1、安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术第二节第二节 数控线切割加工数控线切割加工 一、概述一、概述 （一）线切割机床的加工原理一）线切割机床的加工原理 1、电火花线切割加工也是利用电极和工件之间的脉冲放电的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。其加工原理与电火花成型加工相同，但加工中利用的电极是金属丝（钼丝或铜丝），工件接在脉冲电源的正极，电极丝接负极。线切割机床安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术A微细结构和复杂形状应用安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造
2、 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术零件工艺分析手工自动编程数控装置功放机床步进电机脉冲运丝变频2、加工过程加工过程安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3、快走丝、慢走丝快走丝、慢走丝线切割机床线切割机床快走丝：0.080.2mm的钼丝作电极，往复循环，走丝速度为810m/s，加工精度为0.01mm 表面粗糙度Ra2.5 0.63m。工作液为乳化液，如：DX-1、TM-1、502型。慢走丝:走丝速度是312m/min，电极丝广泛使用铜丝，直径 约为0.030.35mm，单向移动，可达到加工精度0.001mm，表面粗糙度为Ra|X|时
3、，取GY；|Y|X|时，取Gx；|Y|=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定。根据终点坐标的绝对值，哪个方向数值小，就取该方向为计数方向。与直线相反。即：|Y|X|时，取Gx；|Y|=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定。直线直线圆弧圆弧安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术4计数长度J 根据计数方向，选取直线或圆弧在该方向上的投影总和（绝对值），单位m 线AB：取 GY 弧CD：取GYJ=3000 m 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术5加工指令Z 根据被加工图形的形状，所在象限和走向等确定。控制台根据这些指令，进行偏差计算，控制进给方向 看走向，看起点象限直线直
4、线圆弧圆弧安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术B2000 B3000 B3000 Gy L2B2 B3 B3000 Gy L2B13500B0B13500GxL3，或BBB13500GxL3 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术B3000 B4000 B17000 Gy SR3安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术例题：弧AB1)由终点坐标B（2，-9）判断，|Y|X|，计数方向取Gx；2）圆弧半径：计数长度：3)加工指令Z取 SR34)程序 B9000 B2000 B25880 Gx SR3?弧BA安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（二）间隙补偿（二）间隙补偿 电极丝
5、 中心轨迹凸模凹模间隙补偿量：R=电极丝半径r+放电间隙 放电间隙放电间隙 约约0.01mm安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（三）编程步骤（三）编程步骤 在编程前应了解数控线切割机床的规格及主要技术参数，数控装置的功能及适应程序代码格式。1正确选择穿丝孔和电极丝切入位置 穿丝孔是电极丝加工的起点，也是程序的原点，O点为穿丝孔。一般选工件的基准点附近。穿丝孔到工件之间有一条引入线段，称为引入程序段。在手工编程时，应减去一个间隙补偿量R，从而保证图形位置的准确性。如OA段 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3确定加工路线 根据工件的装夹情况，建立坐标系。正确的加工路 线能减小工件
6、的变形，保证加工精度。4求各线段的各交点坐标值 将图形分割成若干条单一的直线或圆弧，按图纸尺寸 （平均尺寸）求出各线段的交点坐标值。5编制程序 6程序检验 空运行，即将程序输入数控装置后空走，检查机床的回零误差。2计算间隙补偿量R。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（四）编程实例（四）编程实例编程的方法主要有手工编程和自动编程 手工编程，间隙补偿量R加在程序段中进行计算。自动编程，加工前将间隙补偿量输入机床的数控装置。编程时，按图纸的名义尺寸编制程序，补偿量不计算在程序段尺寸中，图形上所有非光滑连接处应加过渡圆弧修饰，使图形中不出现尖角。过渡圆弧的半径必须大于间隙补偿量RR。这样，在加
7、工时数控装置自动将图形圆弧处增大或减小一个的距离，实行补偿，而直线段保持不变。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 编制如图所示凸凹模（图中尺寸为计算后的平均尺寸）的 数 控 线 切 割 程 序。电 极 丝 为 的 钼 丝0.18mm，单边放电间隙为0.01mm。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术建立坐标系，确定穿丝孔位置 切割凸凹模时，加工顺序应先内后外，选取20圆的圆心，其中穿丝孔位置分别是O点和B点。确定自动补偿量 R=0.18/2+0.01=0.10mm计算交点坐标 应将图形分成单一的直线或圆弧安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术求F点的坐标值：因F点是直线FE与圆
8、的切点，故其坐标值通过如图 其余交点坐标可直接由图形尺寸得到 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术编写程序 直线段OA和BC段为引导程序段，需减去补偿量0.10mm。其余线段和圆弧不需考虑间隙补偿。切割时，由数控装置根据补偿特征，自动进行补偿，但在D点和E点需加过渡圆弧，取R=0.15mm。加工顺序为：先切割内孔，空走到外形B处，再按顺序切割，B C D E F C A安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术B B B9900 Gx L1 穿丝切割，OA段 B10000 B B40000 Gy NR1 内孔加工B B B9900 Gx L3 AO段 D 拆丝B B B30000 Gy
9、L4 空走 D 装丝B B B4900 Gy L2 BC段B59850 B0 B59850 Gx L1 CD段B0 B150 B150 GY NR4 D点过渡安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术B0 B29745 B29745 GY L2 DE 段 B150 B0 B150 Gx NR1 E点过渡圆弧B51445 B18491 B51445 Gx L2 EF段B84561 B23526 B58456 Gx NR1 FC段 DD 结束安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术四、四、4B格式程序编制格式程序编制程序格式程序格式BXBYBJBRGD或DDZ分隔符号X坐标值分隔符号Y坐标值分隔
10、符号计数长度分隔符号圆弧半径计数方向曲线形式加工指令有间隙补偿程序格式 1R为圆弧半径若加工图形中出现尖角时，取半径R大于间隙补偿量的圆弧过渡。2D或DD 凸圆弧用D表示，凹圆弧用DD表示。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术五、五、ISO代码数控程序编制代码数控程序编制 ISO代码进行数控编程是电加工控制发展的必然趋势。目前，部分厂家采用3B、4B和ISO并存的方式作为过渡。（一）程序段格式和程序格式（一）程序段格式和程序格式P10N01G92XOYON02G01X5000 Y5000N03G01X2500 Y5000N04G01X2500 Y2500N05G01XOYON06M02程
11、序名 字母和数字 程序主体 由若干个程序段组成 程序结束指令 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术程序段格式N02G01X5000Y5000尺寸字尺寸字 电极丝运动坐标位电极丝运动坐标位置，置，X X、Y Y、U U、V V、A A、I I、J J等，等，后续数字为整数，单后续数字为整数，单位位m,正、负号。正、负号。加工指令加工指令 GG其后续有其后续有两 位 正 整 数，两 位 正 整 数，如如G00G00G99G99。顺序号字顺序号字 程序段的程序段的序号，序号，N N后续数字后续数字2 24 4位。如位。如N03N03、N0010N0010。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技
12、 术（二）（二）ISOISO代码及其编程代码及其编程 常用ISO指令代码 1 1G00 G00 为快速定位指令为快速定位指令在线切割不加工情况下，使指定的在线切割不加工情况下，使指定的某轴以最快速度移动到指令位置某轴以最快速度移动到指令位置 书写格式：书写格式：G00 X_ Y_G00 X_ Y_ 例例 如：如：G00 X60000 Y80000G00 X60000 Y80000注意：如果程序中指定了注意：如果程序中指定了G01G01、G02G02指令，则指令，则G00G00无效无效 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术2G01 直线插补指令在各个坐标平面内加工任意斜率直线轮廓和用直线逼
13、近曲线轮廓。书写格式：G01 X_ Y_例 如：G92 X20000 Y20000 G01 X80000 Y60000 加工锥度的线切割机床具有X、Y、U、V工作台，则程序段格式为：G01 X_ Y_ U_ V_安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3 3G02G02、G03 G03 圆弧插补指令圆弧插补指令 书写格式：G02 X_ Y_ I_ J_ G03 X_ Y_ I_ J_注：G02顺时针插补圆弧，G03逆时插补 X、Y表示圆弧终点坐标 I、J圆心坐标，是圆心相对圆弧起点的增量值，I是X方向坐标，J是Y方向坐标。G02 X30000 Y30000 I20000 JO AB弧G03
14、X45000 Y15000 I15000 JO BC弧安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术4 4G90G90、G91G91、G92 G92 坐标指令坐标指令G90G90绝对坐标指令。即移动指令终点坐标值绝对坐标指令。即移动指令终点坐标值X X、Y Y都是都是以工件坐标系原点（程序的零点）为基准来计算的。以工件坐标系原点（程序的零点）为基准来计算的。书写格式：书写格式：G90 G90 （单列一段）（单列一段）终点终点 ：8080，6060 G91G91增量坐标指令。增量坐标指令。即坐标值均以前一个坐标位置作为起即坐标值均以前一个坐标位置作为起点来计算下一点位置值。点来计算下一点位置值。3B
15、3B、4B4B格式格式均按此方法计算坐标点。均按此方法计算坐标点。书写格式：书写格式：G91G91（单列一段）（单列一段）终点终点 ：6060，4040 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术G92G92绝对坐标指令绝对坐标指令书写格式：书写格式：G92 X_Y_G92 X_Y_表示电极丝当前的位置在编辑坐标系中的表示电极丝当前的位置在编辑坐标系中的坐标值，即加工程序的起点。坐标值，即加工程序的起点。G92 X10000 Y10000G92 X10000 Y10000 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术例题例题 G90编程P0010 （程序名）N01 G92 X0 Y0（确定加工程
16、序起点）N02 G01 X10000 Y0 N03G01 X10000 Y20000 N04G02 X40000 Y20000 I15000 J0 N05G01 X30000 Y0 N06G01 X0 Y0 N07 M02安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术G91编程P0011 （程序名）N01 G92 X0 Y0N02 G91 （后面为坐标增量编程）N03 G01 X10000 Y0N04 G01 X0 Y20000N05 G02 X30000 Y0 I15000 J0N06 G01 X-10000 Y-20000N07 G01 X-30000 Y0N08 M02安徽机电职业技术学院模
17、 具 制 造 技 术5 5G05G05、G06G06、G07G07、G08G08、G10G10、G11G11、G12G12为镜像及交换指令为镜像及交换指令G05G05X X轴镜像，轴镜像，X=-XX=-XG06G06Y Y轴镜像，轴镜像，Y=-YY=-YG12G12消除镜像。每进行镜像程序时，结束都需加该指令消除镜像。每进行镜像程序时，结束都需加该指令 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术6 6G40G40、G41G41、G42G42为间隙补偿指令为间隙补偿指令G41G41左偏补偿指令左偏补偿指令格式：格式：G41 D_G41 D_G42G42右偏补偿指令右偏补偿指令格式：格式：G42
18、D_G42 D_DD表示间隙补偿量，计算方法与前面方法相同。左偏、右偏表示间隙补偿量，计算方法与前面方法相同。左偏、右偏是沿加工方向看是沿加工方向看 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术7 7G50G50、G51G51、G52 G52 锥度加工指令锥度加工指令G51G51锥度左偏指令，锥度左偏指令，书写格式：书写格式：G51 A_G51 A_ G51 A0.5 G51 A0.5沿走丝方向看沿走丝方向看电极丝向左偏离。电极丝向左偏离。顺时针加工，锥度左偏加工的顺时针加工，锥度左偏加工的工件为工件为上大下小上大下小；逆时针加工，；逆时针加工，左偏时工件左偏时工件上小下大上小下大。驱动上导驱动
19、上导轮轮部位部位U U、V V工作台工作台，使上导轮相对于使上导轮相对于X X、Y Y工作台平工作台平移，获得所要求的锥角。可以移，获得所要求的锥角。可以解决凹模的漏料问题。解决凹模的漏料问题。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术G52G52锥度右偏指令，用此指令顺时针加工，工件为上锥度右偏指令，用此指令顺时针加工，工件为上小下大；逆时针加工，工件为上大下小。小下大；逆时针加工，工件为上大下小。书写格式：书写格式：G52 A_G52 A_G50G50取消锥度指令。取消锥度指令。书写格式：书写格式：G50G50加工前还需输入工件及工作台参数：加工前还需输入工件及工作台参数：WW下导轮中心到
20、工作台面的距离下导轮中心到工作台面的距离HH工件厚度工件厚度S S工作台面到上导轮中心距离工作台面到上导轮中心距离 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（三）编程实例（三）编程实例 编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径0.18mm0.18mm ，单边放电间隙为，单边放电间隙为0.01mm0.01mm为。（凹模为。（凹模尺寸为计算后平均尺寸）。尺寸为计算后平均尺寸）。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术N01 G92 X0 Y0N02 G41 D100（应放于切入线之前）N03 G01 X0 Y-25000N04 G01 X60000 Y-
21、25000N05 G01 X60000 Y5000N06 G01 X8456 Y23526N08 G40 （放于退出线之前）N09 G01 X0Y0N10 M02步骤（略）N07 G03 X0Y-25000 I-8456 J-23526自动编程CAXA,HL,YH,HF,KS安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术六、线切割加工工艺六、线切割加工工艺 1 1坯料的准备坯料的准备下料锻造退火刨平面磨平面划线铣漏料孔孔加工淬火磨平面线切割 穿丝孔应在淬火前加工好 2 2工艺参数的选择工艺参数的选择（1）脉冲参数的选择:加工电流I选择 选择合适加工电流过大或过小，会使加工速度慢，加工状态不稳定。投
22、入功放管数量n愈多，加工电流会增大。厚的工件，选择较大加工电流 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术脉宽脉宽ti ti选择选择 脉宽大小对表面粗糙度产生影响。脉宽愈大，单个脉冲能量大，切割效率高 ti(s)5102040Ra(m)22.53.24.0脉冲间隔脉冲间隔t0/tit0/ti比选择 工件厚度大，切割加工排屑时间长，脉冲间隔时间长，itot/工件厚度mm102030405060708090150500功放管数n123456789脉冲间隔比444884567itot/安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（2 2）电极丝的选择）电极丝的选择 电极丝应具有良好的抗电蚀性，抗拉强度
23、，材值均匀。电极丝应具有良好的抗电蚀性，抗拉强度，材值均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、铜丝等。钨丝用于窄缝精加工，常用电极丝有钼丝、钨丝、铜丝等。钨丝用于窄缝精加工，价格昂贵；铜丝适于慢走丝加工，加工表面精度高，蚀屑价格昂贵；铜丝适于慢走丝加工，加工表面精度高，蚀屑附着少；钼丝常用于快走丝加工，直径约在附着少；钼丝常用于快走丝加工，直径约在0.080.080.22mm0.22mm范围内，抗拉强度高，应用广泛。范围内，抗拉强度高，应用广泛。（3 3）工作液的选择）工作液的选择 工作液对切割速度，表面质量，加工精度影响很大。常工作液对切割速度，表面质量，加工精度影响很大。常用工作液有去离子水和乳化液
24、用工作液有去离子水和乳化液 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3 3工件的装夹与调整工件的装夹与调整（1 1）工件装夹）工件装夹 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（2 2）工件的调整）工件的调整 百分表找正 划线找正 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（4 4）电极丝位置的调整电极丝位置的调整 目测法火花法 自动找正中心 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术习题习题 请用请用3B3B、ISOISO代码编制下图程序，钼丝代码编制下图程序，钼丝0.18mm0.18mm ，单边放，单边放电间隙为电间隙为0.01mm0.01mm。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技
25、术自动编程（自动编程（CAXACAXA）菜单条下拉菜单工具栏立即菜单工具点菜单状态栏空格键安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术编辑图形编辑图形安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术1、轨迹操作 二轴轨迹生成 参数表选择2、轨迹仿真3、生成代码安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 慢走丝线切割技术加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术代码代码功能功能代码代码功能功能G00G00快速定位G55G5
26、5加工坐标系2G01G01直线插补G56G56加工坐标系3G02G02顺圆插补G57G57加工坐标系4G03G03逆圆插补G58G58加工坐标系5G05G05X轴镜像G59G59加工坐标系6G06G06Y轴镜像G80G80接触感知G07G07X、Y轴交换G82G82半程移动G08G08X轴镜像，Y轴镜像G84G84微弱放电找正G09G09X轴镜像，X、Y轴交换G90G90绝对坐标G10G10Y轴镜像，X、Y轴交换G91G91增量坐标G11G11Y轴镜像，X轴镜像，X、Y轴交换G92G92定起点G12G12消除镜像M00M00程序暂停G40G40取消间隙补偿M02M02程序结束G41G41左偏间隙补偿 D偏移量M05M05接触感知解除G42G42右偏间隙补偿 D偏移量M96M96主程序调用文件程序G50G50消除锥度M97M97主程序调用文件结束G51G51锥度左偏 A角度值WW下导轮到工作台面高度G52G52锥度右偏 A角度值H H工作厚度G54G54加工坐标系1S S工作台面到上导轮高度
