1、第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工1第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工电火花线切割加工的起源：电火花线切割加工的起源： 电火花线切割加工（Wire Cut EDM，简称WEDM）是在电火花加工基础上于20世纪50年代末最早在前苏联发展起来的一种新的工艺形式，是用线状电极（钼丝或铜丝）靠电火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割，有时简称线切割。它已得到广泛应用，目前国内外线切割机床占电加工机床的70%左右。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工23.1 电火花线切割加工原理、特点及应用范围电火花线切割加工原理、特点及应用范围3.2电火花线切割加工设备电火花线切
2、割加工设备3.3电火花线切割控制系统和编程技术电火花线切割控制系统和编程技术3.4影响线切割工艺指标的加工工艺规律因素影响线切割工艺指标的加工工艺规律因素3.5线切割加工工艺及扩展应用线切割加工工艺及扩展应用2第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工33.1.1 线切割加工的原理线切割加工的原理 利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成形。3.1电火花线切割加工原理、特点第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工4二、二、 电火花加工、电火花线切割加工的特点电火花加工、电火花线切割加工的特点1共同特点(1) 二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的
3、热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。(2) 二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。(3) 最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。 1和电火花加工相比共同特点和电火花加工相比共同特点(1) 二者的加工原理相同，所以二者加工材料的难易与材料的硬度硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。加工用电压、电压、电流波形电流波形类似。(2) 二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加
4、工硬质合金等一切导电材料。(3) 最小角部半径最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工52 和电火花加工相比电火花加工相比不同特点 (1) 从成形原理来看。从成形原理来看。 电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。在实际中可以加工通孔(穿孔加工)和盲孔(成型加工；而线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种工艺方法，。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工63456721(b) 穿孔加工(c) 成型加工电极工件电
5、极工件1工件；2脉冲电源；3自动进给调节系统；4工具；5工作液；6过滤器；7工作液泵(a) 电火花加工原理示意图图1 电火花加工第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工7图3-1 线切割加工(a) 加工示意图543211绝缘底板；2工件；3脉冲电源；4滚丝筒；5电极丝(b) 线切割加工原理示意图第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工8(2) 采用水或水基工作液不会引燃起火，容易实现安全采用水或水基工作液不会引燃起火，容易实现安全无人运转。无人运转。(3) 不产生稳定电弧放电。不产生稳定电弧放电。 电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快速走丝电火花线切割加工，间隙状态可以认为是由正常
6、火花放电、开路和短路这三种状态组成；第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工9(4) 电极与工件之间存在着电极与工件之间存在着“疏松接触疏松接触”式轻压放电现式轻压放电现象。象。 在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，当电极丝被顶弯所造成的压力和电极丝相对工件的移动摩擦使这种介质减薄到可被击穿的程度，才发生火花放电。因此电极短路已不成为大问题； (5) 省掉了成型的工具电极。省掉了成型的工具电极。 大大降低了成型工具电极的设计和制造费用，缩短了生产准备时间。这对新产品的试制是很有意义的；(6) 由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和由于电极丝比较细，可以加工微细异形
7、孔、窄缝和复杂形状的工件。复杂形状的工件。 由于切缝很窄，且只对工件材料进行“套料”加工，实际金属去除量很少，材料的利用率和能量利用率都很高。这尤其是对加工贵重金属有重要意义； 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工10（7）电极损耗小。）电极损耗小。 由于采用移动的长电极丝进行加工，单位由于采用移动的长电极丝进行加工，单位长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，特别在低速走丝线切割加工时，电极丝一次特别在低速走丝线切割加工时，电极丝一次使用，电极损耗对加工精度的影响更小。使用，电极损耗对加工精度的影响更小。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线
8、切割加工11(a) 电火花加工产品 (b) 线切割加工产品图3 加工产品实例第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工12第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工13三、三、 线切割加工的应用范围线切割加工的应用范围1.加工模具 。2.加工电火花成形加工用的电极3.加工零件第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工143.2 电火花线切割加工设备电火花线切割加工设备一 机床分类、型号机床分类、型号1分类 线切割加工机床可按多种方法进行分类，通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝线切割机床(WEDM-LS)。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切
9、割加工15 1) 快速走丝线切割机床快速走丝线切割机床 快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为810 m/s，是我国独创的电火花线切割加工模式。快速走丝线切割机床上运动的电极丝能够双向往返运行，重复使用，直至断丝为止。线电极材料常用直径为0.100.30 mm的钼丝(有时也用钨丝或钨钼丝)。对小圆角或窄缝切割，也可采用直径为0.6 mm的钼丝。工作液通常采用乳化液。快速走丝线切割机床结构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其加工精度一般为0.010.02 mm，表面粗糙度Ra为1.2
10、52.5 m。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工162) 慢速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床走丝速度低于0.2 m/s。常用黄铜丝(有时也采用紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线)作为电极丝，铜丝直径通常为0.100.35 mm。电极丝仅从一个单方向通过加工间隙，不重复使用，避免了因电极丝的损耗而降低加工精度。同时由于走丝速度慢，机床及电极丝的震动小，因此加工过程平稳，加工精度高，可达0.005 mm，表面粗糙度Ra0.32 m。慢速走丝线切割机床的工作液一般采用去离子水、煤油等，生产率较高。慢走丝机床主要由日本、瑞士等国生产，目前国内有少数企业引进国外先进技术与外企
11、合作生产慢走丝机床。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工172型号型号国标规定的数控电火花线切割机床的型号，如DK7725的基本含义为：D为机床的类别代号，表示是电加工机床；K为机床的特性代号，表示是数控机床；第一个7为组代号，表示是电火花加工机床，第二个7为系代号(快走丝线切割机床为7，慢走丝线切割机床为6，电火花成型机床为1)；25为基本参数代号，表示工作台横向行程为250 mm。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工18例如，数控电火花线切割机床型号DK7725的含义如下： D K 7 7 25 基本参数代号(工作台横向行程250 mm) 型别代号(快速走丝线切割机床)
12、 组别代号(电火花加工机床) 机床特性代号(数控) 机床类别代号(电加工机床) 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工19表表3-1 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第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工20表表3-2 快、慢速走丝电火花线切割加工特点比较快、慢速走丝电火花线切割加工特点比较类 型 项 目 快 速 走 丝 慢 速 走 丝 走丝速度 212 m/s 18 m/min 电极丝材料 钼丝、钨钼丝 黄铜丝、铜合金及其镀覆材料 精度保持 丝抖动大，精度较难保持 走丝平稳，精度容易保持 电极丝的工作状态 循环重
13、复使用 一次性使用 工作液 特制乳化油水溶液 去离子水 工作液绝缘强度/(kcm) 0.550 10100 最高切割速度/(mm2/ min) 300 300 (国外) 最高尺寸精度/mm 0.01 0.005 表面粗糙度/m 0.63 0.16 数控装置 开环 、步进电机形式 闭环、半闭环、伺服电机 程序形式 3B、4B 程序，5 单位纸带 国际 ISO 代码程序、8 单位纸带 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工21二、二、 快走丝线切割机床简介快走丝线切割机床简介 由于科学技术的发展，目前在生产中使用的快走丝线切割机床几乎全部采用数字程序控制，这类机床主要由机床本体、脉冲电源、
14、数控系统和工作液循环系统组成。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工221机床本体机床本体主要由床身、工作台、运丝机构和丝架等组成，具体介绍如下：1) 床身床身是支承和固定工作台、运丝机构等的基体。因此，要求床身应有一定的刚度和强度，一般采用箱体式结构。床身里面安装有机床电气系统、脉冲电源、工作液循环系统等元器件。 2) 工作台目前在电火花线切割机床上采用的坐标工作台，大多为X、Y方向线性运动。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工23不论是哪种控制方式，电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与丝架的相对运动来完成零件加工的，坐标工作台应具有很高的坐标精度和运动精度，而且要求运
15、动灵敏、轻巧，一般都采用“十”字滑板、滚珠导轨，传动丝杠和螺母之间必须消除间隙，以保证滑板的运动精度和灵敏度。3) 走丝机构在快走丝线切割加工时，电极丝需要不断地往复运动，这个运动是由运丝机构来完成的。最常见的运丝机构是单滚筒式，电极丝绕在储丝筒上，并由丝筒作周期性的正反旋转使电极丝高速往返运动。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工24第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工25第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工264) 丝架丝架运丝机构除上面所叙述的内容外，还包括丝架。丝架的主要作用是在电极丝快速移动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持垂直。
16、为获得良好的工艺效果，上、下丝架之间的距离宜尽可能小。为了实现锥度加工，有多种方法。 a偏移式丝架：偏移式丝架： b双坐标联动式丝架双坐标联动式丝架第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工272脉冲电源脉冲电源电火花线切割加工的脉冲电源与电火花成型加工作用的脉冲电源在原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(260 s)，单个脉冲能量、平均电流(15 A)一般较小，所以线切割总是采用正极性加工采用正极性加工。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工281）晶体管矩形脉冲波电源）晶体管矩形脉冲波电源3-6晶体管矩形脉冲电压电流波形及电源
17、晶体管矩形脉冲电压电流波形及电源第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工29* 晶体管式矩形波脉冲电源的工作方式与电火花成形加工类同。 * 它是通过控制功率管VT的基极以形成电压脉宽ti、电流脉宽te和脉冲间隔to，限流电阻、决定峰值电流ie。 * 这种电源广泛用于高速走丝线切割机床，而在低速走丝机床中用的不多。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工302）高频分组脉冲电源）高频分组脉冲电源高频分组脉冲波形高频分组脉冲波形高频分组高频分组脉冲电源脉冲电源原理图原理图第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工31* * 这种波是由矩形波派生出来的，即把较高频率的小脉宽ti和小
18、脉间to的矩形波脉冲分组成为大脉宽i和大脉间o输出。 * * 加工时由高频脉冲发生器、分组脉冲发生器和与门电路产生高频分组脉冲波形，然后经脉冲放大和功率输出，将高频分组脉冲能量输送到放电间隙，进行放电腐蚀加工。 * * 它既具有高频脉冲加工表面粗糙度值小，又具有低频脉冲加工速度高、电极丝损耗低的双重特点，在相同的加工条件下，可获得较好的加工工艺效果。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工323）并联电容型脉冲电源）并联电容型脉冲电源 如右图所示。这是实现短放电如右图所示。这是实现短放电时间高峰值电流的一种方法，常用时间高峰值电流的一种方法，常用于早期的低速走丝线切割机床中，于早期的低
19、速走丝线切割机床中，以满足低速走丝时因排屑条件差而以满足低速走丝时因排屑条件差而需采用窄脉宽和高峰值电流的要求。需采用窄脉宽和高峰值电流的要求。 在这种电路中，依靠调整晶体管的通断时间、限流电阻的个数及电容器的容量，在这种电路中，依靠调整晶体管的通断时间、限流电阻的个数及电容器的容量，可控制放电的重复频率，而每次放电的能量由直流电源的电压及电容器的容量决定。可控制放电的重复频率，而每次放电的能量由直流电源的电压及电容器的容量决定。 图312并联电容型电路的电压、电流波形及脉冲电源电路简图 从图中可知，按照晶体管的开关状态，从图中可知，按照晶体管的开关状态，电容器两端的电压波形呈现一种阶梯状态，
20、电容器两端的电压波形呈现一种阶梯状态，利用晶体管开通时间利用晶体管开通时间t ti i和截止时间和截止时间t to o的不同的不同组合，可以改变充电电压波形的前沿。而且，组合，可以改变充电电压波形的前沿。而且，一旦放电电流发生，可使晶体管变为截止状一旦放电电流发生，可使晶体管变为截止状态，阻止直流电源供给电流。态，阻止直流电源供给电流。 如右图所示。这是实现短放电如右图所示。这是实现短放电时间高峰值电流的一种方法，常用时间高峰值电流的一种方法，常用于早期的低速走丝线切割机床中，于早期的低速走丝线切割机床中，以满足低速走丝时因排屑条件差而以满足低速走丝时因排屑条件差而需采用窄脉宽和高峰值电流的要
21、求。需采用窄脉宽和高峰值电流的要求。 在这种电路中，依靠调整晶体管的通断时间、限流电阻的个数及电容器的容量，在这种电路中，依靠调整晶体管的通断时间、限流电阻的个数及电容器的容量，可控制放电的重复频率，而每次放电的能量由直流电源的电压及电容器的容量决定。可控制放电的重复频率，而每次放电的能量由直流电源的电压及电容器的容量决定。 图312并联电容型电路的电压、电流波形及脉冲电源电路简图 从图中可知，按照晶体管的开关状态，从图中可知，按照晶体管的开关状态，电容器两端的电压波形呈现一种阶梯状态，电容器两端的电压波形呈现一种阶梯状态，利用晶体管开通时间利用晶体管开通时间t ti i和截止时间和截止时间t
22、 to o的不同的不同组合，可以改变充电电压波形的前沿。而且，组合，可以改变充电电压波形的前沿。而且，一旦放电电流发生，可使晶体管变为截止状一旦放电电流发生，可使晶体管变为截止状态，阻止直流电源供给电流。态，阻止直流电源供给电流。 如右图所示。这是实现短放电如右图所示。这是实现短放电时间高峰值电流的一种方法，常用时间高峰值电流的一种方法，常用于早期的低速走丝线切割机床中，于早期的低速走丝线切割机床中，以满足低速走丝时因排屑条件差而以满足低速走丝时因排屑条件差而需采用窄脉宽和高峰值电流的要求。需采用窄脉宽和高峰值电流的要求。 在这种电路中，依靠调整晶体管的通断时间、限流电阻的个数及电容器的容量，
23、在这种电路中，依靠调整晶体管的通断时间、限流电阻的个数及电容器的容量，可控制放电的重复频率，而每次放电的能量由直流电源的电压及电容器的容量决定。可控制放电的重复频率，而每次放电的能量由直流电源的电压及电容器的容量决定。 图312并联电容型电路的电压、电流波形及脉冲电源电路简图 从图中可知，按照晶体管的开关状态，从图中可知，按照晶体管的开关状态，电容器两端的电压波形呈现一种阶梯状态，电容器两端的电压波形呈现一种阶梯状态，利用晶体管开通时间利用晶体管开通时间t ti i和截止时间和截止时间t to o的不同的不同组合，可以改变充电电压波形的前沿。而且，组合，可以改变充电电压波形的前沿。而且，一旦放
24、电电流发生，可使晶体管变为截止状一旦放电电流发生，可使晶体管变为截止状态，阻止直流电源供给电流。态，阻止直流电源供给电流。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工33图312 前阶梯波波形 4 4）低损耗电源）低损耗电源* * 这种脉冲电源就是阶梯形脉冲电源，一般为前阶梯波，这种脉冲电源就是阶梯形脉冲电源，一般为前阶梯波，其电流波形如图其电流波形如图312所示。前阶梯波是由矩形波组合而成，所示。前阶梯波是由矩形波组合而成，可由几路起始脉冲放电时间顺序延迟的矩形波叠加而成。可由几路起始脉冲放电时间顺序延迟的矩形波叠加而成。 * * 如果每个脉冲在击穿放电间隙后，电压及电流逐步升高，如果每
25、个脉冲在击穿放电间隙后，电压及电流逐步升高，则可以在不太降低生产率的情况下，大大减少电极丝的损耗，则可以在不太降低生产率的情况下，大大减少电极丝的损耗，延长重复使用电极丝的寿命，提高加工精度，这对于快速走丝延长重复使用电极丝的寿命，提高加工精度，这对于快速走丝线切割加工是很有意义的。线切割加工是很有意义的。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工343、工作液循环系统、工作液循环系统工作液循环与过滤装置是电火花线切割机床不可缺少的一部分，其主要包括工作液箱、工作液泵、流量控制阀、进液管、回液管和过滤网罩等。工作液的作用是及时地从加工区域中排除电蚀产物，并连续充分供给清洁的工作液，以保证
26、脉冲放电过程稳定而顺利地进行。目前绝大部分快走丝机床的工作液是专用乳化液。乳化液种类繁多，大家可根据相关资料来正确选用低速走丝机床多采用去离子水做工作液。高速走丝线切割机床采用乳化液做工作液。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工353.3电火花线切割控制系统和编程技术电火花线切割控制系统和编程技术一、线切割控制系统一、线切割控制系统* * 控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成环节，是机床工作的指挥中心。控制系统的技术水平、稳定性、可靠性、控制精度及自动化程度等直接影响工件的加工工艺指标和工人的劳动强度。 * * 控制系统的作用是：在电火花线切割加工过程中，根据工件的形状和尺寸要求
27、，自动控制电极丝相对于工件的运动轨迹；同时自动控制伺服进给速度，实现对工件的形状和尺寸加工。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工36* * 电火花线切割加工机床控制系统的主要功能：（2）加工控制 主要包括对伺服进给速度、脉冲电源、走丝机构、工作液循环系统以及其他的机床操作的控制。此外，失效安全及自诊断功能等也是重要方面。 （1）轨迹控制 精确控制电极丝相对于工件的运动轨迹，加工出需要的工件形状和尺寸。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工37数控电火花线切割加工的控制原理数控电火花线切割加工的控制原理 图3-13 数字程序控制过程框图 程 序程序输入机构专用计算机插补运算
28、执行机构坐标工作台(放电间隙)图 样把图样上工件的形状和尺把图样上工件的形状和尺寸编制成程序指令。寸编制成程序指令。 将程序指令通过键盘或使用将程序指令通过键盘或使用穿孔纸带或磁带，或直接传穿孔纸带或磁带，或直接传输给计算机。输给计算机。 计算机根据输入的程序进计算机根据输入的程序进行计算，并发出进给信号行计算，并发出进给信号来控制驱动电动机，来控制驱动电动机， 由驱动电动机带动精密丝由驱动电动机带动精密丝杠，使工件相对于电极丝杠，使工件相对于电极丝作轨迹运动作轨迹运动 最终实现加工过程的自动最终实现加工过程的自动控制。控制。 目前电火花线切割加工机床的轨迹控制系统普遍采用数字程序控制，并已发
29、展到微型计算机直接控制阶段。第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工38* * 数字程序控制系统能够控制加工同一平面上由直线和圆弧组成的任何图形的工件，这是最基本的控制功能。 图314 切割直线的原理 * * 控制方法有逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法等。1轨迹控制原理轨迹控制原理 * * 高速走丝线切割机床的控制系统普遍采用逐点比较法。机床在 X、 Y 两个方向不能同时进给，只能按直线的斜度和圆弧的曲率来交替地一步一个微米地分步“插补”进给。* * 下面通过图314来分析说明逐点比较法切割直线时的四个节拍： 第一拍：偏差判别。 第二拍：进给。 第三拍：偏差计算。 第四拍：
30、终点判断。 目的是判别目前的加工坐标点对规定几何轨迹的偏离位置，然后决定拖板的走向。一般用代表偏差值，表示加工点恰好在线（轨迹）上。，表示加工点在线的上方或左方，表示加工点在线的下方或右方，以此来决定第二拍进给的轴向和正、负方向。 按照偏差计算公式，计算和比较进给一步后新的坐标点对规定轨迹新的偏差值，作为下一步判别走向的依据。 根据偏差值命令坐标工作台沿+向或-向；或+向或-向进给一步，向规定的轨迹靠拢，缩小偏差。 根据计数长度判断是否到达程序规定的加工终点。若到达终点，则停止插补和进给，否则再回到第一拍。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工39* * 进给速度控制进给速度控制 2
31、加工控制功能加工控制功能 * * 图形的缩放、旋转和平移图形的缩放、旋转和平移 * * 短路回退短路回退 * * 间隙补偿间隙补偿 * * 自动找中心自动找中心 * * 适应控制适应控制 * * 信息显示信息显示 * * 故障安全和自诊断等功能故障安全和自诊断等功能 能根据加工间隙的平均电压或放电状态的变化，通过取样、变频电路，不定期地向计算机发出中断申请，暂停插补运算，自动调整伺服进给速度，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。 经常记忆电极丝经过的路线。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，防止断丝。 线切割加工数控系统所控制的是电极丝中心移动的轨迹
32、。因此，加工有配合间隙冲模的凸、凹模时，电极丝中心轨迹应该向原图形之外或内偏移，进行“间隙补偿”。 利用图形的任意缩放功能可以加工出任意比例的相似图形；利用任意角度的旋转功能可使零件的编程大大简化；而平移功能则同样极大地简化了跳步模具的编程。 具有断电记忆等功能。 可动态显示程序号、计数长度等轨迹参数，较完善地采用计算机CRT屏幕显示，还可以显示电规准参数、切割轨迹图形和切割速度、切割时间等。 使孔中的电极丝自动找正后停止在孔中心处。 在工件切割厚度变化的场合，改变规准之后，能自动改变伺服进给速度或电参数，不用人工调节就能自动进行高效率、高精度的稳定加工。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花
33、线切割加工40 数控线切割加工机床的控制系统是根据人的数控线切割加工机床的控制系统是根据人的“命令命令”控制机床控制机床进行加工的。因此必须先将要加工工件的图形用机器所能接受的进行加工的。因此必须先将要加工工件的图形用机器所能接受的“语语言言”编好编好“命令命令”，以便输入控制系统，这种，以便输入控制系统，这种“命令命令”就是线切割加就是线切割加工程序。这项工作叫数控线切割编程，简称编程。工程序。这项工作叫数控线切割编程，简称编程。 数控线切割编程方法分为手工编程和微机自动编程。数控线切割编程方法分为手工编程和微机自动编程。 为了便于机器接受为了便于机器接受“命令命令”，必须按照一定的格式来编
34、制线切，必须按照一定的格式来编制线切割加工机床的数控程序。目前高速走丝线切割机床一般采用割加工机床的数控程序。目前高速走丝线切割机床一般采用 3B（个（个别扩充为别扩充为4B或或5B）数控程序）数控程序格式，而低速走丝线切割机床普遍采用格式，而低速走丝线切割机床普遍采用ISO（国际标准化组织）或（国际标准化组织）或EIA（美国电子工业协会）数控程序（美国电子工业协会）数控程序格式。格式。 二二 电火花线切割编程电火花线切割编程 要点要点第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工411、3B程序指令格式程序指令格式 不管是什么图形，只要能分解为直线和圆弧就可依次分别编程。 BXBYBJGZ分
35、隔符X 坐标值分隔符Y 坐标值分隔符计数长度计数方向加工指令表 3-1 3B 程序指令格式 图314 加工指令 B分隔符号。 X、Y坐标值。G计数方向。J计数长度。 Z加工指令。 表中各个参数的含义为：表中各个参数的含义为： 它在程序单上起着把 X、Y 和 J数值分隔开的作用。 分x或y，即可按X方向或Y方向计数，工作台在该方向每走1m，即计数累减1，当累减到计数长度J=0时，这段程序即加工完毕。 为了保证所要加工的圆弧或直线段能按要求的长度加工出来，一般线切割加工机床是用从起点到终点某个滑板进给的总长度来作为计数长度的。 分为直线L与圆弧R两大类。 直线的终点对其起点的坐标值或圆弧起点对其圆
36、心的坐标值，编程时均取绝对值，以m为单位，最多为6位数。 圆弧按第一步进入的象限及走向的顺圆、逆圆而分为顺圆SR1、SR2、SR3、SR4及逆圆NR1、NR2、NR3、NR4共八种。 直线按走向和终点所在象限而分为L1、L2、L3、L4四种。 返回直线编程方法返回圆弧编程方法第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工422、直线的编程方法直线的编程方法 X原点原点终点(x，y)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。 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。
37、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。 计数方向的选取原则，应取此程序最后一步的轴向为计数方向。对直线而言，取X、Y中较大的绝对值和轴向作为计数长度和计数方向。 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。 加工指令 Z 按照直线走向和终点所在的坐标象限不同可分为 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 L
38、4，具体可参考图315。 终点(0，0)计数长度计数长度G=Gx第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工43x3、圆弧的编程方法圆弧的编程方法 以圆弧的圆心为坐标原点，建立正常的直角坐标系。 x，y 值的确定:用 x，y 表示圆弧起点坐标的绝对值。 G 的确定: 计数方向（分Gx 和Gy）同样也取与该圆弧终点时走向较平行的轴向作为计数方向，以减少编程和加工误差，即取终点坐标绝对值小的轴向为计数方向（与直线编程相反）。J 的确定:按计数方向G（Gx 或Gy）取圆弧在轴或轴上的投影值作为计数长度。如果圆弧较长，跨越两个以上象限，则分别取计数方向轴（或轴）上各个象限投影值的绝对值相累加，作为该
39、方向总的计数长度。 加工指令 Z 按照第一步进入的象限可分为 R1、R2、R3、R4；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315。 yC（x，y）原点原点GxJ第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工44例3-1 对如图315所示的图形进行编程。 解：解： 该工件由三段直线和一段圆弧组成，故需要分成四段来编写程序：该工件由三段直线和一段圆弧组成，故需要分成四段来编写程序： 4、编程举例编程举例 加工直线段加工直线段 AB 以起点 A 为坐标原点，因AB与 X轴正重合，X、Y均可作0计，故
40、程序为： B40000BB40000GX L1 或 BBB40000GX L1（按X40000，Y0，也可编程为：B40000B0B40000GX L1，不会出错） 加工斜线段加工斜线段 BC 以 B 点为坐标原点，则 C 点对 B 点的坐标为 X =10000， Y =90000，故程序为： B1B9B90000GY L1 加工圆弧加工圆弧 CD 以该圆弧圆心 O 为坐标原点，经计算，圆弧起点 C 对圆心 O 点的坐标为： X =30000， Y =40000，故程序为： B30000B40000B60000Gx NR1 图315 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工45 以 D
41、点为坐标原点，终点 A 对 D 点的坐标为 X =10000， Y = 90000，故程序为： B1B9B90000GY L4 加工整个工件的程序单如下表加工整个工件的程序单如下表 加工斜线段加工斜线段 DA 实际线切割加工和编程时，要考虑钼丝半径r和单面放电间隙S的影响。对于切割孔和凹体，应将程序轨迹偏移减小（r+S）距离，对于凸体，则应偏移增大（r+S）距离。 程序BXBYBJGZ1B B B40000GXL12B1B9B90000GYL13B30000B40000B60000GXNR14B1B9B90000GYL45停 机 代 码D图316 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工
42、463 ISOISO代码的手工编程方法代码的手工编程方法 1、ISO代码程序格式代码程序格式 对线切割加工来说，某一图段（直线或圆弧）的程序格式为对线切割加工来说，某一图段（直线或圆弧）的程序格式为 ：NGXYIJ 字母是组成程序段的基本单元，一般是由一个关键字母加若干位字母是组成程序段的基本单元，一般是由一个关键字母加若干位十进制数字组成，具体如下：十进制数字组成，具体如下： 程序段号 N：准备功能指令 G：是建立机床或控制系统方式的一种指令，其后为两位数字表示各种不同的功能。尺寸字：尺寸字在程序段中主要是用来控制电极丝运动到达的坐标位置。辅助功能指令M： 位于程序段之首，表示一条程序的序号
43、，后续为24位数字。 电火花线切割加工常用的尺寸字有X、Y、U、V、A、I、J等，尺寸字的后续数字应加正负号，单位为m。其中I、J为圆弧的圆心对圆弧起点的坐标值。其它为线段的终点坐标值。 由M功能指令及后续两位数组成，即M00M99，用来指令机床辅助装置的接通或断开。其中M00为程序暂停；M01为选择停止；M02为程序结束。 例如：第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工472、ISO代码按终点坐标有两种表达及输入方式代码按终点坐标有两种表达及输入方式 圆：以图形中某一适当点为坐标原点，用X、Y表示某段圆弧终点的绝对坐标值，用I、J表示圆心对圆弧起点的坐标值（图318b）。 （1）绝对坐
44、标方式，代码为绝对坐标方式，代码为G90 线：以图形中某一适当点为坐标原点，用X、Y表示终点的绝对坐标值（图318a）。（图318a）（图318b）第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工48（2）增量（相对）坐标方式，代码为G91 线：以线起点为坐标原点，用X、Y表达线的终点对起点的坐标值。 圆：以圆弧的起点为坐标原点，用X、Y来表示圆弧终点对起点的坐标值，用I、J来表示圆心对圆弧起点的坐标值（图318c）。 注意： 在编写程序时，采用哪种坐标方式，原则上都可以，但要根据具体的情况来确定，它与被加工零件图样的尺寸标注方法有关。 （图318c）第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加
45、工49(1)(1)以绝对坐标方式（以绝对坐标方式（G90）输入进行编程）输入进行编程（如右图所示如右图所示） 图319(a)以绝对坐标编程 例3-3 要加工如图319（a）、（b）所示由4条直线和一个半圆组成的型孔或凹模，穿丝孔中钼丝中心的坐标为（5，20），按顺时针切割。 3、ISO代码手工编程举例代码手工编程举例 N1 G92 X5000 Y20000 给定起始点圆心的绝对坐标 N2 G01 X5000 Y12500 直线终点的绝对坐标 N3 X-5000 Y12500 直线终点的绝对坐标 N4 X-5000 Y32500 直线终点的绝对坐标 N5 X5000 Y32500 直线终点的绝对
46、坐标 N6 X5000 Y27500 直线终点的绝对坐标 N7 G02 X5000 Y12500 I0 J-7500 X、Y之值为顺圆弧终点的绝对坐标， I、J之值为圆心对圆弧起点的相对坐标。 N8 G01 X5000 Y20000 直线终点的绝对坐标 N9 M02 程序结束 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工50例3-3 要加工如图319（a）、（b）所示由4条直线和一个半圆组成的型孔或凹模，穿丝孔中钼丝中心的坐标为（5，20），按顺时针切割。 (2)(2)以增量（相对）坐标方式（以增量（相对）坐标方式（G91）输入编程）输入编程（如右图所示如右图所示） N1 G92 X5000
47、 Y20000 给定起始点圆心的绝对坐标 N2 G01 X0 Y-7500 直线终点对起始点的相对坐标 N3 X-1000 Y0 直线终点对直线终点的相对坐标 N4 X0 Y20000 直线终点对直线终点的相对坐标 N5 X10000 Y0 直线终点对直线终点的相对坐标 N6 X0 Y-5000 直线终点对直线终点的相对坐标 N7 G02 X0 Y-15000 I0 J-7500 X、Y之值为顺圆弧终点对圆弧起点的相对坐标，I、J之值为圆心对圆弧起点的相对坐标。 N8 G01 X0 Y7500 直线终点对圆弧终点的相对坐标 N9 M02 程序结束图319(b)以相对坐标编程 第三章第三章 电火
48、花线切割加工电火花线切割加工514 自动编程自动编程 人工编程通常是根据图纸把图形分解成直线段和圆弧段，并把每段人工编程通常是根据图纸把图形分解成直线段和圆弧段，并把每段的起点、终点，中心线的交点、切点的坐标一一定出，按这些直线的起的起点、终点，中心线的交点、切点的坐标一一定出，按这些直线的起点、终点，圆弧的中心、半径、起点、终点坐标进行编程的。点、终点，圆弧的中心、半径、起点、终点坐标进行编程的。 当零件的形状比较复杂或具有非圆曲线时，人工编程的工作量大，当零件的形状比较复杂或具有非圆曲线时，人工编程的工作量大，容易出错，甚至无法实现。为了简化编程工作，提高工作效率，我们可容易出错，甚至无法
49、实现。为了简化编程工作，提高工作效率，我们可以利用计算机进行自动编程。以利用计算机进行自动编程。 计算机自动编程的工作过程是根据加工工件图纸输入工件图纸及尺寸，计算机自动编程的工作过程是根据加工工件图纸输入工件图纸及尺寸，通过计算机自动编程软件处理转换成线切割控制系统所需要的加工代码通过计算机自动编程软件处理转换成线切割控制系统所需要的加工代码（如（如3B3B或或ISOISO代码等），工作图形可在代码等），工作图形可在CRTCRT屏幕上显示，也可以打印出程屏幕上显示，也可以打印出程序清单和图形，或将加工代码拷贝到磁盘，或将程序通过编程计算机用序清单和图形，或将加工代码拷贝到磁盘，或将程序通过编
50、程计算机用通信方式传输给线切割控制系统。通信方式传输给线切割控制系统。 自动编程使用专用的数控语言及各种应用软件。由于计算机技术的发自动编程使用专用的数控语言及各种应用软件。由于计算机技术的发展和普及，现在很多数控线切割加工机床都配有微机编程系统。展和普及，现在很多数控线切割加工机床都配有微机编程系统。 第三章第三章 电火花线切割加工电火花线切割加工521）处理直线、圆弧、非圆曲线和列表曲线所组成的图形。2）能以相对坐标和绝对坐标编程。 3）能进行图形旋转、平移、对称（镜像）、比例缩放、偏移、加线径补偿量、加过渡圆弧和导角等。 4）CRT显示、打印图表、绘图机作图、直接输入线切割加工机床等多种
