理控制设定a.输入字符“P”，进入后处理控制设定，如下图所示。b.进入编程设定，输入字符
6、“S，如下图所示，按回车键一次。c.出现后处理控制栏，如下图所示，在控制栏内对以下项目输入数值(也 可根据具体情况而定)。d.按回车键两次，出现“请输入NC程式输出档名”窗口，如下图所示。 输入文件名“凸凹模”，点“保存”按钮。这时已产生NC程序，并储存在刚才 指定的路径下。(三)任务实施操作加工(1)接通电源，启动机床系统。(2)按照前面所介绍方法进入文件准备界面，调出加工程序校验。(3)工件采用悬臂式装夹，装夹好零件后，使用垂直度校正器校正电极丝 与工件的垂直度。(4)操纵手控盒，将电极丝移动至切入起点位置，将电极丝穿入穿丝孔中。(5)进入放电加工界面，调出加工程序，启动放电加工。(6)按
7、下手控盒上的执行键开始加工。(7)内孔加工完成。(8)卸下电极丝，按下手控盒上执行键,将电极丝移动至外形加工处穿丝。(9)按下手控盒上执行键开始加工。(四)任务拓展中走丝线切割机床多次切割的导电问题为了实现中走丝线切割机床多次切割的导电目的，其具体做法与技巧如下:(1)在被切割部分与母体材料之间粘贴连接铜片(2)在被切割部分与母体材料之间填充导电铜片任务四中走丝多工位级进凹模的加工(一)任务描述该任务为多工位级进凹模零件加工，通过对数控电火花中走丝线切割ISO 代码自动编程及机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。(二)知识储备1 .工件的装夹2 .校正电极丝垂直度3 .程序准备该工件采用Tw
8、inCAD/WTCAM软件自动编程。(1)图形导入把客户的模具设计2D图档导入TwinCAD/WTCAM,过程如下：将图形文件另存格式由dwg转换为dxfo 打开TwinCAD/WTCAM,点击“图档并入”，选择“dxf”。选中存储的文件点击打开，这样图形文件就由AutoCAD软件导入进了 TwinCAD/WTCAMo(2)程序转化图形导入完成以后，画出与穿丝孔位置一致的各加工轮廓中心点。点击WTCAM”图标，进入“WTCAM”系统环境。设置加工路径，操作过程如下。a.输入字符“S”，进入前处理设定界面，按回车键一次。b.输入选择逆时、模孔，圆心起割、圆弧分2段，点击“确定”按钮。c.依次点击
9、选择加工轮廓。d.路径设置完成，按两次回车键结束路径设置。后处理控制设定。a.输入字符“P”，进入后处理控制设定，如下图所示。b.进入编程设定，输入字符“S，如下图所示，按回车键一次。c.出现后处理控制栏，如下图所示，在控制栏内对以下项目输入数值(也 可根据具体情况而定)。 趋近长度设定：1.0。 多次加工修模次数设定：0o割线脱离长度设定：0.5o上述操作完成后，点击“确定”按钮。d.按回车键两次，出现“请输入NC程式输出档名”窗口，输入文件名 “凹模”，点击“保存”按钮。这时已产生NC程序，并储存在刚才指定的路径 下。(三)任务实施操作加工(1)接通电源，启动机床系统。(2)按照前面所介绍
10、方法进入文件准备界面，调出加工程序校验。(3)工件采用悬臂式装夹，装夹好零件后，使用垂直度校正器校正电极丝 与工件的垂直度。(4)操纵手控盒,将电极丝移动至切入起点位置，将电极丝穿入穿丝孔中。(5)进入放电加工界面，调出加工程序，启动放电加工。(6)按下手控盒上的执行键开始加工。(7)内孔加工完成。(8)卸下电极丝，按下手控盒上执行键,将电极丝移动至外形加工处穿丝。(9)按下手控盒上执行键开始加工。(10)依次切割至加工结束。(四)任务拓展凹模板加工中的变形分析在线切割加工前，模板己进行了冷加工、热加工，内部己产生了较大的残留应力。而残留应力是一个相对平衡的应力系统，在线切割去除大量废料时，应
11、力 随着平衡遭到破坏而释放出来。因此，模板在线切割加工时，随着原有内应力的 作用及火花放电所产生的加工热应力的影响，将产生不定向、无规则的变形，使 后面的切割吃刀量厚薄不均，影响加工质量和加工精度。针对此种情况，对精度 要求比较高的模板通常采用4次切割加工。第1次切割将所有型孔的废料切掉, 取出废料后，再由机床的自动移位功能，完成第2次、第3次、第4次切割。a 切割第1次，取废料一b切割第1次，取废料一c切割第1次，取废料一一n切 割第1次，取废料一a切割第2次一b切割第2次一一n切割第2次一a切割第 3次一一n切割第3次fa切割第4次一fn切割第4次，加工完毕。根据 实际测量和比较，模板在加
12、工精度允许的情况下可采用第1次统一加工取废料不 变,而将后面的2、3、4次合在一起进行切割（即a切割第2次后，不移位、不 拆丝，紧接着割第3、4次fb-c-n）,或省去第4次切割而做3次切割。 这样切割完后经测量，形位尺寸基本符合要求。这样既提高了生产效率，又降低 了工作量，因此也降低了模板的制造成本。任务五中走丝级进模凹模落料孔的加工（一）任务描述该任务为级进模凹模落料孔的加工，通过对数控电火花中走丝线切割ISO 代码自动编程及机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。（二）知识储备1 .工件的装夹2 .校正电极丝垂直度3 .程序准备该工件采用TwinCAD/WTCAM软件自动编程。（1） C
13、AD绘图先在TwinCAD环境下绘制零件图形。在Windows环境下，启动TwinCAD/WTCAM软件，进入下图所示界面。绘制零件图形，操作过程如下：a.点击“圆”图标。b.输入圆心坐标（0, 0）,回车。sten Authentication Checking Option:CircleCode: c.输入半径20,回车。D无*:三*含二点半径式”2P ：二点式”指定心座标:(2)程序转化图形绘制完成以后，就可以进入“WTCAM”系统环境，将图形转换为程序。点击WTCAM”图标，进入TCAM”系统环境。加工路径设置，操作过程如下：a.输入字符“S”，进入前处理设定界面，按回车键一次。自幼山
14、1 :手动/3 D :上下鼻能/口第他缰节/G :群蛆/。:帙序/点击“确定”按钮。7TV8设路Hb.输入选择逆时、模孔，圆心起割、圆弧分2段,C.点击圆孔图形。BTwinCAD V3.2 NONAME.WRK NONAME.WtfeE(Q) *W(E) K(M)JiiSGO理层标注 其它(0)线例助(W)情助说明(H)iJojxJ51凶匚习翩副国上画到L Jsl，JsU JF I *二1031触3口33底品里.11%切口刈句句,7刈/3同疑12UZJ曰T1UU& 口013,3“五矍在2 0至史2XV(M OjD 3D R U REDO GHAjBBHID of s:自动/M/助/MID of
15、1。oflll.sor -e.973. B OMLd3。：上下鼻鼎/。：其它组节/03 p。上下鼻W。海它缰节/G：K/0：K/0歌序/:怏序，d.输入“d”，进入“其他细节”。|令：VTCAHI - S:设定/A :处理请选路径:自动/M：手动/3D：上下鼻形QHID of d:其他细节/G:群组/。:秋万/e.输入“t”,进入“斜度设定二； vtcun薛唐专用 二s :睡/A咱动/M:手动/3 D ：上下异影/D ：其他细节/G :群组/。:秩序/:理/送路径：hid of d 3 j%gg I其他除-2:凹幡乐:反向”:内外反转小才闪引。:还JT潮度/ 。世频Me濯鼻脚tf.输入“t”，
16、给出材料厚度40mm。的不营点座标时节父禁取图元“东返向/ I呐外反转小:物码/口:砌，T:斜度/O :说固开放/C :检青封用:t 部份斜度一 U:取洎/R:归零/F:指定S)角/S:同科段/T:料厚/科度角 (-)：PsMg： NIO of d已缚/请选 其他明-N：2开放/C:性金灯量懒 5就定：已缚/请选 其他明-N：2开放/C:性金灯量懒 5就定：凹槽/R返向八 呐外反转/A：播A科/6防/丁温度/ 辞份科度一 口：磷欣：归萼/尸：周角/5：同射段/丁：科“/格度角(-： t向/ I ：内外反转/A向/ I ：内外反转/Ag.输入斜度值2。.售份科份零/F:指定圆角/S：MAW/D：
17、O/T：$ia/:同斛段/丁:科，/用度角 : th.点击切入引线，生成锥度路径。 NONAME.WRK NONAME.WRK的9(0) W(D 修改(M)岗面00隹璃的(A)尺度标在其它(0)也，憎版W)如船激端(H)可刖 J I三MVIWlgMQlFlNIGH H7G 司八工 13|6匕：上回蒯同5JR79.BTB, MJSX 0.000WMsrp I I_HMAItlft5i_j _td度CB角/$巾”撷厂:料厚/科度离(* 夏(,”)：M/(.)； 23- TICK-通灯一十门3 FT，%同,(2)X 5丽F汨*齐拍走初角冶朝总殿/T刑4次角 ,】-Ui1州厚度S-：Li.点击“立体观
18、测”进行观察。(二)知识储备1 .上丝操作上丝前，应先将储丝筒分别移到行程最左端或最右端，分别调整左右撞块, 使其与无触点开关接触，然后将储丝筒移到中间位置，便可进行上丝。丝关娃横权(1)上丝操作步骤取掉储丝筒上方护罩，拉出互锁开关的小柱，取下摇把。启动储丝筒，将其移到最左端，让立柱上的过丝槽对准绕丝开始的地方， 待换向后立即关掉储丝筒电机电源。 打开立柱侧面的防护门，将装有电极丝的丝盘固定在上丝装置的转轴上, 把丝通过图中所示导轮引到储丝筒上右端紧固螺钉下压紧。 打开张丝电机电源开关，调节“上丝电机电压调节钮”使电压表上的示 值在60 V左右，检查丝未从导轮上掉下，手动摇把使储丝筒旋转，同时
19、向右移 动，电极丝以一定的张力均匀地盘绕在储丝筒上。绕完丝后关掉张力旋钮，剪断电极丝，即可开始穿丝。(2)上丝注意事项电极丝要按规定的走向绕在储丝筒上，同时固定两端；绕丝时，一般储丝筒 两端各留10mm,中间绕满不重叠，宽度不少于储丝筒长度的一半，以免电机换 向频繁而使机件加速损坏，也防止铝丝频繁参与切割而断丝。2 .穿丝操作TwtoCAD NCNAMf .WaK TwtoCAD NCNAMf .WaK 1G宏MOOS&+0以同立体观滞.21AT n 4.A*n it 视. 0 1 f?国朗火扁取, thi松Nifc定:，Ie ,”、方式：lx * n&1由NtttAejiw o H 厂 UM
20、3_ mH -士夕”的3人*:6nxitwmF：口， T 电工峥?M1毋嬲： F片段MM.?WJT 世,5、1 Kilf 玄世国国 j ）12MXCK1 x 一 . g -，小/t,2 - f n誓KEti妩 AftMlADtlr ranwxatf*趋近长度设定：1.0。 多次加工修模次数设定：Oo割线脱离长度设定：0.5o上述操作完成后，点击“确定”按钮。d.按回车键两次，出现“请输入NC程式输出档名”窗口，如下图所示。输入文件名“落料孔”，点“保存”按钮。这时已产生NC程序，并储存在刚才 指定的路径下。(三)任务实施操作加工(1)接通电源，启动机床系统。(2)按照前面所介绍方法进入文件准备
21、界面，调出加工程序校验。(3)工件采用悬臂式装夹，装夹好零件后，使用垂直度校正器校正电极丝 与工件的垂直度。(4)操纵手控盒，将电极丝移动至切入起点位置，接着将电极丝穿入穿丝 孔中。(5)进入放电加工界面，调出加工程序，启动放电加工。(6)按下手控盒上的执行键开始加工。(四)任务拓展凹模板型孔小拐角的加工工艺与多次切割加工中工件余留部位的处理(1)凹模板型孔小拐角的加工工艺所选用的电极丝(钥丝)直径越大，切割出的型孔拐角半径也越大。当模板 型孔的拐角半径要求很小时(如R0. 070. 10mm),则必须换用细丝(如10mm)。 但是相对粗丝而言，细丝加工速度较慢，且容易断丝。如果将整个型孔都用
22、细丝 加工，就会延长加工时间，造成浪费。(2)多次切割加工中工件余留部位的处理处理好工件余留部位的加工问题，才能保证工件余留部位的表面质量和表面 精度，特别是在塑料模、精密多工位级进模的生产加工过程中能保证得到良好的 尺寸精度，直接影响模具的装配精度、零件的精度以及模具的使用寿命等。（1）穿丝操作步骤（2）穿丝注意事项3 .工件的装夹本次加工工件的装夹采用两端支撑方式装夹，这种方式装夹方便、稳定，定 位精度高。4 .校正电极丝垂直度绕丝后必须校正电极丝垂直度，以保证钥丝与工作台垂直。5 .脉冲参数的选择c拿*X10:工件厚度30.2丝一的,精加工90.2丝一铜，中加工23456夕0.2丝一铜（
23、p0.2丝一铝夕0.13丝一铜（p0.15 丝一钢夕02丝一含金（未用）分组加工参数6.程序准备ISO代码程序格式一个完整的零件加工程序由多个程序段组成。一个程序段由若干个代码字组 成。每个代码字由一个地址（用字母表示）和一组数字组成，有些数字还带有符 号。（1） G功能指令（准备功能指令）G功能是设立机床工作方式或控制系统工作方式的一种命令。对于不同的数 控系统，G代码、M代码和T代码的功能并不完全相同。G00 （快速定位指令）G90, G91, G92 （坐标指令）G01 (直线插补指令)(4) G02 (顺时针圆弧插补),(三)任务实施1、程序编写2、操作加工(1)如下图所示，转动电源开
24、关，接通电源。(a)关闭状态(b)接通状态(2)如下图所示，按下开机按钮，启动机床。电流表快机按钮|快机按钮;停按钮(3)启动机床后，进入加工准备界面“加工准备”用于加工前在机床上进行准备工作，如在工作区安装好工件、 找正电极丝的位置等。(4)调取程序切割加工装夹好零件,进入放电加工界面,通过选择所需NC文件启动一个放电加工, 并可以显示加工状态和跟踪加工轨迹，如下图所示。(四)任务拓展中走丝线切割机床的特点(1)可实现多次切割(2)脉冲电源有所突破(3)控制系统(4)机床电路(5)机床机械精度的提高及其他任务二中走丝多次修割凸模的加工(一)任务描述该任务为冲裁模当中的一个凸模零件加工，通过对
25、数控电火花中走丝线切割 ISO代码自动编程及机床操作的学习，完成下图所示零件的加工。(二)知识储备1 .上丝操作上丝前，应先将储丝筒分别移到行程最左端或最右端，分别调整左右撞块, 使其与无触点开关接触，便可进行上丝。(1)上丝操作步骤(参照任务一)(2)上丝注意事项(参照任务一)2 .穿丝操作(1)穿丝操作步骤 先把移动板（下图）推到前面，用定位销固定在立柱定位孔内，使其不 能左右移动，与断丝保护开关隔开一定的距离。 拉动电极丝头，依次从上至下绕接各导轮、导电块至储丝筒（下图），将 丝头拉紧并用储丝筒的螺钉固定。拔出移动板上的定位销，手摇储丝筒向中间移动约lOnrni。 把换向块拧松放在两端，
26、往回摇动储丝筒5mm （轴向距离）左右，把左 边的换向块（下图）移动对准里面左边的无触点感应开关（圆形），拧紧换向块。 按储丝筒启动按钮让储丝筒旋转到另一端，快到头5mm左右时按停止钮，把右边 换向块移到右边的无触点开关处对准，拧紧换向块。由于无触点开关感应位置不 一定在中间，可通过运丝观察换向处剩余量的多少，再微调一下换向块位置，保 证能换向且不冲出限位即可，最后取下储丝筒摇把。 机动操作储丝筒往复运行两次，使张力均匀。工作台三个侧面的护板复 位，关上立柱的两个侧门，盖好储丝筒罩壳，取下储丝筒摇把，复位主导轮罩壳 及上臂盖板。至此，整个穿丝过程结束。JIToo换向块（2）穿丝注意事项穿丝前检
27、查导轨滑块移动是否灵活，若有阻卡现象，可拆下移动板，拆 下直线导轨，用汽油或煤油清洗，使滑块移动灵活，清洗干净后注入润滑机油， 再重新装上。丝经过导轮后要从储丝筒下面穿过，丝要放在导电块上，丝经过的上面 活动臂内有一夹丝的弹簧，其作用是上丝时固定一下丝，防止丝从导轮上脱落。3 .工件的装夹采用悬臂式装夹。4 .校正电极丝垂直度5 .中走丝线切割机床多次切割工艺参数设置（1）第一次切割任务是高速稳定切割 脉冲参数选用高峰值电流、较长脉宽的规准进行大电流切割，以获得较 高的切割速度。电极丝中心轨迹的补偿量：f=l/2od+ 3 + +s上式中，f为补偿量（mm）,8为第一次切割时的放电间隙（mm）
28、, d为电极丝直径（mm）, 为留给第二次切割的加工余量（mm）, s为精修余量（mm）。走丝方式采用高速走丝，走丝速度为812m/s,达到最大加工效率。（2）第二次切割任务是精修，保证加工尺寸精度脉冲参数选用中等规准，使第二次切割后的粗糙度Ra在1.41.7 um之间。补偿量f由于第二次切割是精修，此时放电间隙较小，不到0.01mm,而 第三次切割所需的加工量甚微，只有几微米，二者加起来约为O.Olmmo所以， 第二次切割的补偿量f约为1/2+0. 01即可。走丝方式为了达到精修的目的，通常采用低速走丝方式，走丝速度为1 3 m/s,对跟踪进给速度限制在一定范围内，以消除往返切割条纹，并获得
29、所需 的加工尺寸精度。(3)第三次切割任务是抛磨修光脉冲参数用最小脉宽进行修光，而峰值电流随加工表面质量要求而异。补偿量f理论上是电极丝的半径加上0. 003mm的放电间隙，实际上精修 过程是电火花磨削，加工量甚微，并不会改变工件的尺寸大小，所以改用电极的 半径值作补偿量能获得理想效果。走丝方式像第二次切割那样采用低速走丝限速进给即可。6 .程序准备该工件采用TwinCAD/WTCAM软件自动编程。(1) CAD绘图先在TwinCAD环境下绘制零件图形。(2)程序转化图形绘制完成以后，就可以进入“WTCAM”系统环境，将图形转换为程序。 点击WTCAM”图标进入“WTCAM”系统环境。加工路径
30、设置，操作过程如下。a.选择手动设置路径方式，输入字符“M，按回车键一次。b.输入起割点位置，输入数值“15, 0”，按回车键一次。c.输入进刀点位置，然后在弹出的菜单中点击 按钮，并选取矩形的对应边。d.指定切割方向，在切入线的上方点击表示逆时针切割。e.路径设置完成，如图231所示，按两次回车键结束路径设置。后处理控制设定。a.输入字符“P”，进入后处理控制设定。b.进入编程设定，输入字符“S，如下图所示，按回车键一次。c.出现后处理控制栏，如下图所示，在控制栏内对以下项目输入数值(也可根据具体情况而定)。d.按回车键两次，出现“请输入NC程式输出档名”窗口，输入文件名“凸 模”，点“保存
31、”按钮。这时已产生NC程序并储存在刚才指定的路径下。(三)任务实施1.程序编写(10.0, 0)(100,-3.0(-10.0,10.0)(10.0,10.0)(-10.0,-10.0)(10.0,-10.0)根据下图所示及其他相关条件(11.0, 0)(1015,0) (15.0,0)7lO.5,-3.O)冲裁凸模ISO代码多次切割程序如下：2、操作加工(1)接通电源，启动机床系统。(2)按照前面所介绍方法，进入文件准备界面调出加工程序校验。(3)工件采用悬臂式装夹，装夹好零件后，使用垂直度校正器校正电极丝 与工件的垂直度。(4)操纵手控盒，将电极丝移动至切入起点位置。(5)进入放电加工界面，调出加工程序，启动放电加工。(6)按下手控盒上的执行键开始加工。(四)任务拓展中走丝线切割机床多次切割的变形问题(1)凸模加工工艺凸模在模具中起着很重要的作用，它的设计形状、尺寸精度及材料硬度都直 接影响模具的冲裁质量、使用寿命及冲压件的精度。切割路线应有利于保证工件