《數(shù)控加工工藝與編程》-教學單元七

７－１任務引入加工如圖７－１所示零件。已知零件毛坯：材料為４５鋼，厚度為10mm，長寬尺寸為120mm×100mm的鋼板。通過對零件圖分析，結合給定的條件，可以發(fā)現(xiàn)，要完成上圖零件的加工，采用前幾個單元的加工方法，有較大的難度，甚至無法達到加工要求。為了順利完成加工，保證加工質(zhì)量，可以采用一種有別于普通數(shù)控車、銑加工的特殊方法。這種有別于普通數(shù)控車、銑的加工方法就是數(shù)控電火花線切割加工。本教學單元主要就是要介紹數(shù)控電火花線切割加工技術的基礎知識。著重介紹數(shù)控電火花線切割機床的結構、加工原理、線切割加工的特點、線切割裝夾要求、線切割加工工藝指標以及線切割的編程方法等方面的知識。上一頁下一頁返回７－２相關知識７－２－１電火花線切割機床的組成與工作原理１概述20世紀中期，蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而發(fā)明了電火花加工方法，線切割放電機也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。當時用投影器觀看輪廓面前后左右手動進給工作臺面加工，加工速度雖慢，卻可加工傳統(tǒng)機械不易加工的微細形狀，代表例子就是噴嘴的異形孔加工。當時使用的加工工作液是礦物質(zhì)性油（燈油），絕緣性高、極間距離小、加工速度低于現(xiàn)在械械、實用性受限。后來隨著數(shù)控技術的發(fā)展，將之NC化，在脫離子水（接近蒸餾水）上一頁下一頁返回７－２相關知識中加工的機種首先由瑞士放電加工機械制造廠在1969年巴黎工作母機展覽會中展出，提高了加工速度，確立線切割加工的地位。電火花線切割加工（WirecutElectricalDischargeMachining，簡稱WEDM），有時又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的細金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。它主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成型刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極、各種微細孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應用，目前國內(nèi)外的電火花線切割機床已占電加工機床總數(shù)的60％以上。上一頁下一頁返回７－２相關知識根據(jù)電極絲的運行速度不同，電火花線切割機床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機床（WEDM－HS），其電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓，使加工質(zhì)量下降。它是我國生產(chǎn)和使用的主要機種，也是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式；另一類是低速走絲電火花線切割機床（WEDM－LS），其電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質(zhì)量較好，但加工速度較低，它是國外生產(chǎn)和使用的主要機種。上一頁下一頁返回７－２相關知識１數(shù)控電火花線切割的加工原理電火花線切割加工的基本原理是利用移動的細小金屬導線（銅絲或鉬絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電，通過計算機進給控制系統(tǒng)，配合一定濃度的水基乳化液進行冷卻排屑，就可以對工件進行成型加工。電火花線切割加工時，在電極絲和工件上加高頻脈沖電源，使電極絲和工件之間脈沖放電，產(chǎn)生高溫使金屬熔化或汽化，從而得到需要的工件。如圖７－２所示，工件接脈沖電源的正極，電極絲接負極。加上高頻脈沖電源后，在工件與電極絲之間產(chǎn)生很強的脈沖電場，使其間的上一頁下一頁返回７－２相關知識介質(zhì)被電離擊穿，產(chǎn)生脈沖放電。由于放電的時間很短（約10－6～10－5s），放電間隙小（0.01mm左右），且發(fā)生在放電區(qū)的小點上，能量高度集中，放電區(qū)溫度高達10000℃～12000℃，使工件上的金屬材料熔化，甚至汽化。由于熔化或汽化都是在瞬間進行，具有爆炸的性質(zhì)（火花）。在爆炸力的作用下，將熔化金屬材料拋出，或被液體介質(zhì)沖走。工作臺相對電極絲按預定的要求運動，就可以加工出要求形狀的工件。所以，數(shù)控電火花加工過程中至少包含以下三個條件：（１）必須在工件與工具之間加上脈沖電源；（２）工具電極作軸向運動；（３）工件相對工具電極作進給運動。上一頁下一頁返回７－２相關知識電火花線切割加工中，電極絲同樣要受到電腐蝕作用，為了獲得較好的表面質(zhì)量和高的尺寸精度，電極絲受到的電腐蝕應盡可能小。由電腐蝕作用原理可知：電極絲接脈沖電源的負極，工件接正極，這樣電極絲受到的電腐蝕最小；同時電極絲必須作軸向移動，以避免電極絲局部過度腐蝕；還需向放電間隙注入大量液體工作介質(zhì)，以使電極絲得到充分冷卻。另一方面，兩個電脈沖之間必須有足夠的間隔時間，以確保電極絲和工件之間脈沖放電是火花放電而不是電弧放電。２數(shù)控電火花加工的基本條件實現(xiàn)電火花加工，應具備如下條件：（１）工具電極和工件電極之間必須保持合理的距離。在該距離范圍內(nèi)，既可以滿足脈沖電壓不斷擊穿介質(zhì)，產(chǎn)生火花放電，又可以適應上一頁下一頁返回７－２相關知識在火花通道熄滅后介質(zhì)消除電離以及排出蝕除產(chǎn)物的要求。若兩電極距離過大，則脈沖電壓不能擊穿介質(zhì)、不能產(chǎn)生火花放電，若兩電極短路，則在兩電極間沒有脈沖能量消耗，也不可能實現(xiàn)電腐蝕加工。（２）兩電極之間必須充入介質(zhì)。在進行電火花加工時，兩極間為液體介質(zhì)（專用工作液或工業(yè)煤油）；在進行材料電火花表面強化時，兩極間為氣體介質(zhì)。（３）兩電極間的脈沖能量密度應足夠大。在火花通道形成后，脈沖電壓變化不大，因此，通道的電流密度可以表示通道的能量密度。能量密度足夠大，才可以使被加工材料局部熔化或汽化，從而在被加工材料表面形成一個腐蝕痕（凹坑），實現(xiàn)電火花加工。放電通道必須具有足夠大的峰值電流通道才可以在脈沖期間得到維持。上一頁下一頁返回７－２相關知識（４）放電必須是短時間的脈沖放電。由于放電時間短，使放電時產(chǎn)生的熱能來不及在被加工材料內(nèi)部擴散，從而把能量作用局限在很小范圍內(nèi)。（５）脈沖放電需重復多次進行，并且多次脈沖放電在時間上和空間上是分散的。這里包含兩個方面的意義：其一，時間上相鄰的兩個脈沖不在同一點上形成通道；其二，若在一定時間范圍內(nèi)脈沖放電集中發(fā)生在某一區(qū)域，則在另一段時間內(nèi)，脈沖放電應轉移到另一區(qū)域。只有如此，才能避免積炭現(xiàn)象，進而避免發(fā)生電弧和局部燒傷。（６）脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物必須及時排放至放電間隙之外，使重復性放電順利進行。上一頁下一頁返回７－２相關知識在電火花加工的生產(chǎn)實際中，上述過程通過兩個途徑完成：一方面，火花放電以及電腐蝕過程本身具備將蝕除產(chǎn)物排離的固有特性，蝕除物以外的其余放電產(chǎn)物（如介質(zhì)的汽化物）亦可以促進上述過程；另一方面，還必須利用一些人為的輔助工藝措施，例如工作液的循環(huán)過濾，加工中采用的沖、抽油措施等等。３數(shù)控電火花加工機床的組成及作用要實現(xiàn)電火花加工過程，機床必須具備三個要素，即：脈沖電源、機械部分和自動控制系統(tǒng)、工作液過濾與循環(huán)系統(tǒng)。（１）脈沖電源加在放電間隙上的電壓必須是脈沖的，否則，放電將成為連續(xù)的電弧。所謂脈沖電源，實際就是一種電氣線路或裝置，它們能發(fā)出具有足夠能量的脈沖電流來。（２）機械部分和自動控制系統(tǒng)其作用是維持工具電極和工件之間有一適當?shù)姆烹婇g隙，并能在線調(diào)整。上一頁下一頁返回７－２相關知識（３）工作液凈化與循環(huán)系統(tǒng)工作液的作用是使能量集中，強化加工過程，帶走放電時所產(chǎn)生的熱量和電蝕產(chǎn)物。工作液系統(tǒng)包括工作液的儲存冷卻、循環(huán)及其調(diào)節(jié)與保護、過濾以及利用工作液強迫循環(huán)系統(tǒng)。上述三要素有時也稱為電火花加工機床的三大件，它們組成了電火花加工機床這一統(tǒng)一體，以滿足加工工藝的要求。上一頁下一頁返回７－２相關知識７－２－２電火花加工的極性效應在電火花加工過程中，無論是正極還是負極，都會不同程度地被電蝕。即使是相同的材料，正、負極的電蝕量也是不同的（如果兩極材料不同，差異更大）。這種純粹因正、負極性不同而彼此電蝕量不同的現(xiàn)象叫極性效應。一般把工件接脈沖電源正極的加工方式叫“正極性”加工，而把工件接脈沖電源負極的加工方式叫“負極性”加工。產(chǎn)生極性效應的根本原因在于：在加工時正極和負極表面分別受到電子和離子的轟擊，同時受到瞬時高溫熱源的作用，通常認為放電時，電子奔向正極，由于電子質(zhì)量小，加速度大，容易獲得較高的運動速度，而正離子質(zhì)量大，加速度小，短時間不易獲得較高速度，所以當放電時間較短時，如小于３０μｓ，電子傳遞給正極的能量大于正離上一頁下一頁返回７－２相關知識子傳遞給陰極的能量，使正極蝕除量大于負極蝕除量。此時工件應接正極，工具電極應接負極，稱為“正極性加工”或“正極性接法”。反之，當放電時間足夠長時，如大于300μｓ，正離子被加速到較高的速度，加上它的質(zhì)量大，轟擊負極時的動能也大，使負極蝕除量大于正極蝕除量，此時工件應接負極，工具應接正極，稱為“負極性加工”或“負極性接法”。這是因為隨著脈沖寬度即放電時間的加長，質(zhì)量和慣性較大的正離子也逐漸獲得了加速，陸續(xù)地沖擊負極表面上，因此，它對負極的沖擊破壞作用要比電子對正極的沖擊破壞作用大。當采用長脈沖（即放電持續(xù)時間較長）加工時，負極性加工的切割速度較高，電極絲的損耗較少，適合于零件的粗加工；當采用短脈沖（即放電持續(xù)時間較短）加工時，正極性加工的加工精度較高，適合于零件的精加工。上一頁下一頁返回７－２相關知識７－２－３數(shù)控電火花線切割機床的加工對象和特點與傳統(tǒng)的金屬切削加工相比，數(shù)控電火花加工具有以下加工特點。（１）采用電火花加工零件，由于火花放電的電流密度很高，產(chǎn)生的高溫足以熔化和汽化任何導電材料。因此，可以加工任何硬、脆、軟、粘或高熔點金屬材料，包括熱處理后的鋼制零件。這樣利用電火花對零件加工成型后，可不受熱處理后變形的影響，從而提高了零件的加工精度。（２）由于電火花加工不是靠刀具的機械方法去除，在加工時幾乎無機械力作用，也無任何因素限制，因此可以用來加工小孔、窄槽及各種復雜形狀的形孔及型腔以及利用一般加工方法難以加工的零件，給零件加工提供了方便性。上一頁下一頁返回７－２相關知識（３）電脈沖參數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，故在同一臺機床上可對零件進行粗、半精、精加工及連續(xù)加工，從而提高了工作效率。（４）電火花加工是直接用電能加工，便于實現(xiàn)生產(chǎn)中的自動控制及加工的自動化。（５）由于電火花加工能加工硬質(zhì)合金零件，因而為制造硬質(zhì)合金零件、提高零件的使用壽命及提高零件的耐用度創(chuàng)造了方便條件。（６）采用電火花加工零件，操作方便，且加工后的零件精度高，表面粗糙度可達Ra1.25μｍ。因此，利用電火花加工后的零件，鉗工稍加修整后，即可以裝配使用。上一頁下一頁返回７－２相關知識（７）由于采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加工精度的影響比較小，特別在低速走絲切割加工時，電極絲一次使用，電極絲損耗對加工精度的影響更小。（８）采用數(shù)控電火花線切割加工沖模時，可以實現(xiàn)凸、凹模一次加工成型。數(shù)控電火花線切割加工有許多突出的長處，因而在國內(nèi)外發(fā)展都較快，被廣泛應用于模具加工、電火花成型加工用的電極、新產(chǎn)品試制等。上一頁下一頁返回７－２相關知識７－２－４數(shù)控電火花線切割的工件裝夾１工件的裝夾要求（１）工件的基準面應清潔無毛刺，經(jīng)過熱處理的工件應清除熱處理的殘留物和氧化皮。（２）夾具精度要高。工件至少用兩個側面固定在夾具或工作臺上，如圖７－３所示。（３）裝夾工件的位置要有利于工件的找正，并能滿足加工行程的需要，工作臺移動時，不得與絲架相碰。（４）裝夾工件的作用力要均勻，不得使工件變形或翹起。（５）批量零件加工時，最好采用專用夾具，以提高效率。上一頁下一頁返回７－２相關知識（６）細小、精密、壁薄的工件應固定在輔助工作臺或不易變形的輔助夾具上，如圖７－４所示。２工件的裝夾方式（１）懸臂支撐方式圖７－５所示的懸臂支撐方式通用性強，裝夾方便。但工件平面難與工作臺面找平，工件受力時位置易變化。因此只在工件加工要求低或懸臂部分小的情況下使用。（２）兩端支撐方式兩端支撐方式是將工件兩端固定在夾具上，如圖７－６所示。這種方式裝夾方便，支撐穩(wěn)定，定位精度高，但不適用于小工件的裝夾。（３）橋式支撐方式橋式支撐方式是在兩端支撐的夾具上，再架上兩塊支撐墊鐵（見圖７－７）。此方式通用性強，裝夾方便，大、中、小型工件都適用。上一頁下一頁返回７－２相關知識（４）板式支撐方式板式支撐方式是根據(jù)常規(guī)工件的形狀，制成具有矩形或圓形孔的支撐板夾具（見圖７－８）。此方式裝夾精度高，適用于常規(guī)與批量生產(chǎn)。同時，也可增加縱、橫方向的定位基準。（５）復式支撐方式在通用夾具上裝夾專用夾具，便成為復式支撐方式（見圖７－９）。此方式對于批量加工尤為方便，可大大縮短裝夾和校正時間，提高效率。上一頁下一頁返回７－２相關知識７－２－５數(shù)控電火花線切割加工的主要工藝問題１數(shù)控電火花線切割加工的主要工藝指標（１）切割速度vwi在保持一定表面粗糙度的切割加工過程中，單位時間內(nèi)電極絲中心線在工件上切過的面積總和稱為切割速度，單位為mm2/min。切割速度是反映加工效率的一項重要指標，數(shù)值上等于電極絲中心線沿圖形加工軌跡的進給速度乘以工件厚度。（２）加工精度線切割加工后，工件的尺寸精度、形狀精度（如直線度、平面度、圓度等）和位置精度（如平行度、垂直度、傾斜度等）稱為加工精度。（３）表面粗糙度線切割加工中的工件表面粗糙度通常用輪廓算術平均值偏差Ra值表示。上一頁下一頁返回７－２相關知識（４）電極絲損耗量對高速走絲線切割加工，在切割10000mm2面積后電極絲直徑的減少量應小于0.01mm。２影響工藝指標的主要因素（１）影響切割速度的主要因素切割速度是反映加工效率的重要指標。影響切割速度的因素很多，主要有極性效應、脈沖電源、線電極、工作液、工件等。①極性效應的影響在電火花加工過程中，無論是正極還是負極，都會不同程度地被電蝕。即使是相同的材料，如用鋼加工鋼，正、負極的電蝕量也是不同的（如果兩極材料不同，差異更大）。這種純粹因正、負極性不同而彼此電蝕量不同的現(xiàn)象叫極性效應。一般把工件接脈沖電源正極的加工方式叫“正極性”加工，而把工件接脈沖電源負極的加工方式叫“負極性”加工。上一頁下一頁返回７－２相關知識當采用長脈沖（即放電持續(xù)時間較長）加工時，負極性加工的切割速度較高，電極絲的損耗較少，適合于零件的粗加工；當采用短脈沖（即放電持續(xù)時間較短）加工時，正極性加工的加工精度較高，適合于零件的精加工。②脈沖電源的影響線切割加工一般都采用晶體管高頻脈沖電源，用單個脈沖能量小、脈寬窄、頻率高的脈沖參數(shù)進行正極性加工。加工時，可改變的脈沖參數(shù)主要有電流峰值、脈沖寬度、脈沖間隔、空載電壓、放電電流。要求獲得較好的表面粗糙度時，所選用的電參數(shù)要小；若要求獲得較高的切割速度，脈沖參數(shù)要選大一些，但加工電流的增大受排屑條件及電極絲截面積的限制，過大的電流易引起斷絲。上一頁下一頁返回７－２相關知識③線電極的影響線電極直徑越大，允許通過的電流即可增大，這時其切割速度也越高，對加工厚工件特別有利；線電極的張緊力越大，加工區(qū)域可能產(chǎn)生振動的幅值越少，不易產(chǎn)生短路現(xiàn)象，可節(jié)省放電的能量損耗，有利于切割速度的提高；線電極的走絲速度越高，線電極冷卻快，電蝕物排出也快，則可加大切割電流，以提高切割速度；線電極供電部位的接觸電阻越小，加工區(qū)間的能量損耗也小，有利于提高切割速度。④工作液的影響工作液對切割速度、表面粗糙度、加工精度等都有較大影響，加工時必須正確選配.常用的工作液主要有乳化液和去離子水。在慢速走絲線切割加工時,目前普遍使用去離子水.為了提高上一頁下一頁返回７－２相關知識切割速度，在加工時還要加進有利于提高切割速度的導電液，以增加工作液的電阻率。例如加工淬火鋼時，使電阻率在２×104Ω·ｃｍ左右；加工硬質(zhì)合金時電阻率在30×104Ω·ｃｍ左右。對于快速走絲的線切割加工，目前最常用的是乳化液。乳化液是由乳化油和工作介質(zhì)配制（濃度為5％～10％）而成的。不同種類的乳化液或同種類而濃度不同的乳化液對切割速度都有不同程度的影響，其比較分別見表７－１和表７－２工作液的注入方式和注入方向?qū)€切割的加工精度有較大的影響。工作液的注入方式有浸泡式、噴入式和浸泡噴入復合式三種。在浸泡式注入方式中，線切割加工區(qū)域流動性差，加工不穩(wěn)定，放電間隙大小不均勻，很難達到理想的加工精度；噴入式注入方式是目前國產(chǎn)線上一頁下一頁返回７－２相關知識切割機床最常采用的一種方式，因為工作液被強制注入工作區(qū)域，加工間隙中工作液流動加快，加工較穩(wěn)定，但是，工作液噴入時難免帶入一些空氣，常會發(fā)生氣體介質(zhì)放電，其蝕除特性與工作液介質(zhì)放電不同，從而影響加工精度。相比之下，噴入式的優(yōu)點較明顯，故目前國產(chǎn)線切割機床中噴入式應用要廣泛些。在精密電火花線切割加工中，慢走絲線切割機床常采用浸泡噴入復合式工作液注入方式，它既體現(xiàn)了噴入式的優(yōu)點，又避免了噴入式帶入空氣的隱患。工作液的噴入方向有單向噴入和雙向噴入兩種。無論哪一種噴入方式，在線切割加工中，因為切縫狹小，放電區(qū)域介質(zhì)液體的介電系數(shù)不均勻，所以放電間隙也并不均勻，導致加工面不平，精度不高。若采用單向噴入方式，入口工作液比較純凈，出口工作液雜質(zhì)較多，上一頁下一頁返回７－２相關知識這樣會造成加工斜度（如圖7-10（ａ）所示）；若采用雙向噴入方式，則上下口工作液比較純凈，中間工作液雜質(zhì)較多，放電系數(shù)低，這樣會造成鼓形切割面（如圖7-10（ｂ）所示）。工件厚度越大，這種現(xiàn)象越明顯。⑤工件的影響不同材質(zhì)的工件，因其導電系數(shù)、電蝕物的附著（或排除）程度及加工間隙的絕緣程度不同，對切割速度的影響程度也不同。例如，在同等加工條件下，鋁合金件的切割速度是硬質(zhì)合金件切割速度的１０倍，是銅的６倍，是石墨的７倍左右，而磁鋼及錫材件的切割速度則更低。工件的厚度是直接影響切割速度的重要因素。一般來講，工件厚度越厚，加工的表面積增大，熔蝕量大，耗能大，切割速度也就越慢。上一頁下一頁返回７－２相關知識工件經(jīng)鍛造后，如含有導電系數(shù)極低的“夾灰”等異物，將可能大大降低其切割速度，嚴重時還會導致無法“切割”。經(jīng)磨削（如平磨）后的鋼質(zhì)工件，因有剩磁，加工中的電蝕屑可能吸附在割縫中，不易清除，產(chǎn)生無規(guī)律的短路現(xiàn)象，也會大大降低其切割速度。（２）影響切割精度的主要因素數(shù)控線切割的切割精度主要受機械傳動精度的影響，但線電極的直徑、放電間隙大小、工作液噴流量大小和噴流角度等也影響加工精度。①割縫是影響工件尺寸的重要因素除了線電極的直徑在理論上為定值，并排除編程計算因素外，割縫大小及其變化將受到脈沖電源的多項電參數(shù)、切割速度、工作液的電阻率和工件厚度等多方面的綜合上一頁下一頁返回７－２相關知識影響。在加工中應盡量控制其割縫尺寸趨于穩(wěn)定不變。②線電極的振動是影響加工表面平行度和垂直度的主要因素線電極的振動與線電極的張緊力、導輪導向槽或?qū)л嗇S承的磨損有著密切的聯(lián)系。在慢走絲線切割加工中，由于電極絲張力均勻，振動較少，所以加工穩(wěn)定性、表面粗糙度、精度指標等均較好；走絲速度過高，將使電極絲的振動加大，會降低精度，使表面粗糙度變差，且易造成斷絲。③工件厚度及材料的影響工件材料薄，工作液容易進入并充滿放電間隙，對排屑和消除電離有利，加工穩(wěn)定性好。但工件太薄，金屬絲易產(chǎn)生抖動，對加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液難以進入和充滿放電間隙，加工穩(wěn)定性差，但電極絲不易抖動，因此精度和表面粗糙度較好。上一頁下一頁返回７－２相關知識工件材料不同，其熔點，汽化點、熱導率等都不一樣，因而加工效果也不同。例如同樣采用乳化液加工，加工銅、鋁、淬火鋼時，加工過程穩(wěn)定，切割速度高；加工不銹鋼、磁鋼、未淬火高碳鋼時，穩(wěn)定性較差，切割速度較低，表面質(zhì)量較差；加工硬質(zhì)合金時，加工過程比較穩(wěn)定，切割速度較低，表面粗糙度值較小。（３）影響表面粗糙度的主要因素表面粗糙度主要取決于脈沖電源的電參數(shù)、加工過程穩(wěn)定性及工作液的臟污程度，此外，線電極的走絲速度對表面粗糙度的影響也很大。脈沖放電的總能量小，則表面粗糙度就小。因此就要求適當減小放電峰值電流、脈沖寬度，但這樣切割速度會減慢，為了兼顧這些工藝指標，就應提高脈沖電源的重復頻率、增加單位時間內(nèi)的放電次數(shù)。上一頁下一頁返回７－２相關知識加工過程穩(wěn)定性對表面粗糙度的影響也很大，因此，要保證貯絲筒和導輪的制造和安裝精度，控制貯絲筒和導輪的軸向及徑向跳動，導輪轉動要靈活，防止導輪跳動和擺動，這樣有利于減少工具電極絲的振動，穩(wěn)定加工過程。必要時可適當降低工具電極絲的走絲速度，增加工具電極絲正反換向及走絲時的平穩(wěn)性。工作液上下沖水不均勻，會使加工表面產(chǎn)生上下凹凸相間的條紋，精度和表面粗糙度都將變差。適當減小其流量和壓力，還可減小線電極的振動，有利于降低表面粗糙度值。（４）工件材料內(nèi)部殘余應力對加工的影響對熱處理后的坯件進行電火花線切割加工時，由于大面積去除金屬和切斷加工，會使材料內(nèi)部殘余應力的相對平衡狀態(tài)受到破壞從而產(chǎn)生很大的變形，破壞了上一頁下一頁返回７－２相關知識零件的加工精度，甚至在切割過程中，材料會突然開裂。減少變形和開裂的措施主要有：①改善熱處理工藝，減少內(nèi)部殘余應力或使應力均勻分布；②采用多次切割的方法；③選擇合理的切割路線（如圖７－１１所示）和切割進刀點；圖７－１１所示的切割路線安排上，圖７－１１（ａ）的切割路線是錯誤的，若按此加工，切割完前幾段線后，由于原來主要連接的部位被割離，繼續(xù)加工時余下的材料與夾持部分連接較少，工件剛度大為降低，容易產(chǎn)生變形，從而影響加工精度。如按圖７－１１（ｂ）的切割路線加工，可減少由于材料割離后殘余應力重新分布而引起的變形，所以一般情況下，最好將工件與其夾持部分分割的線段安排在上一頁下一頁返回７－２相關知識切割總程序的末端。對精度要求較高的零件，最好采用圖7-11（ｃ）的方案，電極絲不由坯料的外部切入，而是將切割起點取在坯件預制的穿絲孔中。④減少切割體積，在熱處理之前把部分材料切除或預鉆孔，使熱處理時變形均勻。３提高線切割加工質(zhì)量的途徑影響線切割加工質(zhì)量的因素是多方面的，有機床主體（機械及伺服驅(qū)動等）方面的，有電參數(shù)及其工藝參數(shù)選擇方面的，也有工藝方法方面的，其他還有如工件（材料、制坯、熱處理）、線電極和工作液等諸多方面。所以說，提高其加工質(zhì)量的途徑是一個“系統(tǒng)工程”，其中較多影響因素在前面已經(jīng)作過分析。另外，還可以從以下幾個方面來提高線切割的加工質(zhì)量。上一頁下一頁返回７－２相關知識（１）減小線電極振動減小線電極振動措施有：經(jīng)常檢查和調(diào)整線電極張緊機構的張力，對手工繞線的快走絲裝置，則應注意在繞線過程中憑手感控制張力進行緊線工作；注意檢查導輪支撐軸承和導輪上的導向槽根部圓弧Ｒ是否磨損，并及時更換；加工時，工作液應將線電極圓周均勻包圍，發(fā)現(xiàn)工作液噴灑歪斜時，應及時進行檢查、調(diào)整或更換破損的噴頭；加工薄片狀工件時，可將多片坯件重疊在一起壓緊后加工。為防止薄片未壓緊部分受彈性影響而出現(xiàn)凸凹空間，并產(chǎn)生新的振動，有時還須采取多點壓緊或多點鉚接壓緊處理后再加工，工件由薄變“厚”后，有利于減小線電極的振幅。（２）多次切割由于線切割加工的特殊性，工件切割后的變形不可避免，加之受工件材料及熱處理等因素影響，有時對較大輪廓，即使上一頁下一頁返回７－２相關知識采用了從工藝孔開始進行封閉式切割，但仍可能出現(xiàn)芯部（凸模或廢芯）被其外框變形收縮而卡死的現(xiàn)象。即使切割變形量不太大，但仍將影響到工件的加工質(zhì)量，甚至造成工件報廢。采用多次切割加工工藝，則是提高其加工精度和整體質(zhì)量的有效措施。多次切割的優(yōu)點是：①節(jié)省加工時間，提高加工精度一次切割要滿足不變形或極小變形，必須采用非常精細的加工標準，切割速度必然大幅度降低，加工時間可能大大超過多次切割。多次切割工藝是，先用高速進行粗切割，第二次采用中速進行精割，總加工時間可大大節(jié)省。精割時，因受變形的影響已大大減弱，加工精度也得到保證和提高，一般能使尺寸精度達±0.005mm，凸尖圓角小于0.005mm，表面粗糙度Ra小于0.63μｍ。上一頁下一頁返回７－２相關知識②利于修整拐角塌角多次切割使其能量逐步減小，拐角的塌角經(jīng)多次修整而得到較好的控制。③可去除加工表面的切割變質(zhì)層和顯微裂紋因線切割過程受火花放電的影響，工件材料急劇加熱、熔化，又急劇冷卻，導致加工表面層的金相組織發(fā)生明顯變化，會出現(xiàn)不連續(xù)、不均勻的變質(zhì)層和顯微裂紋。工件在使用中，變質(zhì)層會很快磨損，顯微裂紋也會擴散和增大，以致大大降低工件（特別是模具）的使用壽命。多次切割因其能量逐步減小，所以這些不利因素也可得到較大的改善。（３）消除突尖和避免凹坑的方法在線切割中，工件加工表面上常常會出現(xiàn)一條高出或低于該表面的明顯線痕，其外凸形的稱為突尖，內(nèi)凹形的稱為凹坑。這是因受到線電極圓弧和水花間隙的影響，致使上一頁下一頁返回７－２相關知識線電極在加工輪廓面的交接處發(fā)生線痕。在快走絲時，用細電極加工的突尖很小，而在慢走絲時用粗電極則比較嚴重。在加工實踐中，常采用以下方法進行處理：①在確定切割路線時，應盡量安排其交接處位于輪廓的拐角（或其他輪廓線交點位置）處，并避免在平面中間或圓滑過渡輪廓（如相切位置）上設置交接點。這樣，即使加工后出現(xiàn)突尖，也便于采用多次切割工藝或其他一些加工方法進行去除。②因內(nèi)表面工件在拐角處產(chǎn)生凹坑現(xiàn)象不十分明顯，故一般不需另作處理。而對于無拐角輪廓(如全部輪廓線均相切或整圓孔)工件，當凹坑嚴重時會造成報廢損失。其處理方法除了仍可采用多次切割工藝外，對于切割變形可控制到很小的內(nèi)表面無拐角工件(如橢圓孔凹模),上一頁下一頁返回７－２相關知識還可采取預留凸尖（圖７－１２）的方法，將圓滑表面上可能產(chǎn)生的凹坑轉嫁到預留的凸尖上。預留凸尖的位置安排在不重要表面或曲率半徑較大的表面上，以便于后期用其他方法予以去除，也可采用多次修整式切割法去除。（４）完工件損傷的預防完工件是指切割完畢后得到的內(nèi)表面零件和外表面零件。加工過程中稍有疏忽或不慎，都可能在加工輪廓的交接處造成損傷、甚至報廢工件。當割縫較寬而工件又不太厚時，在輪廓切割完畢后，工件（如凸模）或廢芯（針對凹模件）會自行掉落，由于工件或廢芯上各處的重力不均勻，一般很難保證垂直下落，如在該瞬間發(fā)生歪斜，就會使交接處因意外電蝕而損傷。其常用預防方法是：上一頁下一頁返回７－２相關知識①在輪廓切割快要結束的適當位置，及時在坯件下放入一備用的等高輔助工作臺托住工件或廢芯，待線電極返回工藝孔或停機后再取出。②避免在最后一條輪廓加工結束就立即切斷高頻電源（可在加工結束的程序段末尾增加一個停機碼）。待工件或廢芯取出后，再返回工藝孔，亦能保證工件不受損傷。上一頁下一頁返回７－２相關知識７－２－６數(shù)控電火花線切割加工編程方法數(shù)控電火花線切割機的編程格式主要有兩類：3B格式（或４Ｂ格式）、ISO代碼格式。3B、4B格式是較早的線切割數(shù)控系統(tǒng)的編程格式，隨著信息技術的發(fā)展，將逐步被淘汰；而ISO代碼格式是國際標準代碼格式，正逐步成為數(shù)控電火花線切割機編程的主流格式。但由于3B代碼格式應用目前仍然比較廣泛，目前生產(chǎn)的數(shù)控電火花線切割機一般都能夠接受這兩種格式的程序。１3B編程3B（4B）格式一般只能用于快走絲線切割,功能少，兼容性差，常采用相對坐標系編程，不具備間隙補償功能,但其針對性強，通俗易懂。上一頁下一頁返回７－２相關知識下面就3B（4B）格式作些介紹。（１）程序格式3B程序格式見表７－３所示。表中的Ｂ叫分隔符號，它在程序單上起著把Ｘ、Ｙ和Ｊ數(shù)值分隔開的作用。當程序輸入控制器時，讀入第一個Ｂ后的數(shù)值表示Ｘ坐標值；讀入第二個Ｂ后的數(shù)值表示Ｙ坐標值，讀入第三個Ｂ后的數(shù)值表示計數(shù)長度Ｊ的值。①Ｘ、Ｙ坐標值的確定加工圓弧時，程序中的Ｘ、Ｙ是圓弧起點對其圓心的坐標值。加工斜線時，程序中的Ｘ、Ｙ是該斜線段終點對其起點的坐標值，斜線段程序中的Ｘ、Ｙ值允許把它們同時縮小相同的倍數(shù)，只要其比值保持不變即可，因為Ｘ、Ｙ值只用來確定斜線的斜率（但Ｊ值不能縮小）。對于與坐標軸重合的線段，在其程序中的Ｘ或Ｙ值，均可不必寫出或全寫為０。Ｘ，Ｙ坐標值只取其數(shù)值，不管正負。Ｘ，Ｙ坐標值都以μｍ為單位，１μｍ以下的按四舍五入計。上一頁下一頁返回７－２相關知識②計數(shù)方向Ｇ的確定為保證所要加工的圓弧或線段長度滿足要求，線切割機床是通過控制從起點到終點，某坐標軸進給的總長度來達到的。因此在控制系統(tǒng)中設立了一個計數(shù)器Ｊ進行計數(shù)。即將加工該線段的某坐標軸進給總長度Ｊ數(shù)值預先置入Ｊ計數(shù)器中。加工時當被確定為計數(shù)長度的坐標每進給一步，Ｊ計數(shù)器就減１。這樣，當Ｊ計數(shù)器減到零時，則表示該圓弧或直線段已加工到終點。加工斜線段時，用進給距離比較長的一個方向作進給長度控制。若線段的終點為A(X,Y)，當｜Ｙ｜＞｜Ｘ｜時，計數(shù)方向取ＧＹ；當｜Ｙ｜＜｜Ｘ｜時，計數(shù)方向取ＧＸ。當確定計數(shù)方向時，可以４５度為分界線，當斜線在陰影區(qū)內(nèi)時，取ＧＸ；反之取ＧＹ。若斜線正好在４５°線上時，可任意選取ＧＸ，ＧＹ（如圖７－１３所示）。上一頁下一頁返回７－２相關知識加工圓弧計數(shù)方向的選取應看圓弧終點的情況而定。從理論上來分析，應該是當加工圓弧達到終點時，走最后一步的是哪個坐標，就應選該坐標作計數(shù)方向。這很麻煩，因此以４５°線為界（如圖7-14所示）若圓弧終點坐標為Ｂ（Ｘ，Ｙ），當｜Ｘ｜＜｜Ｙ｜時，即終點在陰影區(qū)內(nèi)，計數(shù)方向取ＧＸ；當｜Ｘ｜＞｜Ｙ｜時，計數(shù)方向取ＧＹ；當終點在４５°線上時，可任意選取ＧＸ，ＧＹ。③計數(shù)長度Ｊ的確定當計數(shù)方向確定后，計數(shù)長度Ｊ應取在計數(shù)方向從起點到終點過程中移動的總距離，即圓弧或直線段在計數(shù)方向坐標軸上投影長度的總和。對于斜線，若如圖7-15(a)所示，取Ｊ＝Ｘ；若如圖7-15(b)所示，取Ｊ＝Ｙ即可。上一頁下一頁返回７－２相關知識對于圓弧，它可能跨越幾個象限，如圖７－１６所示的圓弧都是從Ａ加工到Ｂ。其中：圖7-16(a)為Gx，Ｊ＝JX1＋JX2；圖7-16(b)為Gy，J＝JY1＋JY2＋JY3。④加工指令Ｚ加工指令是用來確定軌跡的形狀，起點、終點所在坐標象限和加工方向的，它包括直線插補指令（L）和圓弧插補指令（R）兩類。直線插補指令（L1、L2、L3、L4）表示加工的直線終點分別在坐標系的第一、二、三、四象限。如果加工的直線與坐標軸重合，根據(jù)進給方向來確定指令（L1、L2、L3、L4），如圖7-17（ａ）、（ｂ）所示。注意：坐標系的原點是直線的起點。上一頁下一頁返回７－２相關知識圓弧插補指令（Ｒ）根據(jù)加工方向又可分為順圓插補（SR1、SR2、SR3、SR4）和逆圓插補（NR1、NR2、NR3、NR4），字母后面的數(shù)字表示該圓弧的起點所在象限。如SR1表示順圓弧插補，其起點在第一象限，如圖7-17（ｃ）、（ｄ）所示。注意：坐標系的原點是圓弧的圓心。【例７－１】用3B代碼編制加工圖７－１８所示零件的線切割加工程序。已知線切割加工用的電極絲直徑為0.18ｍｍ，單邊放電間隙為0.01ｍｍ，圖中Ａ點為穿絲孔（已經(jīng)做好），加工方向沿Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｄ－Ｅ－Ｆ－Ｇ－Ｈ－Ａ進行。（１）分析實際加工中由于鉬絲半徑和放電間隙的影響，鉬絲中心運行的軌跡形狀如圖７－１９中虛線所示，即加工軌跡與零件圖相差上一頁下一頁返回７－２相關知識一個補償量，補償量的大小為在加工中需要注意的是E′F′圓弧的編程，圓弧EF（如圖７－１８所示）與圓弧E′F′（如圖7-19所示）有較多不同點，它們的特點比較如表７－４所示。（２）計算并編制圓弧E′F′的３B代碼在圖７－１９中，最難編制的是圓弧E′F′，其具體計算過程如下：以圓弧E′F′的圓心為坐標原點，建立直角坐標系，則Ｅ′點的坐標為：根據(jù)對稱原理可得F’的坐標為（－19.900，0.1）。根據(jù)上述計算可知圓弧Ｅ′Ｆ′的終點坐標的Ｙ的絕對值小，所以計數(shù)方向為Ｙ。圓弧Ｅ′Ｆ′在第一、二、三、四象限分別向Ｙ軸投影上一頁下一頁返回７－２相關知識得到長度的絕對值分別為0.1ｍｍ、19.9ｍｍ、19.9ｍｍ、0.1ｍｍ，故Ｊ＝40000。圓弧E’F’首先在第一象限順時針切割，故加工指令為SR1。由上可知，圓弧E’F’的3B代碼為：（３）經(jīng)過上述分析計算，可得該零件的3B程序，如表７－５所示。２ISO碼編程（１）ISO格式（Ｇ代碼）數(shù)控編程數(shù)控線切割機床的ISO格式（Ｇ代碼）與數(shù)控車床、數(shù)控銑床和加工中心的代碼類似，下面就線切割機床的ISO格式（Ｇ代碼）作一介紹。上一頁下一頁返回７－２相關知識①程序結構每一個加工程序由一個程序名、程序主體（若干程序段）和一條程序結束指令組成。程序名程序名就是程序文件名，每一個程序都必須有一個獨有的文件名，目的是便于查找、調(diào)用等。程序名的規(guī)定因數(shù)控系統(tǒng)不同而異，一般由字母和數(shù)字組成。例如：mj01.iso。程序主體程序主體是整個程序的核心，它由許多程序段組成，每一個程序段由一個或多個指令構成，它表示數(shù)控機床要完成的全部操作。程序結束指令程序結束指令安排在程序的最后，當數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行到程序結束指令段時，機床進給自動停止，工作液自動停止，并使數(shù)控系統(tǒng)復位，為下個工作循環(huán)作好準備。例如：M02。上一頁下一頁返回７－２相關知識②程序段格式每一個程序段由一個或多個程序字組成，用來指令機床完成或執(zhí)行一動作。在各程序段之間用程序段結束符號分開。在數(shù)控行業(yè)中，現(xiàn)在使用得最多的是可變程序段格式，因為可變程序段格式程序簡短、直觀，不需要的字及與上一段相同的續(xù)效字可以不寫，當然也可以寫出來。各字的排列順序要求不嚴格，每個字的長度不固定，每個程序段的長度，程序段中字的個數(shù)都是可變的。（２）ISO代碼及其程序編制目前我國的數(shù)控線切割系統(tǒng)使用的指令代碼與ISO基本一致。表７－６為數(shù)控線切割機床常用的指令代碼。①快速定位指令Ｇ００線切割機床在沒有脈沖放電的情況下，以點定位控制方式快速移動到指定位置。它只是定點位置，而無運動軌跡要求且不能加工工件。程序格式是：Ｇ００Ｘ～Ｙ～上一頁下一頁返回７－２相關知識例如：圖７－２０，從起點Ａ快速移動到指定點Ｂ，其程序為：Ｇ00Ｘ45000Ｙ75000②直線插補指令Ｇ０１直線插補指令是直線運動指令，是最基本的一種插補指令，可使機床加工任意斜率的直線輪廓或用直線逼近的曲線輪廓。線切割機床一般都有Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖ四軸聯(lián)動功能，即四坐標。程序格式是：Ｇ01Ｘ～Ｙ～Ｕ～Ｖ～例如：圖７－２１，從起點Ａ直線插補移動到指定點Ｂ，其程序為：Ｇ01Ｘ16000Ｙ20000Ｕ、Ｖ坐標軸在加工錐度時使用。上一頁下一頁返回７－２相關知識③圓弧插補指令Ｇ０２、Ｇ０３Ｇ０２———順圓弧插補加工指令Ｇ０３———逆圓弧插補加工指令程序格式：Ｇ０２Ｘ～Ｙ～Ｉ～Ｊ～；Ｇ０３Ｘ～Ｙ～Ｉ～Ｊ～；Ｘ、Ｙ———圓弧終點坐標，Ｉ、Ｊ—圓心坐標，圓心相對圓弧起點的增量值，Ｉ是Ｘ方向坐標值，Ｊ是Ｙ方向坐標值，其值不得省略。與正方向相同，取正值，反之取負值。例如：如圖７－２２圓弧，從起點Ａ加工到指定點Ｂ，再從Ｂ加工到指定點Ｃ，其程序為：Ｇ０２Ｘ１５００Ｙ１００００Ｉ５０００Ｊ０；Ｇ０３Ｘ２００００Ｙ５０００Ｉ５０００Ｊ０上一頁下一頁返回７－２相關知識④定起點指令Ｇ92指定電極絲當前位置在編程坐標系中的坐標值，一般情況將此坐標作為加工程序的起點。程序格式是：Ｇ92Ｘ～Ｙ～；⑤鏡像、交換加工指令Ｇ05、Ｇ06、Ｇ07、Ｇ08、Ｇ09、Ｇ10、G11、Ｇ12模具零件上的圖形有些是對稱的，雖然也可以用前面介紹的基本指令編程，但很繁瑣，不如用鏡像、交換加工指令編程方便。鏡像、交換加工指令單獨成為一程序段，在該程序段以下的程序段中，Ｘ、Ｙ坐標按照指定的關系式，發(fā)生變化，直到出現(xiàn)取消鏡像加工指令為止。程序格式是：Ｇ05，其他程序格式與此相同。Ｇ０５———Ｘ軸鏡像，關系式：Ｘ＝－Ｘ，如圖７－２３中的ＡＢ段曲線與ＢＣ段曲線。上一頁下一頁返回７－２相關知識Ｇ06———Ｙ軸鏡像，關系式：Ｙ＝－Ｙ，如圖７－２４中的ＡＢ段曲線與DA段曲線。G08———Ｘ軸鏡像、Ｙ軸鏡像，關系式：Ｘ＝－Ｘ，Ｙ＝－Ｙ。即G08＝G05＋Ｇ06，如圖７－23中的ＡＢ段曲線與ＣＤ段曲線。Ｇ07———Ｘ、Ｙ軸交換，關系式：Ｘ＝Ｙ，Ｙ＝Ｘ，如圖7-24所示。Ｇ09———Ｘ軸鏡像，Ｘ、Ｙ軸交換。即Ｇ09＝Ｇ05＋Ｇ07。Ｇ10———Ｙ軸鏡像，Ｘ、Ｙ軸交換。即Ｇ10＝Ｇ06＋Ｇ07。Ｇ11———Ｘ軸鏡像，Ｙ軸鏡像，Ｘ、Ｙ軸交換。即Ｇ11＝Ｇ05＋Ｇ06＋Ｇ07。Ｇ12———消除鏡像，每個程序鏡像后都要加上此指令，消除鏡像后程序段的含義與原程序相同了。上一頁下一頁返回７－２相關知識⑥間隙補償指令Ｇ41、Ｇ42、Ｇ40如果沒有間隙補償功能，只能按電極絲中心點的運動軌跡尺寸編制加工程序，這就要求先根據(jù)工件輪廓尺寸及電極絲直徑和放電間隙計算出電極絲中心點的軌跡尺寸。因此計算量大、復雜，且加工凸模、凹模，卸料板需重新計算電極絲中心點的軌跡尺寸，重新編制加工程序。采用間隙補償指令后，凸模、凹模、卸料板、固定板等成套模具零件只需按工件尺寸編制一個加工程序，就可完成加工，且按工件尺寸編制加工程序計算簡單，對手工編程具特別有意義。Ｇ41———左刀補，沿著電極絲前進的方向看，電極絲在工件的左邊。程序格式：Ｇ41Ｄ～上一頁下一頁返回７－２相關知識Ｇ42———右刀補，沿著電極絲前進的方向看，電極絲在工件的右邊。程序格式：Ｇ42Ｄ～Ｇ40———取消間隙補償指令。程序格式：Ｇ40說明：ａ左刀補（Ｇ41）、右刀補（Ｇ42）的確定必須沿著電極絲前進的方向看，如圖７－２５所示。ｂＤ為電極絲半徑與放電間隙之和，單位為μｍ。ｃ取消間隙補償（Ｇ４０）指令必須放在退刀線之前。程序格式：Ｇ51Ａ～上一頁下一頁返回７－２相關知識Ｇ52———右偏，沿著電極絲前進的方向看，電極絲上段在底平面加工軌跡的右邊。程序格式：Ｇ52Ａ～Ｇ50———取消錐度加工指令。程序格式：Ｇ50說明：ａ左偏（Ｇ51）、右偏（Ｇ52）程序段必須放在進刀線之前。ｂＡ為工件的錐度，用角度表示。ｃ取消錐度（Ｇ50）指令必須放在退刀線之前。ｄ下導輪到工作臺的高度Ｗ，工件的厚度Ｈ，工作臺到上導輪的高度Ｓ需在使用Ｇ51、Ｇ52之前輸入。上一頁下一頁返回７－２相關知識【例７－２】如圖７－２６所示凹模，工件厚度Ｈ＝８ｍｍ，刃口斜度Ａ＝15°，下導輪中心到工作臺面高度Ｗ＝60ｍｍ，工作臺面到上導輪中心高度Ｓ＝100ｍｍ。用直徑13ｍｍ電極絲加工，取單邊放電間隙為0.01ｍｍ。編制凹模加工程序（圖中標注尺寸為平均尺寸）。首先按平均尺寸繪制凹模刃口輪廓圖，建立如圖坐標系，用ＣＡＤ查詢（或計算）求出節(jié)點坐標值Ａ（－11.000，11.619），Ｂ（－11.000，11.619）；取Ｏ點為穿絲點，加工順序Ｏ－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｏ；考慮凹模間隙補償Ｒ＝（0.13／2＋0.01）ｍｍ＝0.075ｍｍ。同時特別注意：Ｇ41與Ｇ42，Ｇ51與Ｇ52之間的區(qū)別。加工程序如下：（ＭＪ０５ＩＳＯ，０２／０２／０２，１５：５７：５３）Ｇ９０Ｇ９２Ｘ０Ｙ０；上一頁下一頁返回７－２相關知識Ｗ60000；Ｈ8000；Ｓ100000；Ｇ51Ａ15；Ｇ42Ｄ75；Ｇ01Ｘ－11000Ｙ11619；Ｇ02Ｘ－11000Ｙ－11619Ｉ11000Ｊ－11619；Ｇ01Ｘ－11000Ｙ11619；Ｇ50；Ｇ40；Ｇ01Ｘ０Ｙ０；Ｍ02；上一頁下一頁返回７－２相關知識⑧手動操作指令Ｇ８０、Ｇ８２、Ｇ８４Ｇ８０———接觸感知指令，使電極絲從現(xiàn)在位置移動到接觸工件，然后停止。Ｇ８２———半程移動指令，使加工位置沿指定坐標軸返回一半的距離，即當前坐標系坐標值的一半。Ｇ８４———微弱放電找正指令，通過微弱放電校正電極絲與工作臺的垂直，在加工前一般要先進行校正。上一頁返回７－３任務實施７－３－１零件的工藝分析電火花線切割加工一般是作為工件加工的最后工序，要達到加工零件的尺寸、精度以及表面粗糙度要求，就必須要合理設計加工中的工藝參數(shù)，如電參數(shù)、切割速度、工件裝夾、電極絲選擇等，同時還應考慮工藝路線以及線切割加工前的準備。線切割加工的工藝準備和工藝過程如圖７－２７所示。１毛坯準備工件材料應該在圖樣設計時確定，毛坯在加工之前應該根據(jù)毛坯的制作方法，有針對性的進行預備熱處理，消磁處理，去除表面氧化皮和銹斑等，以便保證加工質(zhì)量。該零件材料為４５鋼，板材毛坯，加工前進行必要的時效和清理即可。下一頁返回７－３任務實施２穿絲孔與進刀點１）穿絲孔的位置及加工凹形類封閉工件在線切割加工之前必須先制作穿絲孔，以保證零件的完整性。穿絲孔的位置一般選在凹形零件的中心位置，這樣既能準確確定穿絲孔位置，又便于計算軌跡的坐標。但這種方法所需要的無用行程較大，適合于中小型凹形零件的加工，對于大型的凹形零件，穿絲孔一般選在加工起始點的附近，這樣能大大縮短無用行程的距離。而且穿絲孔的位置最好選在已知坐標點或便于計算的坐標位置，以簡化有關軌跡的計算。由于許多穿絲孔要作為加工的基準，因此穿絲孔的位置精度和尺寸精度一般要高于工件的加工精度，至少應等于工件要求的精度。在加工上一頁下一頁返回７－３任務實施時必須確保穿絲孔的位置精度和尺寸精度，這就要求穿絲孔應在較精密坐標工作臺的機床上進行鉆、鏜等精密加工，也可以利用成型電加工來加工穿絲孔。穿絲孔的直徑不宜太大或太小，一般選在３～８ｍｍ之間，孔徑選取為整數(shù)，以簡化用其作為加工基準的計算。２）進刀點的確定進刀點的選取要盡量避免留下刀痕，如圖７－２８所示。如果刀痕無法避免，應盡量把進刀點選在尺寸精度要求不高或容易鉗工修理的地方，如圖７－２９所示。由于該零件是凸形類零件，不需要預作穿絲孔，可以直接從毛坯外緣切入，進刀點選在Ｂ點，如圖７－３１所示。上一頁下一頁返回７－３任務實施３電極絲的選擇１）電極絲材料的選擇電火花線切割加工時，對電極絲材料性能有一定的要求。電極絲必須具有良好的導電性、抗電蝕性，抗拉強度要高，材質(zhì)應均勻。如果電極絲導電性不好，消耗在電極絲上的能量多，使電極絲容易發(fā)熱，造成斷絲，而另一方面，輸送到放電間隙的能量減少，影響加工效率；抗電蝕性不好，電極絲在加工過程中被腐蝕，損耗快，使得電極絲變細，強度降低，壽命減少，在快速線切割中，由于電極絲往復運動，還會影響加工精度；通常熔點高和導熱性好的材料，將有助于減少電極絲的損耗。電極絲在使用時要承受一定的張緊力，特別是快走絲線切割加工，電極絲要往復運動，受到的拉力更大些，所以電極絲必須具備足夠的抗拉強度，減少松絲和斷絲故障。上一頁下一頁返回７－３任務實施目前工業(yè)中常用的電極絲主要有鎢絲、黃銅絲、鉬絲等。其中鎢絲的抗拉強度較高，直徑一般在ф0.03～ф0.1ｍｍ之間，常用于各種窄縫的精加工，但價格較貴；黃銅絲導電性較好，直徑一般在ф0.1～ф0.3ｍｍ之間，適用于高速加工，加工表面粗糙度和平面度要求較高的工件較好，切割速度較高，但電極絲損耗大；鉬絲的抗拉強度較高，直徑一般在ф0。08～ф0.2ｍｍ之間，適用于高速走絲加工，是我國快速走絲機床常用的電極絲。２）電極絲直徑的選擇對電極絲直徑的選擇應該根據(jù)切縫的寬窄，工件的厚薄以及拐角尺寸的大小綜合考慮，如圖７－３０所示。對凹角內(nèi)側拐角半徑Ｒ的加工，無法小于１／２的切縫寬，即Ｒ≥（ф／２＋δ）上一頁下一頁返回７－３任務實施式中，ф為電極絲直徑；δ為單邊放電間隙。如果加工中有尖角、窄縫等小型的零件，則應選用較細的電極絲；加工厚度較大的工件以及采用大電流切割方式時選較粗的電極絲。根據(jù)被加工零件的具體情況，選擇直徑為0.18ｍｍ的鉬絲，單邊放電間隙為0.01ｍｍ，鉬絲中心偏移量ｆ＝0.18/2＋0.01＝0.1ｍｍ４工件的裝夾與調(diào)整根據(jù)前面介紹的裝夾方式，結合該零件的加工條件，采用兩端支撐方式裝夾，然后用百分表找正相互垂直的三個方向。５設備及工藝參數(shù)的選擇以CTW320TB快走絲線切割機為例。線切割工藝參數(shù)的選擇，一般初學者可以根據(jù)加工參數(shù)選擇的基本規(guī)則進行選取，熟練者可以根據(jù)經(jīng)驗選擇。上一頁下一頁返回７－３任務實施由于該零件對加工精度要求不高，采用一次加工成型。加工時脈沖參數(shù)選擇５檔，其放電脈沖時間為20μs，放電脈沖間隔時間為70μs，加工時通過脈沖停調(diào)節(jié)，峰值電流可達３Ａ，調(diào)節(jié)加工速度旋鈕，加工時切割速度達35mm2/min．上一頁下一頁返回７－３任務實施７－３－２編制并填寫零件的數(shù)控線切割加工工藝文件１工藝過程根據(jù)零件形狀、尺寸精度的分析，制定如下加工工藝路線。（１）下料：用板材下料為120ｍｍ×100ｍｍ，如果是批量生產(chǎn)，也可下料為100ｍｍ寬的長條料，以便后續(xù)加工時可進行排料加工（２）熱處理：進行時效處理（３）線切割：按圖樣將零件加工成型（４）鉗工打磨（５）檢驗２切割路線根據(jù)上述分析可得零件的切割路線如圖７－３１所示：Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｄ－Ｅ－Ｆ－Ｇ－Ｂ－Ａ上一頁下一頁返回７－３任務實施７－３－３零件的數(shù)控線切割加工程序編制為簡化編程，此例題忽略鉬絲直徑和單邊放電間隙的影響。根據(jù)以上分析，通過計算鉬絲軌跡各交點的坐標編制程序如下：１.３Ｂ格式Ｂ０Ｂ０Ｂ10000ＧＹＬ2；Ｂ０Ｂ０Ｂ20000ＧＹＬ2；Ｂ０Ｂ20000Ｂ400