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1、YCF正版可修改PPT（中职）数控设备与编程第五章教学课件第五章第五章数控特种数控特种加工设备及其程序编制加工设备及其程序编制第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床第三节数控激光加工机第三节数控激光加工机第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床一、数控线切割机床的组成一、数控线切割机床的组成 数控线切割机床主要由机床本体、脉冲电源、数控系统、数控线切割机床主要由机床本体、脉冲电源、数控系统、工作液循环系统和机床附件等几部分组成。工作液循环系统和机床附件等几部分组成。1.机床本体机床本体 机床本体由床身、坐标工作台
2、、走丝机构、丝架、工作液机床本体由床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱附件和夹具等几部分组成，箱附件和夹具等几部分组成，图图5-1所示为所示为DK7740的机床的机床本体。本体。下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床(1)床身床身作为坐标工作台、储丝机构及丝架的装配基础，床身床身作为坐标工作台、储丝机构及丝架的装配基础，必须具有与使用要求相适应的精度和足够的刚度。为方便操必须具有与使用要求相适应的精度和足够的刚度。为方便操作，一般趋向于低床身结构，置工作液循环过滤、脉冲电源作，一般趋向于低床身结构，置工作液循环过滤、脉冲电源于床身外，以减少热变形和振动。于床身外，
3、以减少热变形和振动。(2)坐标工作台坐标工作台的功能是装载被加工工件，且坐标工作台坐标工作台的功能是装载被加工工件，且按控制的要求对电极丝作预定轨迹的相对运动。它由拖板、按控制的要求对电极丝作预定轨迹的相对运动。它由拖板、导轨、丝杆运动副及带有变速机构的驭动齿轮导轨、丝杆运动副及带有变速机构的驭动齿轮4部分组成。部分组成。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 拖板分别担负拖板分别担负X,Y向的移动功能。拖板是沿着导轨移动的，向的移动功能。拖板是沿着导轨移动的，因此要求高拖敏度。丝杆传动副的齿形多采用梯形螺纹或圆因此要求高拖敏度。丝杆传动副的齿形多采用梯形螺纹或
4、圆弧螺纹，并通过滚珠丝杆副传动，使拖板的往复运动轻巧灵弧螺纹，并通过滚珠丝杆副传动，使拖板的往复运动轻巧灵活。电机与丝杆之间一般是通过齿轮系进行传动的，数控线活。电机与丝杆之间一般是通过齿轮系进行传动的，数控线切割机的驭动元件采用步进电机。切割机的驭动元件采用步进电机。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床(3)走丝机构走丝机构的作用是让电极丝以一定的张力和平走丝机构走丝机构的作用是让电极丝以一定的张力和平稳的速度进行走丝，从而得到稳定的放电加工，并使电极丝稳的速度进行走丝，从而得到稳定的放电加工，并使电极丝整齐地绕在卷丝筒上。整齐地绕在卷丝筒上。图图5-2为单
5、丝筒快走丝机构传动示意为单丝筒快走丝机构传动示意图，它由电机传动储丝筒作高速正反向转动，通过齿轮副、图，它由电机传动储丝筒作高速正反向转动，通过齿轮副、丝杠螺母带动推板往复移动，电极丝均匀地卷绕在储丝筒上。丝杠螺母带动推板往复移动，电极丝均匀地卷绕在储丝筒上。为了降低工作的粗糙度，走丝机构中有恒张力装置，以保证为了降低工作的粗糙度，走丝机构中有恒张力装置，以保证切割时电极丝的张力趋于稳定。储丝筒在加工中必须用。走切割时电极丝的张力趋于稳定。储丝筒在加工中必须用。走丝机构与床身、工作台必须绝缘良好。为了保证加工精度和丝机构与床身、工作台必须绝缘良好。为了保证加工精度和加工稳定性，对储丝筒的轴向窜
6、动和径向跳动都有较高的精加工稳定性，对储丝筒的轴向窜动和径向跳动都有较高的精度要求。度要求。(4)丝架丝架的作用是通过丝架上的两个导轮对工具电极丝架丝架的作用是通过丝架上的两个导轮对工具电极丝移动时的路径实行支承和导向，且使电极丝工作部分与工丝移动时的路径实行支承和导向，且使电极丝工作部分与工作台保持一定的几何角度作台保持一定的几何角度:切割直壁时，电极丝与工作台切割直壁时，电极丝与工作台上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床面垂直面垂直;切割带锥度的斜壁时，电极丝与工作台面保持一定角切割带锥度的斜壁时，电极丝与工作台面保持一定角度的倾斜。度的倾斜。往复走丝线切
7、割机床的丝架一般分为固定丝架、可调丝架往复走丝线切割机床的丝架一般分为固定丝架、可调丝架和锥度丝架三类，其丝架结构一般为悬臂式。和锥度丝架三类，其丝架结构一般为悬臂式。2.脉冲电源脉冲电源 脉冲电源是影响线切割加工工艺指标的关键。在一定条件脉冲电源是影响线切割加工工艺指标的关键。在一定条件下，加工工艺的好坏主要取决于脉冲电源的性能。下，加工工艺的好坏主要取决于脉冲电源的性能。3.工作液循环系统工作液循环系统 在线切割加工中，工作液对切割速度、表面粗糙度、加工在线切割加工中，工作液对切割速度、表面粗糙度、加工精度等工艺指标影响很大。慢走丝线切割机床大多采用离子精度等工艺指标影响很大。慢走丝线切割
8、机床大多采用离子水作为工作液。高速走丝线切割机床使用的工作液是专用的水作为工作液。高速走丝线切割机床使用的工作液是专用的乳化液。乳化液。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床4.锥度切割装置锥度切割装置 线切割系统一般都具有锥度切割功能，锥度切割如线切割系统一般都具有锥度切割功能，锥度切割如图图5-3所示。钥丝相对于工件的左右运动所示。钥丝相对于工件的左右运动(即工作台纵向运动即工作台纵向运动)为为X轴坐标运动，钥丝相对于工件的前后运动轴坐标运动，钥丝相对于工件的前后运动(即工作台横向运动即工作台横向运动)为为Y轴坐标运动。坐标轴正方向的规定如图所示。进行锥度轴
9、坐标运动。坐标轴正方向的规定如图所示。进行锥度切割时，下丝架不动，而上丝架上的十字拖扳将做左右、前切割时，下丝架不动，而上丝架上的十字拖扳将做左右、前后移动，其中平行于后移动，其中平行于X轴的左右移动为轴的左右移动为1l轴坐标运动，平行轴坐标运动，平行于于Y轴的前后移动为轴的前后移动为V轴坐标运动。轴坐标运动。Il,V轴运动将使电极丝轴运动将使电极丝倾斜，而倾斜，而X,Y,W,V四轴联动就可以切割出各种锥度要求四轴联动就可以切割出各种锥度要求的工件。的工件。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床二、数控电火花线切割机床的型号及参数二、数控电火花线切割机床的型号及
10、参数 数控电火花线切割机床的主要技术参数包括数控电火花线切割机床的主要技术参数包括:工作台行程工作台行程(纵向行程纵向行程X横向行程横向行程)、最大切割厚度、加工表面粗糙度、最大切割厚度、加工表面粗糙度、加工精度、切割速度以及数控系统的控制功能等。加工精度、切割速度以及数控系统的控制功能等。表表5-1为为DK77系列数控电火花线切割机床的主要型号及技术参数。系列数控电火花线切割机床的主要型号及技术参数。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床三、数控线切割的控制系统三、数控线切割的控制系统 控制系统的主要作用是在电火花线切割加工过程中，按加控制系统的主要作用是在电
11、火花线切割加工过程中，按加工要求自动控制电极工要求自动控制电极LPL相对工件按一定轨迹运动时，实现相对工件按一定轨迹运动时，实现进给速度的自动控制，维持正常的稳定切割加工。进给速度的自动控制，维持正常的稳定切割加工。1.控制过程及方式控制过程及方式 图图5-4所示为其控制过程枢图。首先根据零件的图样和控所示为其控制过程枢图。首先根据零件的图样和控制器规定的要求，把被加工零件的几何形状、尺寸和机床的制器规定的要求，把被加工零件的几何形状、尺寸和机床的某些动作编制成数控加工程序，且按规定的编码把程序内容某些动作编制成数控加工程序，且按规定的编码把程序内容转换成控制器能够识别的输入介质输入计算机，计
12、算机根据转换成控制器能够识别的输入介质输入计算机，计算机根据输入程序发出控制步进电机的进给信号和各种指令，自动控输入程序发出控制步进电机的进给信号和各种指令，自动控制机床纵横拖板作准确的移动，达到线切割的加工目的。制机床纵横拖板作准确的移动，达到线切割的加工目的。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 2.轨迹控制原理轨迹控制原理 常见的工程图形都可分解为直线和圆弧及其组合。数控技常见的工程图形都可分解为直线和圆弧及其组合。数控技术控制直线和圆弧轨迹的方法有逐点比较法、数字积分法、术控制直线和圆弧轨迹的方法有逐点比较法、数字积分法、矢量判别法和最小偏差法等。高速
13、走丝数控线切割大多采用矢量判别法和最小偏差法等。高速走丝数控线切割大多采用简单易行的逐点比较法。逐点比较法的特点就是每走一步，简单易行的逐点比较法。逐点比较法的特点就是每走一步，都要将加工点的瞬间坐标位置与规定图形轨迹作一比较，进都要将加工点的瞬间坐标位置与规定图形轨迹作一比较，进行偏差判别。若是加工点走到了图形上面行偏差判别。若是加工点走到了图形上面(或外面或外面)，那么下，那么下一步就要朝图形下面一步就要朝图形下面(或里面或里面)走走;如果加工点在图形下面如果加工点在图形下面(或或里面里面)，下一步就要朝图形上面，下一步就要朝图形上面(或外面或外面)走，以缩小偏差。这走，以缩小偏差。这样一
14、步一步地走下去，就可以得到一个很接近规定图形的折样一步一步地走下去，就可以得到一个很接近规定图形的折线轨迹，而且最大偏差不超过一个脉冲当量。利用逐点比较线轨迹，而且最大偏差不超过一个脉冲当量。利用逐点比较法切割斜线和圆弧示意图如法切割斜线和圆弧示意图如图图5-5所示。所示。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床3.加工控制功能加工控制功能 线切割加工控制和自动化操作方面的功能很多，主要有下线切割加工控制和自动化操作方面的功能很多，主要有下列列7种。种。(1)进给控制根据加工间隙的平均电压或放电状态的变化，进给控制根据加工间隙的平均电压或放电状态的变化，通过取样、
15、变频电路，不定期地向计算机发出中断申请，自通过取样、变频电路，不定期地向计算机发出中断申请，自动调节伺服进给速度，保持某一平均放电间隙，使加工稳定，动调节伺服进给速度，保持某一平均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精度。提高切割速度和加工精度。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床(2)短路回退经常记忆电极丝经过的路线短路。发生短路时，短路回退经常记忆电极丝经过的路线短路。发生短路时，改变加工条件并沿原来的轨迹快速后退，消除短路，防止断改变加工条件并沿原来的轨迹快速后退，消除短路，防止断丝。丝。(3)间隙补偿线切割加工数控系统所控制的是电极丝中心间隙补偿线
16、切割加工数控系统所控制的是电极丝中心移动的轨迹。因此，加工有配合间隙冲模的凸模时，电极丝移动的轨迹。因此，加工有配合间隙冲模的凸模时，电极丝中心轨迹应向原图形之外偏移，进行中心轨迹应向原图形之外偏移，进行“间隙补偿间隙补偿”，以补偿，以补偿放电间隙和电极丝的半径放电间隙和电极丝的半径;加工凹模时，电极丝中心轨迹应向加工凹模时，电极丝中心轨迹应向原图形之内偏移，进行原图形之内偏移，进行“间隙补偿间隙补偿”。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床(4)图形的缩放、旋转和平移利用图形的任意缩放功能，可图形的缩放、旋转和平移利用图形的任意缩放功能，可以加工任意比例的相似
17、图形以加工任意比例的相似图形;利用任意角度的旋转功能，可使利用任意角度的旋转功能，可使齿轮、电机定转子等类零件的编程大大简化齿轮、电机定转子等类零件的编程大大简化;而平移功能则极而平移功能则极大地简化厂跳步模具的编程。大地简化厂跳步模具的编程。(5)适应控制在工件厚度变化的场合，改变规准之后，能适应控制在工件厚度变化的场合，改变规准之后，能自动改变预置进给速度或电参数自动改变预置进给速度或电参数(包括加工电流、脉冲宽度、包括加工电流、脉冲宽度、间隔间隔)，不用人工调节就能自动进行高效率、高精度的加工。，不用人工调节就能自动进行高效率、高精度的加工。(6)自动找中心使孔中的电极丝自动找正后，停止
18、在孔中自动找中心使孔中的电极丝自动找正后，停止在孔中心处。心处。(7)信息显示动态显示程序号、计数长度等轨迹参数，较信息显示动态显示程序号、计数长度等轨迹参数，较完善地采用完善地采用CRT屏幕显示，还可显示电规准参数和切割轨迹屏幕显示，还可显示电规准参数和切割轨迹图形等。图形等。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床四、数控线切割编程中的工艺处理四、数控线切割编程中的工艺处理 在电火花线切割加工中，必须合理地确定工艺路线和切割在电火花线切割加工中，必须合理地确定工艺路线和切割程序，包括工艺准备、工件的装夹和切割加工。工艺准备必程序，包括工艺准备、工件的装夹和切割
19、加工。工艺准备必须与编制数控程序并行进行。须与编制数控程序并行进行。1.合理确定切割起点及路线走向合理确定切割起点及路线走向 (1)引入程序及起始切割点的确定在线切割加工中，通常引入程序及起始切割点的确定在线切割加工中，通常需要一段引入点切割至程序起点的引入程序。对凹模类封闭需要一段引入点切割至程序起点的引入程序。对凹模类封闭形工件的加工，引入点必须选在材料实体之内。这就需要在形工件的加工，引入点必须选在材料实体之内。这就需要在切割前预制穿丝孔，以便穿丝。切割前预制穿丝孔，以便穿丝。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床对凸模类工件加工，引入点选在材料实体之外，
20、这时就不必对凸模类工件加工，引入点选在材料实体之外，这时就不必预制穿丝孔。但有时要把引入点选在实体之内而预制穿丝孔，预制穿丝孔。但有时要把引入点选在实体之内而预制穿丝孔，这是因为坯件材料在切割时，会在很大程度上破坏材料内部这是因为坯件材料在切割时，会在很大程度上破坏材料内部应力的平衡状态，造成材料的变形，影响加工精度，甚至会应力的平衡状态，造成材料的变形，影响加工精度，甚至会夹丝，使加工无法进行。采用加工穿丝孔的方法，可使工件夹丝，使加工无法进行。采用加工穿丝孔的方法，可使工件毛坯保持相对完整，减小变形所造成的精度误差，如毛坯保持相对完整，减小变形所造成的精度误差，如图图5-7所示。所示。上一
21、页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 为了控制加工过程的材料变形，应合理选择引入点和引入程为了控制加工过程的材料变形，应合理选择引入点和引入程序。例如，对于窄沟加工引入点的选择如序。例如，对于窄沟加工引入点的选择如图图5-8所示，图所示，图5-8 (a)容易引起切缝变形相接刀痕迹，容易夹丝容易引起切缝变形相接刀痕迹，容易夹丝;图图5-8(b)的选择比较合理。的选择比较合理。此外，引入点应尽量靠近程序的起点，以缩短切割时间。此外，引入点应尽量靠近程序的起点，以缩短切割时间。当穿丝孔作为加工基准时，其位置必须考虑运算和编程的方当穿丝孔作为加工基准时，其位置必须考虑运算
22、和编程的方便。在锥度切割加工中，引入程序直接影响着钥丝的倾斜方便。在锥度切割加工中，引入程序直接影响着钥丝的倾斜方向，引入点的位置不能定错。向，引入点的位置不能定错。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床(2)切割路线的确定主要根据对工件产生变形的分析和预测，切割路线的确定主要根据对工件产生变形的分析和预测，确定切割路线。在整块坯料上切割工件时，坯料的边角处变确定切割路线。在整块坯料上切割工件时，坯料的边角处变形大，因此，应尽量避开坯料的边角，选择距离各边角尺寸形大，因此，应尽量避开坯料的边角，选择距离各边角尺寸均匀处，应将工件与其夹持部分分离的切割段安排在总的
23、切均匀处，应将工件与其夹持部分分离的切割段安排在总的切割程序末端，如割程序末端，如图图5-9所示。所示。2.电火花线切割加工的工艺准备电火花线切割加工的工艺准备 由于电火花线切割加工工艺与通用机械加工工艺有很大差由于电火花线切割加工工艺与通用机械加工工艺有很大差别，因此数控电火花线切割编别，因此数控电火花线切割编上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床程有着自己的特点。编程前应细致分析零件的加工要求和特程有着自己的特点。编程前应细致分析零件的加工要求和特点，充分考虑零件的线切割加工工艺，做好编程前的工艺处点，充分考虑零件的线切割加工工艺，做好编程前的工艺处理。理。
24、(1)电极丝的准备按照加工工件的厚度、几何形状复杂程电极丝的准备按照加工工件的厚度、几何形状复杂程度及机床走丝系统的要求，确定电极丝的直径大小。电极丝度及机床走丝系统的要求，确定电极丝的直径大小。电极丝装绕前应当注意检查导轮与保持器，装绕时注意电极丝是否装绕前应当注意检查导轮与保持器，装绕时注意电极丝是否张紧和装绕路径必须正确。张紧和装绕路径必须正确。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床(2)工件的准备由于线切割加工多为模具或零件加工的最后工件的准备由于线切割加工多为模具或零件加工的最后一道非钳工工序，因此工件多具有规则、精确的外形。若外一道非钳工工序，因此工
25、件多具有规则、精确的外形。若外形有与工作台形有与工作台X,Y平行并垂直于工作台面的两个面，则它们平行并垂直于工作台面的两个面，则它们可以作为校正基准。若外形为非垂直面时，在允许的条件下可以作为校正基准。若外形为非垂直面时，在允许的条件下可把加工工艺基准或以已知的型孔作为校正基准。可把加工工艺基准或以已知的型孔作为校正基准。(3)工件的夹持余量在电火花线切割凸型工件时，工件材工件的夹持余量在电火花线切割凸型工件时，工件材料必须有足够的夹持余量，以保证在装夹后让出凸型的成型料必须有足够的夹持余量，以保证在装夹后让出凸型的成型部分。部分。(4)工件装夹与穿丝在夹紧零件毛坯前，必须校正电极丝工件装夹与
26、穿丝在夹紧零件毛坯前，必须校正电极丝与零件表面的垂直度。在装夹零件时，必须调整零件的基准与零件表面的垂直度。在装夹零件时，必须调整零件的基准面与机床拖板面与机床拖板X,Y方向相平行，零件的装夹位置应保证其切方向相平行，零件的装夹位置应保证其切割范围在机床纵、横拖板的许可行程内，应使零件与夹具在割范围在机床纵、横拖板的许可行程内，应使零件与夹具在切割中不会碰到丝架的任何部位。零件位置调整好后按正确切割中不会碰到丝架的任何部位。零件位置调整好后按正确的方向引入电极丝，电极丝通过零件的穿丝孔时，应处于穿的方向引入电极丝，电极丝通过零件的穿丝孔时，应处于穿丝孔的中心，不可与孔壁接触，以免短路。丝孔的中
27、心，不可与孔壁接触，以免短路。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床五、线切割数控编程五、线切割数控编程 线切割程序格式有线切割程序格式有3B,4B,SB,ISO和和EIA等，使用最等，使用最多的是多的是3B格式和格式和ISO代码。代码。1.3B程序格式编程程序格式编程 (1)3B格式格式3B程序格式如程序格式如表表5-2所示。表中的所示。表中的B叫分叫分隔符号，它在程序单上起着把隔符号，它在程序单上起着把X,Y和和J数值分隔开的作用。数值分隔开的作用。当程序输入控制器时，读入第一个当程序输入控制器时，读入第一个B后，它使控制器做好接后，它使控制器做好接收收X坐
28、标值的准备，读入第二个坐标值的准备，读入第二个B后做好接收后做好接收Y坐标值的准备，坐标值的准备，读入第三个读入第三个B后做好接收后做好接收J值的准备。加工圆弧时，程序中的值的准备。加工圆弧时，程序中的X,Y必须是圆弧起点对其圆心的坐标值。加工斜线时，程序必须是圆弧起点对其圆心的坐标值。加工斜线时，程序中的中的X,Y必须是该斜线段终点对其起点的坐标值，斜线段程必须是该斜线段终点对其起点的坐标值，斜线段程序中的序中的X,Y值允许把它们同时缩小相同的倍数，只要其比值值允许把它们同时缩小相同的倍数，只要其比值保持不变即可。保持不变即可。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切
29、割机床 B为分割符，它将为分割符，它将X,Y,J,G等数值分离开来，以免执行指等数值分离开来，以免执行指令时混淆。令时混淆。X,Y为坐标值，均以为坐标值，均以m为单位，尾数采用四舍五入，为单位，尾数采用四舍五入，当当X,Y值为零时可以不写，但分割符必须保留。加工圆弧时，值为零时可以不写，但分割符必须保留。加工圆弧时，坐标原点取在圆心，坐标原点取在圆心，X,Y为圆弧起点的坐标值为圆弧起点的坐标值;加工针线时，加工针线时，坐标原点取在针线起点，坐标原点取在针线起点，X,Y为针线终点坐标值，由于此处为针线终点坐标值，由于此处X,Y值仅用来表示针线的角度，因此值仅用来表示针线的角度，因此X,Y的值可按
30、相同的的值可按相同的比例缩小或放大，只要保持其比值不变即可比例缩小或放大，只要保持其比值不变即可;加工平行于坐标加工平行于坐标轴的直线时，应取轴的直线时，应取X=Y=O 上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 G为计数方向，选取为计数方向，选取X拖板方向进给总长度来进行计数的称拖板方向进给总长度来进行计数的称为计为计X，用，用、表示。选取、表示。选取Y,拖板方向进给总长度来进行计拖板方向进给总长度来进行计数的称为计数的称为计Y，用，用、表示。为了保证加工精度，必须正确、表示。为了保证加工精度，必须正确选取计数方向，它的选取可按加工针线或圆弧终点坐标选取计数方向，
31、它的选取可按加工针线或圆弧终点坐标(Xe,Ye)的绝对值大小来选取如的绝对值大小来选取如图图5-10所示。所示。对于斜线对于斜线:当当|Xe|Ye|时，取时，取Gx;反之取反之取Gy 对于圆弧对于圆弧:当当|Xe|Ye|时，取时，取Gy;反之取反之取Gx 无论针线还是圆弧，当无论针线还是圆弧，当|Xe|=|Ye|时，即终点在时，即终点在45线上线上时，计数方向任取。时，计数方向任取。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床.J为计数长度，用于控制加工总长，计数长度应取起点到终为计数长度，用于控制加工总长，计数长度应取起点到终点某个方向拖板移动的总距离。当计数方向确
32、定后，就是被点某个方向拖板移动的总距离。当计数方向确定后，就是被加工曲线加工曲线(直线直线)在该方向上的投影长度的总和。对于针线，在该方向上的投影长度的总和。对于针线，取终点坐标值较大的为计数长度。对于圆弧，是指被加工曲取终点坐标值较大的为计数长度。对于圆弧，是指被加工曲线在计数方向上的投影的总和。圆弧可能跨越几个象限，必线在计数方向上的投影的总和。圆弧可能跨越几个象限，必须正确计算计数长度，如须正确计算计数长度，如图图5-11所示所示 Z为加工指令，用来传达机床发出的命令，加工指令为加工指令，用来传达机床发出的命令，加工指令Z有如有如下下4种种 a.当被加工的线段是与某坐标轴平行的直线时，根
33、据进给当被加工的线段是与某坐标轴平行的直线时，根据进给方向，分别用方向，分别用L1,L2,L3,L4表示，如表示，如图图5-12 (a)所示所示 b.当被加工的线段是在当被加工的线段是在1、2,3,4象限的斜线时，分别用象限的斜线时，分别用L1,L2,L3,L4、表示，如图、表示，如图5-12 (a)所示所示上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 c.当被加工的圆弧的加工起点在当被加工的圆弧的加工起点在1,2,3,4象限，且为顺时象限，且为顺时针加工时，分别用针加工时，分别用SR1,SR2,SR3,SR4、表示，如图、表示，如图5-12 (b)所示。所示。d.当
34、被加工的圆弧的加工起点在当被加工的圆弧的加工起点在1,2,3,4象限，且为逆象限，且为逆时针加工时，分别用时针加工时，分别用NR1,NR2,NR3,NR4、表示，如、表示，如图图5-12 (b)所示。所示。(2)3B程序编制实例编制加工如图程序编制实例编制加工如图5-13所示凹凸模的所示凹凸模的线切割程序。电极丝为线切割程序。电极丝为0.1 mm的钥丝，单面放电间隙为的钥丝，单面放电间隙为0.01mm 上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床.确定计算坐标系。由于图形上、下对称，孔的圆心在图形对确定计算坐标系。由于图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，故选对称轴
35、为计算坐标系的称轴上，故选对称轴为计算坐标系的X轴，圆心为坐标原点，轴，圆心为坐标原点，建立统一坐标系，如建立统一坐标系，如图图5-13所示。因为图形对称于所示。因为图形对称于X轴，所轴，所以只需求出以只需求出X轴上半部铂丝中心轨迹上各线段的交点坐标，轴上半部铂丝中心轨迹上各线段的交点坐标，利用对称关系即可得其余部分的交点坐标值，从而使计算简利用对称关系即可得其余部分的交点坐标值，从而使计算简化。化。.确定补偿距离。补偿距离为确定补偿距离。补偿距离为:铂丝中心轨迹如图铂丝中心轨迹如图5-14所示。所示。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 计算交点坐标。将电极
36、丝中心轨迹划分成单一的直线或圆弧计算交点坐标。将电极丝中心轨迹划分成单一的直线或圆弧段。可直接从图形尺寸得到交点段。可直接从图形尺寸得到交点A,B,C,D及圆心的坐标值及圆心的坐标值:A (-6.96，-2.11),B (-3.74，-2.11),C(-3.74.-0.81)，D(-3，-0.81)，O1(-3，-2.75);,求求E点的坐标值。因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心线点的坐标值。因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心线00，上，直线，上，直线00，的方程为，的方程为3Y=2.75，故，故E点的坐标值点的坐标值X,Y可以通过解下面的方程组求得可以通过解下面的方程组求得:X2+Y2=2.13
37、2 2.75X-3Y=0 X=-1.570,Y=-1.4393 上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床运用对称关系求得相应对称点的坐标运用对称关系求得相应对称点的坐标:F(-1.5700,1.4393),C(-3.00,0.81),H(一一3.74,0.81)，I(一一3.74,2.11)，K(一一6.69,2.11)，O2(一一3.00,2.75)。切割型孔时电极丝中心至切割型孔时电极丝中心至O的距离为的距离为:R=1.1-0.06=1.04 填写程序单。切割凹凸模时，不仅要切割外表面，而且要填写程序单。切割凹凸模时，不仅要切割外表面，而且要切割内表面，因此在
38、凸凹模型孔的中心切割内表面，因此在凸凹模型孔的中心O处钻穿丝孔。先切处钻穿丝孔。先切割型孔，然后再按割型孔，然后再按BCDEFGHIJKAB的顺序切割，其切割程的顺序切割，其切割程序单如序单如表表5-3所示。所示。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 2.ISO代码线切割程序代码线切割程序 (1)ISO代码编程格式一般来说，慢走丝线切割机床通常代码编程格式一般来说，慢走丝线切割机床通常采用采用ISO代码来编制加工程序。代码来编制加工程序。ISO代码的编程格式如下代码的编程格式如下:/N4 G2 X士士53 Y士士53 I士士53 J士士53 F22 D2 T1
39、3 M2 具体坐标字含义如具体坐标字含义如表表5-4所示。所示。上一页 下一页返回第一节数控电火花线切割机床第一节数控电火花线切割机床 准备功能代码是准备功能代码是ISO代码编程的重要内容，字母代码编程的重要内容，字母G之后的之后的2位数字表示各种不同的功能，具体见位数字表示各种不同的功能，具体见表表5-5(2)ISO代码编程实例加工如代码编程实例加工如图图5-15所示凹模，假设所示凹模，假设O点点为加工起点，电极为加工起点，电极LPL直径为直径为0.20mm，单边放电间隙为，单边放电间隙为0.02 mm,切割速度为切割速度为4mm/min。加工程序如。加工程序如表表5-6所示。所示。上一页返
40、回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床 一、数控电火花成型加工机床分类一、数控电火花成型加工机床分类 1)按控制方式分类按控制方式分类 .普通数显电火花成型机床。普通数显电火花成型机床是在普通数显电火花成型机床。普通数显电火花成型机床是在普通机床上加以改进而来，它只能显示运动部件的位置，而普通机床上加以改进而来，它只能显示运动部件的位置，而不能控制运动。不能控制运动。.单轴数控电火花成型机床。单轴数控电火花成型机床只能单轴数控电火花成型机床。单轴数控电火花成型机床只能控制单个轴的运动，精度低，加工范围小。控制单个轴的运动，精度低，加工范围小。.多轴数控电火花成型机床。多轴数
41、控电火花成型机床能同多轴数控电火花成型机床。多轴数控电火花成型机床能同时控制多轴运动，精度高，加工范围广。时控制多轴运动，精度高，加工范围广。下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床(2)按机床结构分类按机床结构分类 .固定立柱式数控电火花成型机床。固定立柱式数控电火花固定立柱式数控电火花成型机床。固定立柱式数控电火花成型机床结构简单，一般用于中小型零件加工。成型机床结构简单，一般用于中小型零件加工。.滑枕式数控电火花成型机床。滑枕式数控电火花成型机床结滑枕式数控电火花成型机床。滑枕式数控电火花成型机床结构紧凑，刚性好，一般只用于小型零件加工。构紧凑，刚性好，一般只用
42、于小型零件加工。.龙门式数控电火花成型机床。龙门式数控电火花成型机床龙门式数控电火花成型机床。龙门式数控电火花成型机床结构较复杂，应用范围广，常用于大中型零件加工。结构较复杂，应用范围广，常用于大中型零件加工。(3)按电极交换方式分类按电极交换方式分类 .手动式，即普通数控电火花成型机床，结构简单，价格低，手动式，即普通数控电火花成型机床，结构简单，价格低，工作效率低。工作效率低。.自动式，即电火花加工中心，结构复杂，价格高，工作效自动式，即电火花加工中心，结构复杂，价格高，工作效率高。率高。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床二、数控电火花机床原理二、数
43、控电火花机床原理 数控电火花加工机床是一种高精度的自动化加工机床，除数控电火花加工机床是一种高精度的自动化加工机床，除了实现普通电火花成型机床的伺服控制外，对了实现普通电火花成型机床的伺服控制外，对X,Y(有时还有时还有有Z)轴均要进行高精度伺服控制。它采用功能丰富的微型计轴均要进行高精度伺服控制。它采用功能丰富的微型计算机，利用算机，利用CPU分管多轴伺服加工和适应控制系统、编程和分管多轴伺服加工和适应控制系统、编程和加工状态的显示、加工程序的转换器等。它是由主机、脉冲加工状态的显示、加工程序的转换器等。它是由主机、脉冲电源、伺服系统和数控系统组成的，其基本原理如电源、伺服系统和数控系统组成
44、的，其基本原理如图图5-16所所示。示。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床 机床主轴上装有工具电极机床主轴上装有工具电极(正极正极)，工件固定在两坐标，工件固定在两坐标(X和和Y)移动的接通负极的工作台上，当主轴头被移动的接通负极的工作台上，当主轴头被Z向伺服电机通向伺服电机通过滚珠丝杆带动上下运动，使工具电极和工件之间形成放电过滚珠丝杆带动上下运动，使工具电极和工件之间形成放电间隙，实现电蚀加工过程间隙，实现电蚀加工过程.X,Y两坐标工作台由伺服电动机通两坐标工作台由伺服电动机通过滚珠丝杆进行半闭环控制，过滚珠丝杆进行半闭环控制，ATC系统执行工作程序
45、形成轨系统执行工作程序形成轨迹加工。迹加工。A TC是电极的自动更换装置，它可以根据需要，更是电极的自动更换装置，它可以根据需要，更换电极以进行不同形状的工件表面加工。换电极以进行不同形状的工件表面加工。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床三、数控电火花机床的主要技术参数三、数控电火花机床的主要技术参数 控电火花成型加工机床主要技术参数包括尺寸及加工范围控电火花成型加工机床主要技术参数包括尺寸及加工范围参数、电参数、精度参数等，其具体内容及作用详见参数、电参数、精度参数等，其具体内容及作用详见表表5-7 四、数控电火花成型加工机床操作四、数控电火花成型加工
46、机床操作 1.开机开机 数控电火花成型加工机床的开机很简单，一般只需要敲击数控电火花成型加工机床的开机很简单，一般只需要敲击一下一下“ON键或者旋动开关到键或者旋动开关到“ON”的位置，接下来就需要进的位置，接下来就需要进行回原点或机床的复位操作。有的机床需要手动对各个坐标行回原点或机床的复位操作。有的机床需要手动对各个坐标轴进行回原点操作，而且一般是先回轴进行回原点操作，而且一般是先回Z坐标轴，然后再回坐标轴，然后再回X，最后回最后回Y;有的机床的自动化程度较高，只需要敲击一下回原有的机床的自动化程度较高，只需要敲击一下回原点键，机床便可自动回原点点键，机床便可自动回原点(自动回原点的顺序也
47、是先回自动回原点的顺序也是先回Z，再再X，最后，最后Y。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床2.工件的安装工件的安装 工件的安装就是使工件在机床上有准确且固定的位置，使工件的安装就是使工件在机床上有准确且固定的位置，使之利于加工和编写程序。安装时，一定要将工件固定，以免之利于加工和编写程序。安装时，一定要将工件固定，以免在工时出现振动或移动，从而影响加工精度。同时要尽量考在工时出现振动或移动，从而影响加工精度。同时要尽量考虑用基准面作为定位面，从而省去烦琐的计算，达到简化编虑用基准面作为定位面，从而省去烦琐的计算，达到简化编程的目的。例如使用磁力吸盘装夹零
48、件时，一般都将工件的程的目的。例如使用磁力吸盘装夹零件时，一般都将工件的底面放在吸盘上，另一个面紧贴在吸盘的侧面定位面上定位，底面放在吸盘上，另一个面紧贴在吸盘的侧面定位面上定位，然后将打开吸盘的磁力开关即可。然后将打开吸盘的磁力开关即可。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床 3.工具电极的安装工具电极的安装 工具电极的安装精度直接影响到加工的形状精度和位置精工具电极的安装精度直接影响到加工的形状精度和位置精度，所以其安装至关重要。一般电极都要求和度，所以其安装至关重要。一般电极都要求和XY平面平面(也就也就是水平面是水平面)垂直，且在垂直，且在Z轴方向也
49、要符合要求，否则就可能导轴方向也要符合要求，否则就可能导致加工出来的形状不符合要求，或出现位置偏差。一般都要致加工出来的形状不符合要求，或出现位置偏差。一般都要通过杠杆百分表来对电极的通过杠杆百分表来对电极的XY，方向找正，同时还要对它的，方向找正，同时还要对它的Z方向找正。方向找正。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加工机床第二节数控电火花成型加工机床 4.加工原点的设定加工原点的设定 电极的定位一般是通过靠模来实现的。所谓的靠模就让数电极的定位一般是通过靠模来实现的。所谓的靠模就让数控装置引导伺服驭动装置驭动工作台或电极，使工具电极和控装置引导伺服驭动装置驭动工作台或电极，使工具电极和
50、工件相对运动并且接触，从而数字显示出工件相对于电极的工件相对运动并且接触，从而数字显示出工件相对于电极的位置的一种方法。靠模之后，我们就知道电极当前的位置，位置的一种方法。靠模之后，我们就知道电极当前的位置，然后计算出加工位置距当前位置的距离，直接把电极移动相然后计算出加工位置距当前位置的距离，直接把电极移动相应的距离即可进行编程加工。如果加工位置正好在工件的中应的距离即可进行编程加工。如果加工位置正好在工件的中点或中心，则可以通过靠模然后启动点或中心，则可以通过靠模然后启动“自动移到中点自动移到中点”或直或直接启动接启动“自动寻心自动寻心”即可。即可。上一页 下一页返回第二节数控电火花成型加