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1、图3-1 线切割加工的步骤第1页/共141页 目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编程功能，即可以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。线切割程序与其它数控机床的程序相比，有如下特点：(1)线切割程序普遍较短，很容易读懂。(2)国内线切割程序常用格式有3B(个别扩充为4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍采用ISO格式，快走丝机床大部分采用3B格式，其发展趋势是采用ISO格式(如北京阿奇公司生产的快走丝线切割机床)。第2页/共141页线切割3B代码程序格式线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的3B程序指令格式如表3-1所示。表3-1 3B程序指令格式 注：B为分
2、隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；X、Y为增量(相对)坐标值；J为加工线段的计数长度；G为加工线段计数方向；Z为加工指令。第3页/共141页1.直线的3B代码编程1)x，y值的确定 (1)以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示直线终点的坐标绝对值，单位为m。(2)在直线3B代码中，x，y值主要是确定该直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为x，y的值，以简化数值。(3)若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x，y均可写作0也可以不写。第4页/共141页如图3-2(a)所示的轨迹形状，请读者试着写出其x，y值，具体答案可参考表3-2。(注：在本章图形
3、所标注的尺寸中若无说明，单位都为mm。)图3-2 直线轨迹第5页/共141页2)G的确定G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计数方向。具体确定方法为：若终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，则G=Gy(如图3-3(b)所示)；若y=x，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。由上可见，计数方向的确定以45线为界，取与终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图3-3(c)。第6页/共141页图3-3 G的确定 第7页/共141页3)J的确定
4、J为计数长度，以m为单位。以前编程应写满六位数，不足六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将直线向X轴投影得到长度的绝对值即为J的值；若G=Gy，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为J的值。4)Z的确定加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、L2、L3、L4，其中与+X轴重合的直线算作L1，与-X轴重合的直线算作L3，与+Y轴重合的直线算作L2，与-Y轴重合的直线算作L4，具体可参考图3-4。第8页/共141页图3-4 Z的确定第9页/共141页综上所述，图3-2(b)、(c)、(d)中线段的3B代码如表3-2所示。表3
5、-2 3B代码第10页/共141页课堂练习写出下图AC,CB,BA的线切割3B程序。第11页/共141页2.圆弧的3B代码编程1)x，y值的确定以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为m。如在图3-5(a)中，x=30000，y=40000；在图3-5(b)中，x=40000,y=30000。第12页/共141页图3-5 圆弧轨迹第13页/共141页2)G的确定G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。圆弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。具体确定方法为：若圆弧终点坐标为(xe，ye)，令x=|x
6、e|，y=|ye|，若yx，则G=Gx(如图3-5(b)所示)；若y=x，则Gx、Gy均可。由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反，即取与圆弧终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图3-5(c)。第14页/共141页3)J的确定圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的和。如在图3-5(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。4)Z的确定加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；
7、按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考图3-6。第15页/共141页图3-6 Z的确定第16页/共141页例3.1 请写出图3-7所示轨迹的3B程序。图3-7 编程图形第17页/共141页解 对图3-7(a)，起点为A，终点为B，J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000故其3B程序为：B30000 B40000 B130000 GY NR1对图3-7(b)，起点为B，终点为A，J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=1700
8、00故其3B程序为：40000 B30000 B170000 GX SR4第18页/共141页实例：课本图3-11问题一：写出该工件的线切割程序。(不考虑切入路线和电极丝直径和放电间隙)第19页/共141页补偿计算 1）有公差尺寸的编程计算法 对于有公差尺寸的编程，一般采用中差尺寸编程。从大量统计表明，加工后的实际尺寸大部分是在公差带的中值附近，因此对标注有公差的尺寸，应采用中差尺寸编程。计算公式如下：中差尺寸=基本尺寸+（上偏差+下偏差）/2第20页/共141页补偿计算 2）间隙补偿问题 在数控线切割机床上，电极丝的中心轨迹和图纸上工件轮廓差别的补偿称为间隙补偿。它可以分为编程补偿和自动补偿
9、。编程补偿：按钼丝轨迹进行编程，把间隙补偿考虑进去。自动补偿：按零件实际轮廓轨迹进行编程，然后把需要补偿的量告诉数控系统，进行自动补偿。第21页/共141页实例：课本图3-11问题二：电极丝直径0.18mm,电火花间隙0.01mm,穿丝点在A点向左10mm处。(计算复杂，适合用自动工具求解)第22页/共141页例3.2 用3B代码编制加工图3-8(a)所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿ABCDEFGHA进行。图3-8 线切割切割图形 第23页/共141页解 (1)分析。现用线切割加工凸模状的零件图，实际
10、加工中由于钼丝半径和放电间隙的影响，钼丝中心运行的轨迹形状如图3-8(b)中 虚 线 所 示，即 加 工 轨 迹 与 零 件 图 相 差 一 个 补 偿 量，补 偿 量 的 大 小 为0.18/2+0.01=0.1 mm在加工中需要注意的是EF圆弧的编程，圆弧EF(如图3-8(a)所示)与圆弧EF(如图3-8(b)所示)有较多不同点，它们的特点比较如表3-3所示。第24页/共141页表3-3 圆弧EF和EF特点比较表第25页/共141页(2)计算并编制圆弧EF的3B代码。在图3-8(b)中，最难编制的是圆弧EF，其具体计算过程如下：以圆弧EF的圆心为坐标原点，建立直角坐标系，则E点的坐标为：=
11、0.1mm =。根据对称原理可得F的坐标为(-19.900，0.1)。根据上述计算可知圆弧EF的终点坐标的Y的绝对值小，所以计数方向为Y。圆弧EF在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影得到长度的绝对值分别为0.1 mm、19.9 mm、19.9 mm、0.1 mm，故J=40000。第26页/共141页圆弧EF首先在第一象限顺时针切割，故加工指令为SR1。由上可知，圆弧EF的3B代码为(3)经过上述分析计算，可得轨迹形状的3B程序，如表3-4所示。第27页/共141页表3-4 切割轨迹3B程序第28页/共141页例3.3 用3B代码编制加工图3-9所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.1
12、8 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线OEDCBAEO。图3-9 加工零件图第29页/共141页例3.3 用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线OEDCBAEO。解 经过分析，得到具体程序，如表3-5所示。表3-5 切割轨迹3B程序第30页/共141页线切割ISO代码程序编制1.ISO代码简介同前面介绍过的电火花加工用的ISO代码一样，线切割代码主要有G指令(即准备功能指令)、M指令和T指令(即辅助功能指令)，具体见表3-6。第31页/共141页表3-6 常
13、用的线切割加工指令第32页/共141页表3-6 常用的线切割加工指令第33页/共141页 对于以上代码，部分与数控铣床、车床的代码相同，下面通过实例来学习线切割加工中常用的ISO代码。第34页/共141页例3.4 如图3-10(a)所示，ABCD为矩形工件，矩形件中有一直径为30 mm的圆孔，现由于某种需要欲将该孔扩大到35 mm。已知AB、BC边为设计、加工基准，电极丝直径为0.18 mm，请写出相应操作过程及加工程序。图3-10 零件加工示意图第35页/共141页解 上面任务主要分两部分完成，首先将电极丝定位于圆孔的中心，然后写出加工程序。电极丝定位于圆孔的中心有以下两种方法：方法一：首先
14、电极丝碰AB边，X值清零，再碰BC边，Y值清零，然后解开电极丝到坐标值(40.09，28.09)。具体过程如下：(1)清理孔内部毛刺，将待加工零件装夹在线切割机床工作台上，利用千分表找正，尽可能使零件的设计基准AB、AC基面分别与机床工作台的进给方向X、Y轴保持平行。第36页/共141页(2)用手控盒或操作面板等方法将电极丝移到AB边的左边，大致保证电极丝与圆孔中心的Y坐标相近(尽量消除工件ABCD装夹不佳带来的影响，理想情况下工件的AB边应与工作台的Y轴完全平行，而实际很难做到)。(3)用MDI方式执行指令：G80 X+；G92 X0；M05 G00 X-2.；(4)用手控盒或操作面板等方法
15、将电极丝移到BC边的下边，大致保证电极丝与圆孔中心的X坐标相近。第37页/共141页(5)用MDI方式执行指令：G80 Y+；G92 Y0；T90；/仅适用慢走丝，目的是自动剪丝；对快走丝机床，则需手动解开电极丝G00 X40.09 Y28.09；(6)为保证定位准确，往往需要确认。具体方法是：在找到的圆孔中心位置用MDI或别的方法执行指令G55 G92 X0 Y0；然后再在G54坐标系(G54 坐标系为机床默认的工作坐标系)中按前面(1)(4)所示的步骤重新找圆孔中心位置，并观察该位置在G55坐标系下的坐标值。第38页/共141页若G55坐标系的坐标值与(0，0)相近或刚好是(0，0)，则说
16、明找正较准确，否则需要重新找正，直到最后两次中心孔在G55坐标系中的坐标相近或相同时为止。方法二：将电极丝在孔内穿好，然后按操作面板上的找中心按钮即可自动找到圆孔的中心。具体过程为：(1)清理孔内部毛刺，将待加工零件装夹在线切割机床工作台上。(2)将电极丝穿入圆孔中。(3)按下自动找中心按钮找中心，记下该位置坐标值。(4)再次按下自动找中心按钮找中心，对比当前的坐标和上一步骤得到的坐标值；若数字重合或相差很小，则认为找中心成功。第39页/共141页(5)若机床在找到中心后自动将坐标值清零，则需要同第一种方法一样进行如下操作：在第一次自动找到圆孔中心时用MDI或别的方法执行指令G55 G92 X
17、0 Y0；然后再按用自动找中心按钮重新找中心，再观察重新找到的圆孔中心位置在G55坐标系下的坐标值。若G55坐标系的坐标值与(0，0)相近或刚好是(0，0)，则说明找正较准确，否则需要重新找正，直到最后两次找正的位置在G55坐标系中的坐标值相近或相同时为止。第40页/共141页两种方法的比较：利用自动找中心按钮操作简便，速度快，适用于圆度较好的孔或对称形状的孔状零件加工，但若由于磨损等原因(如图6-11中阴影所示)造成孔不圆，则不宜采用。而利用设计基准找中心不但可以精确找到对称形状的圆孔、方孔等的中心，还可以精确定位于各种复杂孔形零件内的任意位置。所以，虽然该方法较复杂，但在用线切割修补塑料模
18、具中仍得到了广泛的应用。综上所述，线切割定位有两种方法，这两种方法各有优劣，但其中关键一点是要采用有效的手段进行确认。一般来说，线切割的找正要重复几次，至少保证最后两次找正位置的坐标值相同或相近。通过灵活采用上述方法，能够实现电极丝定位精度在0.005 mm以内，从而有效地保证线切割加工的定位精度。第41页/共141页图3-11 孔磨损第42页/共141页例3.5 请结合图6-12所示的锥度加工平面图和立体效果图理解锥度加工的ISO程序，并总结与锥度加工代码G50、G51、G52的用法。G92 X-5000 Y0；G52 A2.5 G90 G01 X0；G01 Y4700；G02 X300 Y
19、5000 I300；G01 X9700；G02 X10000 Y4700 J-300；第43页/共141页G01 Y-4700；G02 X9700 Y5000 I-300；G01 X300；G02 X0 Y-4700 J300；G01 Y0；G50 G01 X-5000；M02；第44页/共141页图3-12 锥度加工实例第45页/共141页解 上述锥度加工的实例，在锥度加工中要点如下：(1)G50、G51、G52分别为取消锥度倾斜、电极丝左倾斜(面向平行方向)、电极丝右倾斜。(2)A为电极丝倾斜的角度，单位为(度)。(3)取消锥度倾斜(G50)、电极丝左倾斜(G51)、电极丝右倾斜(G52)
20、只能在直线上进行，不能在圆弧上进行。(4)为了实现锥度加工，必须在加工前设置相关参数，不同的机床需要设置的参数不同，如对沙迪克某机床需要设置以下四个参数(如图3-13所示)：第46页/共141页图3-13 锥度加工参数第47页/共141页 工作台上模具距离(即从工作台到上模具为止的距离)；工作台主程序面距离(即从工作台到主程序面为止的距离，主程序面上的加工物的尺寸与程序中编制的尺寸一致，为优先保证尺寸)；工作台副程序面距离(即从工作台上面到另一个有尺寸要求的面的距离，副程序面是另一个希望有尺寸要求的面，此面的尺寸要求低于主程序面)；工作台下模具间距离(即从下模具到工作台上面的距离)。在图3-1
21、3中，若以AB为主程序面，CD为副程序面，则相关参数值为：工作台上模具距离50.000 mm第48页/共141页工作台主程序面距离25.000 mm工作台副程序面距离30.000 mm工作台下模具间距离20.000 mm在图3-13中，若以AB为主程序面，EF为副程序面，则相关参数值为：工作台上模具距离50.000 mm工作台主程序面距离25.000 mm工作台副程序面距离0.000 mm工作台下模具间距离20.000 mm第49页/共141页2.ISO代码编程不同公司的ISO程序大致相同，但具体格式会有所区别，下面以北京阿奇公司FW系列快走丝机床的程序(为便于阅读，删除部分代码)为例说明IS
22、O代码编程，其加工轨迹如图3-14所示。图3-14 加工轨迹示意图第50页/共141页H000=+00000000 H001=+00000100;H005=+00000000;T84 T86 G54 G90 G92X+0Y+0；/T84为打开喷液指令，T86为送电极丝C007；G01X+14000Y+0;G04X0.0+H005;G41H001;C001;G01X+15000Y+0;G04X0.0+H005;G03X-15000Y+0I-15000J+0;G04X0.0+H005;第51页/共141页X+15000Y+0I+15000J+0;G04X0.0+H005;G40H000G01X+1
23、4000Y+0;M00;C007;G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;T85 T87 M02;/T85为关闭喷液指令，T87为停止送电极丝(:The Cutting length=109.247778 MM);第52页/共141页通过理解该程序，可总结出如下特点：(1)在本ISO代码编程中，通过C001等代码来调用加工参数，C001设定了加工中的各种参数(如ON、OFF、IP等)。加工参数的设置调用方法因机床的不同而不同，具体细节可参考每种机床相应的操作说明书。采用ISO代码编程的线切割机床的数控系统有庞大的数据库，在其数据库中存放了大量常用的加工参数。(2)G40、G41、G42
24、分别为取消刀补、左刀补(即向着电极丝行进方向，电极丝左侧偏移)、右刀补(即向着电极丝行进方向，电极丝右侧偏移)。第53页/共141页电极丝加补偿及取消补偿都只能在直线上进行，在圆弧上加补偿或取消刀补都会出错，如：G40 G02 X20.Y0 I10.J0;(错误程序)很多线切割的ISO程序可以直接改变电极丝补偿值大小(如图3-15所示)、补偿方向(如图3-16所示)，而不需通过G40转换。第54页/共141页例3.6 下面的程序是电极丝补偿值变更实例，其轨迹示意图如图3-15所示。图3-15 电极丝补偿示意图 第55页/共141页G54 G92 X0 Y0;G41 H000；G01 X10.；
25、X20.；H001 G01 X30.；X40.；H002 G01 Y-30.；H003 G01 X.；G40 G01 Y0.；M02；第56页/共141页例3.7 下面的程序是电极丝补偿方向变更实例，其轨迹示意图如图3-16所示。G90 G92 X0 Y0;G41 H000;G01 X10;G01 X20;G42 H000;G01 X40;第57页/共141页图3-16 电极丝补偿示意图 第58页/共141页例3.8 请认真阅读下面的ISO程序，并回答问题。H000=+00000000 H001=+00000100;H005=+00000000;T84 T86 G54 G90 G92X+0Y+
26、0;C007;G01X+4000Y+0;G04X0.0+H005;G41H000;C001;G41H000;第59页/共141页G01X+5000Y+0;G04X0.0+H005;G41H001;G03X-5000Y+0I-5000J+0;G04X0.0+H005;X+5000Y+0I+5000J+0;G04X0.0+H005;G40H000G01X+4000Y+0;M00;/C007;G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;T85 T87;M00;/第60页/共141页M05G00X+20000;M05G00Y+0;M00;/H000=+00000000 H001=+00000100;
27、H005=+00000000;T84 T86 G54 G90 G92X+20000Y+0;C007;G01X+16000Y+0;G04X0.0+H005;G41H000;C001;G41H000;第61页/共141页G01X+15000Y+0;G04X0.0+H005;G41H001;G02X-15000Y+0I-15000J+0;G04X0.0+H005;X+15000Y+0I+15000J+0;G04X0.0+H005;G40H000G01X+16000Y+0;M00;C007;G01X+20000Y+0;G04X0.0+H005;T85 T87 M02;(:The Cutting len
28、gth=135.663704 MM);第62页/共141页(1)请画出加工出的零件图，并标明相应尺寸。(2)请在零件图上画出穿丝孔的位置，并注明加工中的补偿量。(3)上面程序中、的含义是什么？解 (1)零件图形如图3-17所示，这是用线切割跳步加工同心圆的实例。(2)由H001=+00000100可知，补偿量为0.1 mm。(3)的含义为：暂停，直径为10 mm的孔里的废料可能掉下，提示拿走。的含义为：暂停，直径为10 mm的孔已经加工完，提示解开电极丝，准备将机床移到另一个穿丝孔。的含义为：暂停，准备在当前的穿丝孔位置穿丝。第63页/共141页图3-17 跳步加工零件图第64页/共141页自
29、动编程对于零件的形状复杂或具有非圆曲线时，人工编程的工作量大。因此一般引入计算机进行自动编程。常见的软件有：CAXA线切割HL线切割编控软件 YH线切割编控软件 HF线切割编控软件 KS线切割编程系统 第65页/共141页3.2 线切割加工准备工作电极丝穿丝慢走丝线切割机床的穿丝较简单，本书以快走丝线切割机床为例讨论电极丝的上丝、穿丝及调节行程的方法。1上丝操作 上丝的过程是将电极丝从丝盘绕到快走丝线切割机床储丝筒上的过程。不同的机床操作可能略有不同，下面以北京阿奇公司的FW系列为例说明上丝要点(如图3-18、图3-19、图3-20所示)。第66页/共141页 图3-18 上丝示意图第67页/
30、共141页图3-19 储丝筒操作面板第68页/共141页图3-20 穿丝示意图 第69页/共141页(1)上丝以前，要先移开左、右行程开关，再启动丝筒，将其移到行程左端或右端极限位置(目的是将电极丝上满，如果不需要上满，则需与极限位置有一段距离)。(2)上丝过程中要打开上丝电机起停开关，并旋转上丝电机电压调节按钮以调节上丝电机的反向力矩(目的是保证上丝过程中电极丝有均匀的张力，避免电极丝打折)。(3)按照机床的操作说明书中上丝示意图的提示将电极丝从丝盘上到储丝筒上。第70页/共141页2.穿丝操作(1)拉动电极丝头，按照操作说明书说明依次绕接各导轮、导电块至储丝筒(如图6-20所示)。在操作中
31、要注意手的力度，防止电极丝打折。(2)穿丝开始时，首先要保证储丝筒上的电极丝与辅助导轮、张紧导轮、主导轮在同一个平面上，否则在运丝过程中，储丝筒上的电极丝会重叠，从而导致断丝。(3)穿丝中要注意控制左右行程挡杆，使储丝筒左右往返换向时，储丝筒左右二端留有35 mm的余量。第71页/共141页电极丝垂直找正在进行精密零件加工或切割锥度等情况下需要重新校正电极丝对工作台平面的垂直度。电极丝垂直度找正的常见方法有两种，一种是利用找正块，一种是利用校正器。1利用找正块进行火花法找正找正块是一个六方体或类似六方体(如图3-21(a)所示)。在校正电极丝垂直度时，首先目测电极丝的垂直度，若明显不垂直，则调
32、节U、V轴，使电极丝大致垂直工作台；然后将找正块放在工作台上，在弱加工条件下，将电极丝沿X方向缓缓移向找正块。第72页/共141页当电极丝快碰到找正块时，电极丝与找正块之间产生火花放电，然后肉眼观察产生的火花：若火花上下均匀(如图3-21(b)所示)，则表明在该方向上电极丝垂直度良好；若下面火花多(如图3-21(c)所示)，则说明电极丝右倾，故将U轴的值调小，直至火花上下均匀；若上面火花多(如图3-21(d)所示)，则说明电极丝左倾，故将U轴的值调大，直至火花上下均匀。同理，调节V轴的值，使电极丝在V轴垂直度良好。第73页/共141页图3-21 用火花法校正电极丝垂直度第74页/共141页在用
33、火花法校正电极丝的垂直度时，需要注意以下几点：(1)找正块使用一次后，其表面会留下细小的放电痕迹。下次找正时，要重新换位置，不可用有放电痕迹的位置碰火花校正电极丝的垂直度。(2)在精密零件加工前，分别校正U、V轴的垂直度后，需要再检验电极丝垂直度校正的效果。具体方法是：重新分别从U、V轴方向碰火花，看火花是否均匀，若U、V方向上火花均匀，则说明电极丝垂直度较好；若U、V方向上火花不均匀，则重新校正，再检验。第75页/共141页(3)在校正电极丝垂直度之前，电极丝应张紧，张力与加工中使用的张力相同。4)在用火花法校正电极丝垂直度时，电极丝要运转，以免电极丝断丝。第76页/共141页2用校正器进行
34、校正校正器是一个触点与指示灯构成的光电校正装置，电极丝与触点接触时指示灯亮。它的灵敏度较高，使用方便且直观。底座用耐磨不变形的大理石或花岗岩制成(如图3-22、图3-23所示)。使用校正器校正电极丝垂直度的方法与火花法大致相似。主要区别是：火花法是观察火花上下是否均匀，而用校正器则是观察指示灯。若在校正过程中，指示灯同时亮，则说明电极丝垂直度良好，否则需要校正。第77页/共141页图3-22 垂直度校正器 第78页/共141页图3-23 DF55-J50A型垂直度校正器第79页/共141页在使用校正器校正电极丝的垂直度时，要注意以下几点：(1)电极丝停止走丝，不能放电。(2)电极丝应张紧，电极
35、丝的表面应干净。(3)若加工零件精度高，则电极丝垂直度在校正后需要检查，其方法与火花法类似。工件的装夹线切割加工属于较精密加工，工件的装夹对加工零件的定位精度有直接影响，特别在模具制造等加工中，需要认真、仔细地装夹工件。第80页/共141页线切割加工的工件在装夹过程中需要注意如下几点：(1)确认工件的设计基准或加工基准面，尽可能使设计或加工的基准面与X、Y轴平行。(2)工件的基准面应清洁、无毛刺。经过热处理的工件，在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要清理热处理残物及氧化皮。(3)工件装夹的位置应有利于工件找正，并应与机床行程相适应。(4)工件的装夹应确保加工中电极丝不会过分靠近或误切割机床工作台。(5
36、)工件的夹紧力大小要适中、均匀，不得使工件变形或翘起。第81页/共141页线切割的装夹方法较简单，常见的装夹方式如图3-24所示。目前，很多线切割机床制造商都配有自己的专用加工夹具，图3-25所示为北京阿奇公司生产的专用夹具及装夹示意图，图3-26所示为3R专用夹具。第82页/共141页图3-24 常见的装夹方式第83页/共141页图3-25 阿奇公司专用夹具及装夹示意图第84页/共141页图3-25 阿奇公司专用夹具及装夹示意图第85页/共141页图3-26 3R专用夹具第86页/共141页工件的找正工件的找正精度关系到线切割加工零件的位置精度。在实际生产中，根据加工零件的重要性，往往采用按
37、划线找正、按基准孔或已成型孔找正、按外形找正等方法。其中按划线找正用于零件要求不严的情况下。具体找正方法请参考例3.4。第87页/共141页3.3 线切割加工工艺线切割穿丝孔1穿丝孔的作用在线切割加工中，穿丝孔的主要作用有：(1)对于切割凹模或带孔的工件，必须先有一个孔用来将电极丝穿进去，然后才能进行加工。第88页/共141页(2)减小凹模或工件在线切割加工中的变形。由于在线切割中工件坯料的内应力会失去平衡而产生变形，影响加工精度，严重时切缝甚至会夹住、拉断电极丝。综合考虑内应力导致的变形等因素，可以看出，图3-27中的图(c)最好。在图(d)中，零件与坯料工件的主要连接部位被过早地割离，余下
38、的材料被夹持部分少，工件刚性大大降低，容易产生变形，从而影响加工精度。第89页/共141页图3-27 切割凸模时穿丝孔位置及切割方向比较图第90页/共141页2穿丝孔的注意事项1)穿丝孔的加工穿丝孔的加工方法取决于现场的设备。在生产中穿丝孔常常用钻头直接钻出来，对于材料硬度较高或工件较厚的工件，则需要采用高速电火花加工等方法来打孔。2)穿丝孔位置和直径的选择穿丝孔的位置与加工零件轮廓的最小距离和工件的厚度有关，工件越厚，则最小距离越大，一般不小于3 mm。在实际中穿丝孔有可能打歪(如图3-28(a)所示)，若穿丝孔与欲加工零件图形的最小距离过小，则可能导致工件报废；若穿丝孔与欲加工零件图形的位
39、置过大(如图3-28(b)所示)，则会增加切割行程。图3-28中，虚线为加工轨迹，圆形小孔为穿丝孔。第91页/共141页图3-28 穿丝孔的大小与位置第92页/共141页穿丝孔的直径不宜过小或过大，否则加工较困难。若由于零件轨迹等方面的原因导致穿丝孔的直径必须很小，则在打穿丝孔时要小心，尽量避免打歪或尽可能减少穿丝孔的深度。如图3-29所示，图(a)直接用打孔机打孔，操作较困难；图(b)是在不影响使用的情况下，考虑将底部先铣削出一个较大的底孔来减小穿丝孔的深度，从而降低打孔的难度。这种方法在加工塑料模的顶杆孔等零件时常常应用。穿丝孔加工完成后，一定要注意清理里面的毛刺，以避免加工中产生短路而导
40、致加工不能正常进行。第93页/共141页图3-29 穿丝孔高度第94页/共141页多次切割加工线切割多次切割加工首先采用较大的电流和补偿量进行粗加工，然后逐步用小电流和小补偿量一步一步精修，从而得到较好的加工精度和光滑的加工表面。目前，慢走丝线切割加工普遍采用了多次切割加工工艺，快走丝多次切割加工技术也正在探讨之中。下面以Sodick MARK21型机床的慢走丝程序来说明多次切割的特点。第95页/共141页(ON OFF IP HRP MAO SV V SF C WT WS WC)：C001 =003 015 2015 112 480 090 8 0020 0 009 000 000C002
41、=002 014 2015 000 490 073 5 4025 0 000 000 000C003 =001 010 1015 000 490 072 3 4030 0 000 000 000C004 =000 006 0030 000 110 072 1 4030 0 000 000 000C005 =000 005 0007 000 110 071 1 4035 0 000 000 000第96页/共141页C901 =000 005 0015 000 000 000 8 2060 0 000 000 000C911 =000 005 0015 000 000 000 7 2050 0
42、000 000 000C921 =000 005 0015 000 000 000 6 0050 0 000 000 000；H000 =+000000000 H001 =+000001960 H002 =+000001530;第97页/共141页H003 =+000001430 H004 =+000001370 H005 =+000001340;H006 =+000001330 H007 =+000001305 H008 =+000001285;N000(MAIN PROGRAM)；G90;G54;G92X0Y0Z0;G29 /设置当前点为主参考点T84;/高压喷流C001WS00WT00;
43、第98页/共141页G01Y4500;C001WS00WT00;G42H001;M98P0010;T85;/关闭高压喷流C002WSWT00;G41H002;M98P0030;C003WS00WT00;第99页/共141页G42H003;M98P0020;C004WS00WT00;G41H004;M98P0030;C005WS00WT00;G42H005;M98P0020;C901WS00WT00;G41H006;第100页/共141页M98P0030;C911WS00WT00;G42H007;M98P0020;G921WS00WT00;G41H008;M98P0030;M02;第101页/共
44、141页N0010(SUB PRO 1/G42)G01Y7500;G02X0Y7500J-7500;M00;/圆孔中的废料完全脱离工件本体，提示操作者查看废料是否掉在喷嘴上或是否与钼M00;丝接触，以便及时处理，避免断丝；若处于无人加工状态，则应删掉G40G01Y4500;M99;第102页/共141页N0020(SUB PRO 2/G42)G01Y7500;G02Y7500J-7500;G40G01Y4500;M99;N0030(SUB PRO 2/G41)G01 Y7500;G03X0Y7500J-7500;G40G01Y4500;M99;第103页/共141页上面的ISO程序切割的零件形
45、状是一直径为10 mm的圆孔(如图3-30、图3-31所示)，其特点为：(1)首先采用较强的加工条件C001(电流较大、脉宽较长)来进行第一次切割，补偿量大，然后一次采用较弱的加工条件逐步进行精加工，电极丝的补偿量依次逐渐减小。(2)相邻两次的切割方向相反，所以电极丝的补偿方向相反。如第一次切割时电极丝的补偿方向为右补偿G42，第二次切割时电极丝的补偿方向为左补偿G41。第104页/共141页(3)在多次切割时，为了改变加工条件和补偿值，需要离开轨迹一段距离，这段距离称为脱离长度。如图3-29、图3-30所示，穿丝孔为O点，轨迹上的B点为起割点，AB的距离为脱离长度。脱离长度一般较短，目的是为
46、了减少空行程。(4)本程序采用了八次切割。具体切割的次数根据机床、加工要求等来确定。第105页/共141页图3-30 第一次切割 第106页/共141页图3-31 第二次切割 第107页/共141页上面切割的是凹模(或孔状零件)，若用同样的方法来切割凸模(或柱状零件)(如图6-32(a)所示)，则在第一次切割完成时，凸模(或柱状零件)就与工件毛坯本体分离，第二次切割将切割不到凸模(或柱状零件)。所以在切割凸模(或柱状零件)时，大多采用图6-32(b)所示的方法。图3-32 凸模多次切割第108页/共141页如图3-32(b)所示，第一次切割的路径为OO1O2ABCDEF，第二次切割的路径为FE
47、DCBAO2O1，第三次切割的路径为O1O2ABCDEF。这样，当O2ABCDE部分加工好，O2E段作为支撑段尚未与工件毛坯分离。O2E段的长度一般为AD段的1/3左右，太短了则支撑力可能不够。在实际中可采用的处理最后支撑段的工艺方法很多，下面介绍常见的几种。第109页/共141页(1)首先沿O1F切断支撑段，在凸模(或柱状零件)上留下一凸台，然后再在磨床上磨去该凸台。这种方法应用较多，但对于圆柱等曲边形零件则不适用。(2)在以前的切缝中塞入铜丝、铜片等导电材料，再对O2E边多次切割。(3)用一狭长铁条架在切缝上面，并将铁条用金属胶接在工件和坯料上，再对O2E边多次切割。第110页/共141页
48、提高切割形状精度的方法1增加超切程序和回退程序电极丝是个柔性体，加工时受放电压力、工作介质压力等的作用，会造成加工区间的电极丝向后挠曲，滞后于上、下导丝口一段距离(如图3-33(b)所示)，这样就会形成塌角(如图3-33(d)所示)，影响加工精度。为此可增加一段超切程序，如图3-33(c)中的AA段，使电极丝最大滞后点达到程序节点A，然后辅加A点的回退程序AA，接着再执行原程序，便可割出清角。除了采用附加一段超切程序外，在实际加工中还可以采用减弱加工条件、降低喷淋压力或在每段程序加工后适当暂停(即加上G04 指令)等方法来提高拐角精度。第111页/共141页图3-33 工作中电极丝的挠曲 第1
49、12页/共141页2减小线切割加工中的变形的手段1)采用预加工工艺当线切割加工工件时，工件材料被大量去除，工件内部参与的应力场重新分布引发变形。去除的材料越多，工件变形越大；去除的材料越少，越有利于减少工件的变形。因此，如果在线切割加工之前，尽可能预先去除大部分的加工余量，使工件材料的内应力先释放出来，将大部分的残留变形量留在粗加工阶段，然后再进行线切割加工。由于切割余量较小，变形量自然就减少了，因此，为减小变形，可对凸、凹模等零件进行预加工。第113页/共141页如图3-34(a)所示，对于形状简单或厚度较小的凸模，从坯料外部向凸模轮廓均匀地开放射状的预加工槽，便于应力对称均匀分散地释放，各
50、槽底部与凸模轮廓线的距离应小而均匀，通常留0.52 mm。对于形状复杂或较厚的凸模，如图3-34(b)所示，采用线切割粗加工进行预加工，留出工件的夹持余量，并在夹持余量部位开槽以防该部位残留变形。图3-35为凹模的预加工，先去除大部分型孔材料，然后精切成形。若用预铣或电火花成形法预加工，可留23 mm的余量。若用线切割粗加工法进行预加工，国产快速走丝线切割机床可留0.51 mm的余量。第114页/共141页图3-34 凸模的预加工 第115页/共141页 图3-35 凹模的预加工第116页/共141页2)合理确定穿丝孔位置许多模具制造者在切割凸模类外形工件时，常常直接从材料的侧面切入，在切入处