1、第3章 数控高速走丝线切割 n3.1 线切割机床加工概述线切割机床加工概述 n3.2 机床结构组成与性能机床结构组成与性能 n3.3 编程规则与程序输入编程规则与程序输入 n3.4 基本操作方法基本操作方法 n3.5 线切割加工工艺及应用线切割加工工艺及应用 n3.6 常见故障及其排除方法常见故障及其排除方法 3.1 线切割机床加工概述 n 3.1.1 电火花线切割机床的分类n (1)按控制方式分:有靠模仿形控制的、光电跟踪控制的、数字程序控制的线切割机床等。n (2)按加工特点分:有大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型。n (3)按走丝速度分:有高速走丝方式和低速走丝方式的线切割机床。
2、n 我国机床型号的编制是根据JB/T 7445.11994特种加工机床:种类划分和JB/T 7445.21998特种加工机床:型号编制方法的规定进行的。n 机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，它表示机床的类别、特性和基本参数。例如，数控电火花线切割机床型号DK7725的含义如下:n 3.1.2 数控电火花线切割机床的主要技术参数n 表3-1为国家已颁布的电火花线切割机床参数(GB 792587)标准。n表3-1 电火花线切割机床参数(GB 792587)n 数控电火花线切割机床的主要技术参数包括：工作台行程(纵向行程和横向行程)、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
3、的控制功能等。表3-2为DK77系列数控电火花线切割机床的主要型号及技术参数。n表3-2 DK77系列数控电火花线切割机床的主要型号及技术参数 n 3.1.3 线切割加工的安全技术规程n (1)操作者必须熟悉线切割机床的操作技术，开机前应按设备润滑要求，对机床有关部位注油润滑。n (2)操作者必须熟悉线切割加工工艺，恰当地选取加工参数，按规定操作顺序操作，防止造成短路、断丝等故障。n (3)用手摇柄操作贮丝筒后，应及时将手摇柄拔出，防止贮丝筒转动时将摇柄甩出伤人。n (4)正式加工工件之前，应确认工件位置已安装正确，防止碰撞丝架和因超程撞坏丝杠、螺母等传动部件。n (5)开始切割时，先开贮丝筒
4、，再开工作液，最后开脉冲电源。n (6)尽量消除工件的残余应力，防止切割过程中工件爆裂伤人。n (7)在检修机床、机床电器、脉冲电源、控制系统时，应注意适当地切断电源，防止触电和损坏电路器件。n (8)定期检查机床的保护接地是否可靠，注意各部位是否漏电。n (9)一旦发生因电器短路造成火灾时，应首先切断电源，立即用合适的灭火器灭火，不准用水救火。n (10)停机时，与开始切割时操作顺序相反，应先停高频脉冲电源，后停工作液，让电极丝运行一段时间，并等贮丝筒换向后再停走丝。3.2 机床结构组成与性能n 数控高速走丝线切割机床一般由数控装置、机床本体、供液系统、走丝机构、工作台、高频脉冲电源等组成。
5、图3-1所示是用PC机控制的DK7725EJ数控高速走丝线切割机床。n图3-1 用PC机控制的高速走丝线切割机床 数控装置走丝机构上丝架(可移动)手控面板工作台n 3.2.1 走丝机构n 走丝机构的功用，一方面使电极丝来回快速走丝，另一方面把电极丝整齐地来回排绕在贮丝筒上，如图3-2所示。走丝机构有如下特点：n (1)贮丝筒组合件旋转时，其径向跳动小于0.02 mm，否则可能引起电极丝抖动，出现断丝现象。n (2)为了保证贮丝筒上整齐排绕电极丝，不出现叠丝现象，在贮丝筒组合件转动时，必须让贮丝筒作相应的轴向位移，且轴向位移应平稳和轻便。n (3)贮丝筒组合件由三相四极交流马达通过弹性联轴节直接
6、带动，保证电极丝走速为810 m/s。采用弹性联轴节可以减缓因走丝换向带给贮丝筒的冲击。n (4)为了循环使用电极丝，必须要让贮丝筒能自动正反转换向。n图3-2 循环走丝机构 走丝电机滑动走丝拖板丝杆双向预紧螺母座体齿轮箱手摇柄贮丝筒挡丝块弹性联轴节n 3.2.2 丝架n 丝架应满足如下要求：n (1)有足够的刚度和强度，确保电极丝来回高速走丝时，丝架头部应没有向上或向下的变形现象。n (2)丝架上装有导电装置，使电极丝与高频电源的负极相接。n (3)导轮与丝架之间必须有良好的绝缘，防止导轮或支承轴承产生电蚀现象。n (4)上下导轮的轴线应平行，否则会使上下导轮产生单边磨损。n图3-3 可调式
7、丝架结构示意图 副导轮(排丝轮)断丝检测杆贮丝筒进电块导轮活动丝臂n 3.2.3 工作台 n 为了使工作台阻力小、运动灵活，一般都采用滚动导轨结构。有的机床采用交叉滚柱代替滚珠。滚动导轨形式如图3-4所示。n图3-4 工作台导轨的结构形式 运动件滚珠承导件重力力封式导轨n 若因安装或使用中变形等原因，丝杠与螺母的螺纹间有了间隙，则当丝杠的转动方向改变时，螺母不能立即随之改变移动方向，只有当丝杠转过某一角度后，螺母才开始随着移动。这样丝杠便有了一段没有产生传动效果的空行程。此时因系统照样在进行转角计数，但实际上并没有产生有效移动，因此直接造成了机床的加工误差，即空程误差。消除空程误差的方法是尽量
8、减小这个间隙。比如可采用弹性螺母径向调节法来消除间隙。如图3-5所示，将螺母一端的外表面加工成圆锥形，并在其径向开四条窄槽，使螺母在径向收缩时带有弹性。n图3-5 弹性预紧螺母 n 3.2.4 机床本体n 床身台面用于固定走丝机构、丝架和工作台，里面安装高频脉冲电源、工作液循环装置和机床电器等。为了减少热源，提高精度，有的厂家把机床电器放置在床身之外。床身的面板上安装操作必须的按钮开关、旋钮和电流表等。n 3.2.5 控制系统n 1 单片微机控制系统n 图3-6所示是采用单片微机控制的高速走丝线切割机床的控制面板。这类控制系统一般具有如下功能：n (1)程序输入。n (2)具有图形缩放、象限变
9、换及对称加工的功能。n (3)电极丝偏移功能。n n (4)齿隙补偿功能。n (5)回退功能。n (6)具有对加工暂态随时检查的功能以及逆向加工功能。n图3-6 控制系统面板 PROM状态转换MOVE纸带输入PORT信息转储BP追检MEM检查REG切割LAST输入NEXT增量9874A56BMON地址增量MON监控STEP单步执行CD3EF210EXEC执行复位RESET显示器变频钮自动手动暂停点动加工电源高频进给n 2 PC机控制的系统n 图3-7所示为一DK7725EJ型高速走丝线切割机床的软件系统控制面板，采用486以上微机，编程、控制为一体。系统具有如下特点：n (1)上下异形面，大锥
10、度工件加工。n (2)双CPU结构，编程控制一体化，加工时可同机编程。n(3)放电状态波形显示，自动跟踪，无需变频调节。n(4)支持ISO、3B代码方式控制。n(5)加工轨迹实时跟踪显示工件轮廓三维造型。n(6)屏幕控制台方式，全部操作均用鼠标实现，方便直观。n(7)现场数据停电记忆，上电恢复，无需维护。n(8)绘图式(YH)线切割自动编程系统。n图3-7 基于PC的软件系统控制面板 n 3.2.6 机床技术性能 n 数控高速走丝线切割机床可用于加工各种由圆弧和直线构成的图形形状的冲裁模中的各种模板零件、型腔模中的通孔零件或镶件、新产品试制零件、成形刀具、样板、卡规、凸轮等，可用圆弧或直线来近
11、似加工由其他曲线构成图形的零件，如摆线、渐开线齿轮等。特别是可以通过控制改变线径补偿的方法来先后加工出具有配合要求的模具零件。高速走丝线切割机床的主要技术性能指标如表3-3所示。n表3-3 高速走丝线切割机床的主要技术性能指标 3.3 编程规则与程序输入 n3.3.1 程序编制规则n 高速走丝线切割机床用的3B程序格式为：n B JX B JY B J G Zn n 1 编程坐标系的建立n 尽管对3B格式程序来说，程序中的数据与坐标原点所处的位置无关，但其总的坐标轴方向应该是确定不变的，否则将无法放置到机床上。n 2 基本坐标计数的确定n 直线：应先将坐标原点假想地移到该线段的起点上，求得线段
12、终点在该假想坐标系中的坐标值(X，Y)。n 平行轴线：经假想平移后，与坐标轴重合的直线段，即图形中与原始X、Y坐标轴方向平行的直线段。无论该线平行于哪根轴，都按JX=JY=0处理。n 斜线：指图形中，与X、Y坐标轴方向夹角都不为0的直线。此时，JX=|X|，JY=|Y|。n 圆弧：先将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心上，若圆弧起点与终点在该坐标系中的坐标分别为(X1，Y1)和(X2，Y2)，则JX=|X1|，JY=|Y1|。n 3 主计数轴与主计数长度的确定n 直线：先假想地将坐标系原点移到该线段的起点上，再看线段终点所处的位置，按图3-8(a)所示以45的线分界。在阴影区内时，主计数轴为GX；
13、在非阴影区内时，主计数轴为GY。亦即在假想坐标系里终点坐标X和Y值中哪个大，则哪个轴即为主计数轴(当终点刚好在45线上时，从理论上讲，应该是在插补运算加工过程中最后一步走的是哪个轴，就取该轴作主计数轴。n 因此，1、3象限取GY，2、4象限取GX)。相应地，主计数长度即为终点在该主计数轴上的坐标值。若线段终点在该假想坐标系中的坐标为(X，Y)，则：n|X|Y|时，记为GX，J=|X|；n|Y|X|时，记为GY，J=|Y|。n 此规则同样适于平行轴线。n图3-8 主计数轴的确定 YXGXGXGYGYGYGYXGXGXYn图3-9 计数长度的确定 XYYXJ1J2J3JJ1J2J3X1Y1X2Y2
14、JY2JX1n 圆弧：同样将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心上，看圆弧终点所处的位置，同样按图3-8(b)所示以45的线分界。在阴影区内时，主计数轴为GX;在非阴影区内时，主计数轴为GY。而圆弧段的主计数长度则为在主计数轴方向上，从圆弧起点到圆弧终点所走过的总的投影长度，如图3-9所示。n 4 加工指令n 同样地，直线时将坐标原点移到线段起点上，圆弧时将坐标原点移到圆心上，再进行如图3-10所示的判断。n图3-10 加工指令的确定 XYSR2NR3SR3NR4SR4NR1SR1NR2L1L1L2L2L3L3L4L4n 直线：根据直线终点所处的象限有L1、L2、L3、L4四种指令。n 圆弧段加工指
15、令根据从起点到终点的圆弧加工走向有顺圆和逆圆之分。n 顺圆：根据圆弧起点所处的象限有SR1、SR2、SR3、SR4四种指令。n 逆圆：根据圆弧起点所处的象限有NR1、NR2、NR3、NR4四种指令。n程序书写时，对平行轴线，其格式通常是：n B B B J G Znn对于斜线与圆弧，其格式通常是：n B JX B JY B J G Znn 对于具有公差的尺寸数据，根据大量的统计，加工后的实际尺寸大部分是在公差带的中值附近，因此应采用中差尺寸编程。中差尺寸的计算公式为中差尺寸=基本尺寸+上偏差+下偏差203.32202.004.032n 3.3.2 编程实例n 例1 如图3-11(a)所示的凸模
16、由三段直线与一段圆弧组成，应编制四条程序段。此外还应增加电极丝从工件外部切入到轮廓线的引入段和从轮廓结束顺原路径引出的程序段。若不考虑线径补偿，直接按图形轮廓编程，则所编加工程序见表3-4。n图3-11 编程零件图例 216345ABCDABCD60R504010900.07R50.07(a)(b)n表3-4 不考虑补偿时的程序清单 n 若考虑线径补偿，设所用电极丝直径为0.12 mm，单边放电间隙0.01 mm，则应将整个零件图形轮廓沿周边均匀增大0.01+0.12/2=0.07 mm。得到图3-11(b)中虚线所示的轮廓后，按虚线轮廓(即丝中心轨迹)编程，所编加工程序清单见表3-5。n表3
17、-5 考虑补偿时的程序清单 n 例2 若要切割一个直径为20 mm的圆孔，设穿丝预孔打在孔中心处，所用电极丝直径为0.12 mm，单边放电间隙0.01 mm，则切割时，丝中心应在直径为19.86 mm的圆上，整个加工程序应为：n B B B 9 9 3 0 G X L 1 引入直线段n B 9930 B 0 B 39720 GY NR1 切割整圆 n B B B 9 9 3 0 G X L 3 引出直线段n 3.3.3 程序的输入和修改n 1 单片机系统控制台n 程序输入主要有人工输入、纸带输入以及计算机输入等。这里只对人工输入指令进行说明。机床控制系统中是按格式：B JX B JY B J
18、B G B Zn 的先后顺序进行输入的。和前述3B格式程序相比，就是在计数长度和加工指令前都要敲间隔符号B以进行分隔。n 1)键值说明n JX、JY：坐标数值，以m为单位。n J：计数长度数值，以m为单位。n G：计数方向，GX输入时敲0键，GY输入时敲1键。n Zn：加工指令。n 直线：L1，输入时敲“11”，即敲两次1键，将“L”用“1”代替。同样地，L2、L3、L4分别用“12”、“13”、“14”代替。n n 顺圆：SR1用“21”代替，SR2用“22”代替，SR3用“23”代替，SR4用“24”代替。n 逆圆：NR1用“31”代替，NR2用“32”代替，NR3用“33”代替，NR4用
19、“34”代替。n 2)程序输入过程n (1)开机：电源开关打到“开”，按RESET(清零)键。置初始状态。n (2)键入2000，按MEM(检查)键，显示 2000 xx，再根据环形分配器选择及坐标轴选择送入适当数值。如键入01，则显示 2000 01。n (3)按MON(地址增量)键，显示 2001 xx，再根据是否齿补和要否缩放送入适当数值。n (4)按PROM(状态转换)键，显示 GOOD。n (5)根据是否偏移分为以下情况。n (6)按001键，显示P001。n (7)输送程序(第一段程序的内容)。n (8)按NEXT(增量)键，显示P002。n (9)送完加工指令后，再送特征指令。n
20、 (10)按REG(切割)键，显示 P001 ，则加工便从P001开始。n 3)程序的检索和编辑n (1)检索：若需检索第xxx段程序是否正确，则先按LAST(输入)键，然后将需检索的n 程序号输入，显示Pxxx。n 按MEM(检查)键，显示JX值；n 按MEM(检查)键，显示JY值；n 按MEM(检查)键，显示J值；n 按MEM(检查)键，显示G值；n 按MEM(检查)键，显示Zn值。n 若再按MEM(检查)键，则显示xxx+1的程序号。n (2)修改：在检索中发现错误，则按LAST(输入)键，然后输入需要修改的程序号，将正确的程序输入。按NEXT(增量)键，继续修改；按F键，显示GOOD，
21、结束修改。n (3)删除：若需删除某段程序，则可按LAST(输入)键，然后将删去的程序号送入，按D键，内存程序库将删去该段程序，并自动对库内的程序重新排列，使删去的程序的程序号都减1，并显示下一条程序段号。n (4)插入：如需在第xxx段程序处插入一段程序，则可按LAST(输入)键，然后将所需插入的程序号送入。按E键后，送插入程序内容。按NEXT(增量)键，显示器显示下一段程序号。n (5)坐标和切割状态检查：按控制盘面板上的“暂停”按钮。n按1键，显示器显示X坐标的即时值；n按2键，显示器显示Y坐标的即时值；n按3键，显示器显示J坐标的即时值；n按4键，显示器显示F(F为逐点比较的偏差值)；
22、n按5键，显示器显示现时加工指令及指令特征；n按7键，显示器显示电极丝偏移量及偏移参数。n 2 PC机系统控制台n 1)程序代码的读入n 程序代码可通过软盘读入或由系统设定的磁盘中读入。只要用鼠标点读盘或按L键，屏幕将列出磁盘上存储的全部代码文件名，选择所需的文件名并确认后，系统自动读入程序代码，并快速绘出图形。n 2)程序代码的编辑n 在代码显示状态下用光标点取任一有效代码行，该行即点亮，系统进入编辑状态。此时显示调节功能钮上的标记符号变为：S、I、D、Q、。各键功能为：S代码存盘；I代码倒置(倒走代码变换)；D删除当前行；Q退出编辑状态；向上翻页；向下翻页。n 3)模拟检查n 读入程序代码
23、后，用鼠标点模拟或按D键即可进入模拟检查状态，此时可检验代码及插补的正确性。n 3.3.4 坐标变换与缩放处理n 1 坐标变换n 变换参数送到2000H存储单元，参数值如图3-12所示。据此可实现坐标系旋转90、180、270的加工变换和相对于X轴、Y轴、45线、135线对称的加工变换。n 2 缩放加工n 缩放加工时应进行相应齿补开关及齿补量的注入。n 缩放齿补开关设在2001H存储单元。当2001H为“2”时缩小1倍，其高位数为“1”。齿补量置入2002H存储单元，高位为X轴方向齿补量，低位为Y轴齿补量。n图3-12 坐标系旋转和镜像加工格式设定 YX11(01)0YXX12(02)逆转90
24、逆转180Y13(03)14(04)逆转270YX18(08)Y135X对称于135对称于45X4517(07)YY16(06)XX对称于Y轴对称于X轴15(05)Y3.4 基本操作方法 n 3.4.1 基本调试操作n 1 熟悉工作台的坐标轴方向n 熟悉拖板的坐标轴方向对工件编程及安装放置等有相当重要的意义。机床工作台的X轴和Y轴的正负方向通常是按如图3-13所示布置的(图示是假设工作台不动，而电极丝移动的坐标情况)。n图3-13 机床坐标系统 YX丝架十字拖板n 检查拖板轴向的方法是：输入一段程序指令，操作控制台分别控制工作台向X轴和Y轴正向移动。可能有的机床的轴向布置不像上述那样，所以一定
25、要了解并熟记所用机床的坐标轴方向，以免加工出废品。n 2 机械控制精度检查n 先将工作台X轴和Y轴的手柄刻度盘分别放置在零线上，然后输入指令，控制拖板X轴和Y轴进给一定的长度，再由刻度盘刻度来初步检查进给尺寸是否符合要求。n 3 加工精度校验n 输入程序，装上工件，并进行正式加工。分别切割正方形或长方形及圆形，检查切割下来的工件尺寸与要求是否相符。n 4 电极丝垂直度的调整n 如图3-14所示，先把刀刃角尺放在十字拖板工作台上的夹具上，调节X轴拖板，使刀刃角尺与电极丝靠近，观察刀刃角尺与电极丝之间的间隙，上下应均匀。n图3-14 电极丝垂直度的调整 丝架导轮刀刃角尺垫铁拖板电极丝电极丝导轮n
26、5 工作液的准备n 选用工作液时必须注意，一种适用的工作液必须有一定的绝缘性能，具有较好的洗涤性能，有较好的冷却性能，对环境无污染，对人体无害。n 3.4.2 工件的装夹方法n 工件的装夹形式对加工精度有直接影响。线切割机床的夹具比较简单，一般是在通用夹具上采用压板螺钉固定工件，当然有时也会用到磁力夹具、旋转夹具或专用夹具。n 1 工件装夹的一般要求n (1)工件的基准表面应清洁无毛刺，经热处理的工件，在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要清除热处理残物及氧化皮。n (2)夹具应具有必要的精度，将其稳固地固定在工作台上，拧紧螺丝时用力要均匀。n (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
27、，工作台移动时工件不得与丝架相碰。n (4)对工件的夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。n (5)大批零件加工时，最好采用夹具，以提高生产效率。n (6)细小、精密、薄壁的工件应固定在不易变形的辅助夹具上。n 2 支撑装夹方法n (1)悬臂支撑方式：通用性强，装夹方便。但由于工件单端压紧，另一端悬空，因此工件底部不易与工作台平行，所以易出现上仰或倾斜致使切割面与工件上下平面不垂直或达不到预定的精度。n (2)两端支撑方式：如图3-15(a)所示。其支撑稳定，平面定位精度高，工件底面与切割面垂直度好，但对于较小的零件不适用。n (3)桥式支撑方式：如图3-15(b)所示。n (4)板式支撑方式：
28、如图3-15(c)所示。n (5)复式支撑方式：如图3-15(d)所示。n 图3-15 工件支撑装夹方式n(a)两端支撑方式；(b)桥式支撑方式；n(c)板式支撑方式；(d)复式支撑方式(c)(d)n 3.4.3 加工步骤及要求n (1)根据图纸尺寸及工件的实际情况来计算坐标点，并编制程序，或采用自动编程方法编制出程序。n (2)将编好的程序输入到机床数控装置中，并进行空程校验或用薄料试切割以校对程序。n (3)把工件装夹在机床的工作台上，必须注意装夹位置，使加工型孔与图纸要求及编程安排相符。n (4)将丝盘安装在上丝电机轴上，接通上丝电机电源，将电极丝顺次通过导电块、上挡丝块、上导轮、工件上
29、的穿丝预孔、下导轮、下挡丝块，再引到贮丝筒，固定在贮丝筒一端的螺钉上。n (5)调节好换向开关的位置，开启走丝电机，检查走丝情况，并注意对电极丝的预紧。n (6)进行起始位置的调整操作，如对中心、找端面等。n (7)开启机床电源和走丝马达、水泵马达，再开启高频电源，接着开启控制台的进给开关，检查步进电机是否吸住，并复查工作台起点的X、Y坐标值。n (8)加工结束后，先后关闭加工开关、高频电源、水泵马达、走丝马达，并检查加工结束时工作台的X、Y轴向坐标值。n 3.4.4 加工过程中的调节n 如何合理地调节控制加工过程，要根据加工状态决定。n 电火花加工机床一般都有电压表和电流表，从它们的指示值可
30、以粗略地判断加工状态。n 当合上脉冲电源开关开始加工时，因为电极丝和工件还相距比较远，故不会发生火花放电。n 3.4.5 特殊情况的处理n 1 中途停车处理n 加工过程中因某些特殊原因必须停车时，应先关闭加工开关、高频电源，然后再关闭水泵马达、走丝马达。n 2 断丝后的继续加工处理 n 加工过程中突然断丝，应先关闭高频电源和加工开关，然后关闭水泵马达、走丝马达，把变频粗调放置在“手动”一边，开启加工开关，让工作台继续按规定程序走完，直到回到起始点位置，接着去掉断丝。n 3 意外断电后的处理n 加工过程中，有时会出现控制台故障或突然断电的现象。若是控制台出现故障，则切割的图形就与要求不相符合。如
31、果割错的部分是在废料上，则工件还可挽救。n 4 短路故障处理n 微机控制DK7725EJ机床在加工过程中，一旦出现高频短路情况，系统即停止插补。若在设定的控制时间内短路达到设定的次数，系统将自动回退。n 采用单片微机控制的机床也提供加工路线回退处理功能，具体操作如下：先断开“加工开关”，然后按一下控制面板上的暂停按钮，合上“手动开关”，再按6键，按B键，再连续按点动按钮。此时，拖板按原加工路线回退，回退次数与按点动按钮次数相同。直到短路状态消除，再断开“手动”开关，按暂停按钮，按6键，按B键，然后合上加工开关，切割加工则继续进行。3.5 线切割加工工艺及应用 n3.5.1 线切割加工工艺路线n
32、 数控电火花线切割机床的加工工艺路线如图3-16所示。n图3-16 数控线切割机床的加工工艺路线图 工艺准备补偿设置机床的检查与调整工作液的选配电极丝的选择及校正穿丝孔的加工其 它人工预补偿机床自动补偿工件装夹分析图纸夹具的选用工件的找正确定丝中心的坐标检验通用量具专用量具仪器测量其 它加工故障处理临时停机断 丝突然断电短 路其 它直线K和圆弧 R检验法控制台显示机床空走试切样板先割非重要零件程序校验编制程序先确定装夹方向及位置手工编程专用编程器编程微机自动编程其 它n 3.5.2 线径补偿问题n 在数控线切割加工中，由于数控装置所控制的是电极丝中心的行走轨迹，而实际加工轮廓却是由丝径外围和被
33、切金属间产生电蚀作用而形成的。也就是说，实际加工得到的轮廓轨迹和电极丝中心的轨迹是有一定偏移的，这一偏移就是编程加工中应考虑的线径补偿量。其值通常为 f=丝半径+单边放电间隙(+精加工余量)n 线径补偿的编程控制有编程预补偿和机床补偿两种方式。n (1)编程预补偿：根据加工对象是外形或者是内孔的情况，将整个轮廓轨迹向外或向内均匀地作线径补偿值的偏移后，得到一新的尺寸轨迹，以此尺寸轨迹数据作为电极丝中心的轨迹直接进行编程加工控制。n (2)机床补偿：直接按整个实际轮廓轨迹尺寸数据进行编程，通过在程序中嵌入有关线径补偿的代码，以及在加工机床上进行有关补偿的设定来实施。n 3.5.3 冲裁模的间隙控
34、制n 加工冲裁模的凸、凹模时，应考虑电极丝半径r，电极丝与工件间的单面放电间隙电及凸模与凹模间的单面配合间隙配。首先应明确的是：当用线切割机床切割凸模外形时，丝中心的轨迹应是在凸模外形基础上沿周边均匀增大一个线径补偿量f，即+f(正偏移)；切割凹模孔时，丝中心的轨迹应是在凹模孔形基础上沿周边均匀减小一个线径补偿量f，即-f(负偏移)。线径补偿量f=r+电。n 当加工冲孔模具时(即冲裁后要求保证孔的尺寸)，冲孔凸模的尺寸基本上和工件孔的尺寸一致，而冲孔凹模的尺寸应该是冲孔凸模加上配。若以加工直径为d的圆孔为例，则加工凸模时丝中心的轨迹尺寸d丝凸应为n d丝凸=d+2f=d+2(r+电)=d+2f
35、凸n 加工凹模时丝中心的轨迹尺寸d丝凹应为n d丝凹=d+2配-2f=d-2(f-配)=d-2f凹n 即加工冲孔凸模时应该考虑的线径补偿量为n f凸=f=r+电n加工冲孔凹模时应该考虑的线径补偿量为n f凹=f-配=r+电-配n 当加工落料模时(即冲裁后要求保证冲下的工件尺寸)，落料凹模由工件的尺寸确定，落料凸模则是落料凹模的尺寸减配。若以加工直径为D的圆外形为例，则加工凹模时丝中心的轨迹尺寸D丝凹应为n D丝凹=D-2f=D-2(r+电)=D-2f凹n 加工凸模时丝中心的轨迹尺寸D丝凸应为n D丝凸=D-2配+2f=D+2(f-配)=D+2f凸n即加工落料凸模时应该考虑的线径补偿量为n f凸
36、=f-配=r+电-配n加工落料凹模时应该考虑的线径补偿量为n f凹=f=r+电n 对于凸模固定板和卸料板而言，其线径补偿量的确定原则和凹模类似。若卸料板与凸模间的单边配合间隙为卸(卸料板的单边尺寸比凸模大卸)，凸模固定板与凸模间的单边配合过盈量为固(设固定板的单边尺寸比凸模小固)，则：n 对冲孔模具，n f卸=r+电-卸，f固=r+电+固n 对落料模具，n f卸=r+电+配-卸，f固=r+电+配+固n n 冲裁模具配作加工时各主要零部件的线径补偿量设置如图3-17所示。只要熟知各零件相对的线径补偿量关系，无论是采用人工补偿编程加工还是机床自动补偿，或者是利用微机自动编程，都能够正确地设置而获得
37、所需的程序。n图3-17 冲裁模具配作时各零件的线径补偿量设置n (a)冲孔模具；(b)落料模具 ffff电r凸模凹模孔卸料板孔固定板孔f卸料板孔凸模f凹模孔ff电极丝R凹R凸R凹配R凹配卸fR凹配固ff凹f配f凸f配f凹f卸配固卸固R凹配f电极丝R凸f凸fr电R凸fR凸配fR凸卸fR凸固f配f卸f卸f固f固R凹ff卸f卸配固定板孔f固f固配(a)n 前述图3-11所示的零件外形，是采用落料模具冲制而成的。当采用机床自动补偿的加工方式时，通常只需要直接按冲件外形进行编程即可。但对于国产大多数高速走丝线切割机床而言，由于其线径补偿功能不很完善，必须在对图形中所有尖角进行修圆(添加过渡圆)后，才可
38、使用机床的自动补偿功能。若不考虑引入、引出线，对图3-11所示零件按基本尺寸并以0.2 mm的半径修圆后，其程序清单应为：nB 0 B 0 B 39642 GX L 1 直线AB nB 0 B 200 B 178 GY NR 4 过渡圆nB 9968 B 89708 B 89708 GY L 1 直线BCnB 199 B 22 B 82 GX NR 4 过渡圆nB 29908 B 40069 B 59816 GX NR 1 圆弧CDnB 120 B 160 B 182 GY NR 2 过渡圆nB 9968 B 89708 B 89708 GY L 4 直线DAnB 199 B 22 B 199
39、 GX NR 3 过渡圆n D 程序结束 n 若丝半径r=0.06 mm，电=0.01 mm，n 配=0.015 mm，卸=0.02 mm，固=0.01 mm，则各个补偿量分别为：n f 凹=f=r+电=0.07 mmn f凸=r+电-配=0.055 mmn f卸=r+电+配-卸=0.065 mmn f固=r+电+配+固=0.095 mmn 3.5.4 加工路线与防变形处理n 1 工件材料内部残余应力对加工的影响n 由于电切削加工可以切割很硬的金属材料，因此，在模具零件等的加工工序安排上，通常都将电切削工序放在热处理淬火之后进行，这也正是电加工的优势所在。n图3-18 加工路线的确定 夹压端A
40、BDEILCFGHJKABCDEFGHIJKL(a)(b)(c)夹压端夹压端n 切割孔类工件，为减少变形，可采用两次切割法，如图3-19所示。第一次粗加工型孔，周边留余量0.20.5 mm，以补偿材料应变后的变形。第二次切割为精加工，这样可达到较满意的效果。为更好地避免切割大孔形时产生尖角应力开裂的可能性，还可以用其他加工方法对型孔预先进行镂空处理，同时对尖角处添加过渡圆。n图3-19 两次切割法 第二次切割的图形第一次切割路线第一次切割后的实际图形n 2 装夹方位和定位找正n 为防止加工变形，对工件坯料最好采用对称的多点夹压，或根据工件复杂程序安排多个夹压点。对单边悬臂装夹或单点夹压的，如前
41、所述，应将夹压点安排在最后一条程序线段的方位上。n 对于工件在工作台上安放方位，通常是为方便编程，使程序尽可能简单。如图3-20所示，若使工件安放的角为0或90以外的任意角，则矩形轮廓各线段都成了斜线，使编程复杂化了。n图3-20 装夹方位与编程难度 YXn图3-21 装夹方位与行程范围 YX行程范围YX(a)(b)n 对于普通的线切割机床可以用如下碰火花的方法找到基准孔的中心：n 先把控制部分置于切割状态，开启机床，使电极丝运行，合上高频开关，摇动X轴手柄，使工件孔的一边缓缓靠近电极丝，直到看见孔的上下部位发出均匀的火花，记下此时X轴的坐标值X1，再反方向摇动X轴，同样地找到孔的另一边，并记
42、下此时X轴的坐标值X2。摇动手柄置X轴坐标于该两坐标值的平均值处，即为孔在X轴方向的中心(如图3-22所示)。用同样的方法找出孔在Y轴方向的中心。n图3-22 碰火花法找中心 X1X2Y1Y23.6 常见故障及其排除方法 n 3.6.1 断丝故障n 加工过程中，若出现断丝现象，不仅浪费电极丝，而且还会影响到工件加工进度和质量。出现断丝的主要原因有以下三个方面。n1 机械部分的故障n(1)贮丝筒的径向跳动量超过0.02 mm。n(2)导轮磨损。n(3)负载过重。n 2 高频电源的故障n 若高频电源的脉冲周期与脉冲宽度之比小于6。这样，在加工过程中不利于熔化金属微粒的排出，往往也会产生断丝现象。n
43、 3 操作不当引起断丝n 操作过程中过于求快而多次短路。在短路状态下，电流增大，电极丝特别容易变脆、老化，这也可能造成断丝现象。n 3.6.2 加工精度差n 1 程序编制有错误n 这时，应先操作控制台控制机床空走，一段段地对程序进行校对。若发现某一段程序的终点X、Y坐标与计算坐标值不相符合，则应再把工作台的X、Y轴坐标放回到这段程序的起点，然后操作控制台，重走这段程序。n 2 控制台有故障n 当发现控制台有故障时，必须多观察，抓住主要矛盾，及时排除故障。由于这方面的故障处理较复杂，在此就不作说明了。n 3 工作台的丝杠与螺母之间有空程n 对此，应先检查工作台的X、Y轴的轴向间隙，若它大于0.0
44、05 mm，则应重新调整螺帽来消除间隙。n图3-23 丝杠间隙检查与调整 n 4 步进电机与丝杠间的齿轮副有空程n 这时，可开启进给开关，将步进电机吸住，然后拧动丝杠，观察固定在丝杠上的刻度盘。顺时针拧动所得的读数和逆时针拧动所得的读数差值应小于0.003 mm，否则应松下固定步进电机的三个螺钉，减小步进电机与丝杠的中心距，重新固定步进电机，然后先检查丝杠转动：用手拧动丝杠，转动应轻快，摩擦应均匀，再按上述方法检查齿轮副的间隙，直至满足要求。另外，也可能是双齿轮消隙机构失灵，应卸下齿轮进行清洗、调整。n 5 导轮磨损n 应先检查贮丝筒转动时，电极丝是否有抖动或摆动，若有，则应拆下检查，并更换磨
45、损的导轮或轴承。n 6 零件材料变形n 零件的精度越高，对零件的热处理要求就越高。如果加工一批零件的质量的误差没有规律性，就要考虑材料内应力的影响。n 7 操作等方面n 精密丝杠加工一般是在恒温条件下进行的，若环境温度相差较大，则难于保证加工精度。一般应在202恒温环境下操作较合适。n 3.6.3 表面粗糙度差n 1 机械方面n 丝架的刚度不够或走丝机构不平稳，则机床在工作时会引起丝的抖动，直接影响加工表面粗糙度。n 2 操作方面n 若电极丝不够紧，则在加工工件表面上，会产生一条条有规则的痕迹。这时应进行人工紧丝，以消除这种痕迹。n 3 高频电源方面n 主要检查高频电源的波形和工作稳定性。此外，适当地降低高频电源的输出电压，虽然会使生产率降低，但可以提高加工表面质量。n 高速走丝线切割机床常见故障及其处理见表3-6。n表3-6 高速走丝线切割机床常见故障及其排除方法结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
