1、第九章 电火花线切割加工编程一、电火花线切割加工原理和特点基本原理：基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理。工具电极：电极丝，直径一般为0.040.2mm。适用范围：只能加工以直线为母线的曲面，而不能加工任意空间曲面。即用于二维图形的加工，也可用于带有锥度的三维零件的切割。加工过程：电极丝垂直于工作台平面作快速的上下往复运动。工件在XY平面内相对于电极丝按一定的轨迹运动。加工特点：不需要特定形状的电极。能加工出形状复杂、精密细小的零件。最小切缝宽度0.04mm，最小内角半径0.02mm，尺寸公差为0.01mm，表面粗糙度Ra1.6um。材料总蚀量少，余料可以再利用。加工过程中电极丝高速移动，采用
2、正极性加工，因而电极丝的损耗小，对加工精度的影响可忽略不计。依靠对电极丝运动轨迹修整的间隙补偿功能，可方便地调整冲模的配合间隙。加工时工件与电极丝不接触，宏观作用力极小，工件不易产生应力变形。放电时间短，工件总体不受热影响，工件不会产生热变形，特别适合加工热敏性很强的材料。精规准一次加工成形，在加工过程中不需要转换加工规准。第九章 电火花线切割加工编程国内外电火花切割机床的工艺指标：第九章 电火花线切割加工编程二、电火花线切割加工设备：快走丝线切割：电极丝移动速度710m/s优点：有利于电蚀产物的排出，生产效率可大大提高，且可稳定地加工较厚工件，提高钼丝利用率。缺点：走丝速度过高，则电极丝抖动
3、严重，破坏加工稳定性，走丝速度不得超过10m/s。慢走丝线切割：电极丝移动速度4m/s优点：加工精度、表面质量稳定性、可靠性较高。缺点：电蚀产物排除较困难，不易切割厚工件。分类：靠模仿形控制、光电跟踪控制、数字程序控制数字程序控制：机床、脉冲电源和数控系统三部分。第九章 电火花线切割加工编程三、数字程序控制原理：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。功能：带锥切割、间隙补偿、螺距补偿、图形编程、图形显示。加工过程：数控装置经过运算，按一定规律向驱动工作台滑板的步进电机发出脉冲，使滑板按预定图形轨迹运动。插补方法：逐点比较法逐点比较法原理：每进给一步，就比较一次切割点相对设定线
4、段的偏离位置，不断进行修正，步步逼近所要加工的曲线。第九章 电火花线切割加工编程计数方向的选择：斜线：xAyA时，计数方向取 Gx，计数长度为 J=xAxAyA时，计数方向取 Gy，计数长度为 J=yAxA=yA时，计数方向取 Gx或 Gy 均可，计数长度 J=xA=yA圆弧：xAyA时，终点A靠近X轴，计数方向取Gy，计数长度J为整个圆弧段在Y轴上的投影总和。xAyA时，终点B靠近Y轴，计数方向取Gx，计数长度J为整个圆弧段在X轴上的投影总和。xA=yA时，计数方向取 Gx或 Gy 均可，计数长度 J=xA=yA第九章 电火花线切割加工编程计数长度的计算：注意圆弧的计数长度计算注意圆弧的计数
5、长度计算第九章 电火花线切割加工编程四、数控线切割机床程序的编制四、数控线切割机床程序的编制1、程序格式 3B格式：N B X B Y B J G Z 段号 分隔符 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 （1）段号（N）在线切割加工中，每一条线段用一条指令表示，段号即为指令的顺序号。（2）分隔符（B）将X、Y、J的数码分开第九章 电火花线切割加工编程（3）坐标值（X、Y）线切割加工中规定：电极丝相对于工作台向右移动为X轴正方向，向前移动为Y轴正方向。在一个工件加工过程中，X、Y坐标方向始终不变，加工不同曲线时，可选不同的坐标原点，x,y值应填在分坐标系上的绝对值。1
6、）线型为直线时（平行于坐标轴方向的线），x,y值可以不写。2）线型为斜线时，规定斜线起点为分坐标原点，x,y值填写斜线终点在分坐标上的数值，允许x,y按相同比例放大或缩小。3）线型为圆弧，规定此圆弧的圆心为分坐标原点，x,y为圆弧起点坐标值。（4）计数方向（G）选X拖板方向进给总长进行计数为计X，用Gx表示，选Y拖板方向进给总长进行计数为计Y，用Gy表示。1）直线和斜线以终点分坐标绝对值大的为计数方向，x,y值相等时可任选计Gx,Gy。2）圆弧段以终点公坐标绝对值小的为计数方向。第九章 电火花线切割加工编程（5）计数长度（J）计数方向的拖板从起点到终点移动的总距离，即加工曲线（直线）在计数方向
7、投影长度的总和。注意圆弧的计数长度计算注意圆弧的计数长度计算（6）加工指令（Z）加工指令共有12种，分别用L1，L2，L2，L4，SR1，SR2，SR3，SR4，NR1，NR2，NR3，NR4表示，下标为起点所在的象限。（7）数值单位 X、Y、J数值均以m为计数单位。如：J=1995 m，写成19952 纸带编码：五单位标准纸带停机码、废码第九章 电火花线切割加工编程例加工一条斜线的程序为：B3825B6720B006720GyL4 注意：X、Y、J无负参数(3.825,-6.720)例加工一平行于X轴的直线（终点20.10,0)BBB020100GxL1 加工一平行于Y轴的直线（0，20.1
8、0)BBB020100GyL2 顺时针方向加工一半径为R6的半圆弧 B6000BB012000GySR2第九章 电火花线切割加工编程3、编程步骤 （1）根据图样要求，计算电极丝中心依偏移量ff=(d/2+)单边放电间隙 d 电极丝半径 外偏取+（如加工凸模）内偏取-（如加工凹模）（2）分析零件图形，建立总坐标系（以计算方便为原则）（3）确定装夹位置，拟定切割路线（4）画出电极丝中心轨迹，计算交、切点的总坐标值（5）编写程序第九章 电火花线切割加工编程程序编制时应注意的问题：（1）编程时，应取其公差带的中心为编程计算尺寸。（2）合理选择切割起始点及方向。（3）所要编制的加工程序单，不是工件的轮廓
9、曲线，而是加工过程中电极丝中心相对工件的移动轨迹。（4）为保证计算误差不大于1 m，计算过程应取误差小于0.0001 m m。4、编程实例第九章 电火花线切割加工编程五、计算机自动编程五、计算机自动编程1、手工编程的缺点 效率低、计算工作量大、容易出错2、自动编程方法 （1）用专用数控语言编程 （2）计算机自动编程3、自动编程机（软件）的主要功能（1）能处理直线、圆弧、非圆曲线和列表曲线所组成的图形（2）能以直角坐标和极坐标编程（3）能进行图形旋转、平移、对称、比例变换，加电极和放电间隙偏移量，加过度圆角和倒角（4）操作方便：交互方式，屏幕编辑功能强，可进行加工仿真（5）输出方式多：CRT显示
10、，图表打印，绘图机绘图，穿孔带等第九章 电火花线切割加工编程第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工间隙补偿从已知的工件轮廓自动向外（内）偏一个数值。应用：只要编制一条程序便可加工凸模、凹模和固定板等零件，减少编程的工作量，实现凸模和凹模间隙均匀的要求。切割带斜度工件的控制原理（一）工艺应用和工艺路线分析图样，估算加工工时工艺准备：机床调整、工作液的选配、电极丝的选择及校正，工件准备等。加工参数选择：包括脉冲参数及进给速度调节。程序编制及控制介质制作：工件装夹：加工质量检验：第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工（二）穿丝孔的准备凹模类工件在切割前必须加工穿丝孔，以保证工件的完整性。
11、加工穿丝孔可使工件余料完整，从而减小变形所造成的误差。穿丝孔的位置：穿丝孔的位置：切割凸模类外型面时：切割凸模类外型面时：穿丝孔位置选在型面相交的拐角处附近。切割凹模类内型面时：切割凹模类内型面时：（1）工件待切割型孔的中心，操作方便。（2）待切割型孔的边角处，此时切割的无用轨迹最短。（3）在已知坐标尺寸的交点，有利于控制轨迹尺寸的运算。穿丝孔的直径：穿丝孔的直径：一般为310mm。当穿丝孔同时作为定位孔时，其尺寸最好选取整数值或便于运算的值，以方便其作为工艺基准时的有关计算。第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工（三）工件的装夹工件的装夹工件的装夹影响工件的加工质量，并关系到切割工作能
12、否顺利进行。装夹工件前校正好电极丝与工件装夹台面的垂直度后，再根据图样及工艺要求，明确切割内容、切割方向、工件基准和切割顺序。装夹位置要适当，工件的切割范围应在机床纵横滑板的许可范围内。工件材料必须有足够的夹持余量。（四）切割路线的确定：切割路线的确定：起始切割点的确定原则：（1）表面粗糙度要求较低处。（2）截面图形的相交点上，相交角小的为好。（3）便于钳工修整的位置上。第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工切割路线的确定原则：（1）避开毛坯边角处，距离各边角处尺寸均匀，使工件产生的变形较小。（2）工件与夹持部分的分离应安排在最后，使加工中刚性较好。（五）工件的变形及预加工（五）工件的变
13、形及预加工工件的变形：工件的预加工：在线切割加工之前，先将大部分余量去除，使工件材料的内应力重新分布，以获得新的平衡后再进行线切割加工。凹模的预加工：凸模的预加工：第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工（六）影响电火花线切割加工工艺效果的主要因素用切割速度、加工精度及加工表面粗糙度来衡量脉冲参数：脉冲参数：脉冲电压、峰值电流和脉宽电极丝及其移动速度电极丝及其移动速度：电极丝：钼丝、钨丝、钨钼丝、黄铜丝（我国一般用直径0.08mm0.18mm的钼丝或钨钼丝。）加工棱角要求较高的工件时选用细小的电极丝加工大厚度工件或要求大电流切割时选用较粗的电极丝工件材料、厚度：工件材料、厚度：切割铜铝及淬
14、火钢等材料比较稳定。第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工八 线切割加工零件的工艺特点模具材料的选用应选用淬透性能良好的合金工具钢或硬质合金来制造提高线切割模具的使用寿命。Cr12、Cr12MoV、CrWMn等线切割模具的结构特点：（1）对于精密细小、形状复杂的模具，不必采用镶拼结构。（2）线切割加工的凸模为直通型。（3）由于一般数控线切割机床不带切割斜度装置，因此切出的凹模为直通型。为便于漏料，凹模刃口厚度应适当减薄或线切割后利用电火花加工出漏料斜度。（4）模具的凹角和尖角尺寸应符合线切割加工的特点。第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工电极丝材料、直径及速度工件材料及厚度加工进
15、给速度工作液种类、浓度及流量机床机械运动精度控制系统精度加工速度加工表面粗糙度放电间隙大小加工精度脉冲间隔脉冲宽度电流峰值空载电压脉冲能量放电痕影响线切割工艺效果的因素影响线切割工艺效果的因素第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工 a）b）c）穿丝孔位置的选择a、b）未加工穿丝孔 c）加工了穿丝孔第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工 凹模预加工余量留在凹型轮廓线以内。余量应尽可能均匀。采用机械加工或电火花成形预加工，余量可留23mm。采用线切割法预加工，余量可在0.51mm之间。第三章 模具的
16、特种加工 2 电火花线切割加工 保留凸模毛坯的大部分余量，从毛坯外部向凸模工件轮廓均匀地开放射状槽。各槽的底部与凸模工件的距离应小而均匀（通常为0.52mm。形状简单或厚度较小的电火花线切割加工。第三章 模具的特种加工 2 电火花线切割加工 形状复杂或工件材料较厚时，应采用线切割粗加工的预加工方法。在夹持余量部位采取开槽法等。第九章 电火花线切割加工编程YOXAOXYA切割斜线示意图切割圆弧示意图第九章 电火花线切割加工编程工作节拍方框图判 别进 给计 算终点判断加工结束是否第九章 电火花线切割加工编程偏差：A(xe,ye)M2(x2,y2)M3(x3,y3)M2(x2,y2)eexyyxFe
17、eyxyxF0，加工点在斜线的上方（或在线上），滑板应沿X轴进给一步。F0，加工点在斜线的下方，滑板应沿Y轴进给一步。第九章 电火花线切割加工编程222Ryx222RyxF偏差：F0，加工点在圆弧外（或在圆弧上）F0，加工点在圆弧内AM2(x2,y2)M3(x3,y3)BM1(x3,y3)RXYO第九章 电火花线切割加工编程计数方向的选取 直线和斜线以终点分坐标绝对值大的为计数方向，若终点分坐标绝对值相等时可任意取Gx或Gy。圆弧段以终点分坐标绝对值小的为计数方向。第九章 电火花线切割加工编程GyGy直线和斜线的计数方向圆弧的计数方向GxGx第九章 电火花线切割加工编程12种加工指令第九章 电
18、火花线切割加工编程双边配合间隙为0.02mm，d=0.13mm钼丝，火花间隙为0.03mm（双边）零件工作图第九章 电火花线切割加工编程加工凹模钼丝中心轨迹第九章 电火花线切割加工编程（1）计算电极丝中心偏移量。对于落料模，被加工零件尺寸由凹模决定，模具配合间隙应在凸模上扣除。凹模中心偏移为内偏，取负值。mmmmdf08.0)2/03.02/13.0()2/（凹（2）建立总体坐标系。计算交、切点的坐标值，填入计算单。图形的对称轴为直角坐标系的Y轴，底边为X轴。穿丝孔在O1处。切割路线为O1ABCDEFGHA计算偏移后的各交、切点坐标值（x，y）和分坐标值（x，y），填入计算单。第九章 电火花线切割加工编程第九章 电火花线切割加工编程加工凸模钼丝中心轨迹第九章 电火花线切割加工编程（1）计算电极丝中心偏移量。对于落料模的凸模，电极丝中心轨迹线应取正值，且凸凹模配合间隙应在凸模上扣除。（2）建立总体坐标系。计算交、切点的坐标值，填入计算单。总坐标系与凹模加工相同。切割时工件由外面切入，若沿X轴负向切入5mm才从A点开始正式切割凸模。切割路线为AABCDEFGHA计算偏移后的各交、切点坐标值（x，y）和分坐标值（x，y），填入计算单。mmmmdf07.0)01.008.0(202.0)2/（凸第九章 电火花线切割加工编程
