数控电火花线切割机床的程序编制

5.1数控电火花线切割加工基本原理数控电加工机床是利用电蚀加工原理，采用金属或非金属作为工具电极来切割工件，以满足加工要求。数控电加工机床通过数字控制系统的控制，可按加工要求，自动切割任意角度的直线和圆弧。这类机床主要适用于切割淬火钢、硬质合金等金属材料，特别适用于一般金属切削机床难以加工的细缝槽或形状复杂的零件，在模具行业的应用尤为广泛。5.1数控电火花线切割加工基本原理一、电火花线切割加工放电基本原理电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，中心温度瞬时可达10000°以上，高温使工件金属熔化甚至汽化，从而实现对工件材料的电蚀加工。电极丝与工件之间的放电间隙一般在0.01mm左右。为了保证电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电，必须具备必要的条件：1、两个电脉冲之间有足够的间隔时间，使放电间隙中的介质消电离，即使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度。2、必须向放电间隙注入大量的工作液，以使电极丝得到充分冷却，同时使电极丝必须作高速轴向运动，以避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断。3、应选择恰当的脉冲参数，以获得较好的工件质量、保证钼丝不被烧断、保证电点火放电。二、数控线切割机床的组成和技术指标1、组成①工作台：用来装夹被加工工件，由工作台面、中拖板和下拖板组成。②走丝机构：由储丝筒、走丝电动机、丝架和导轮组成。③供液系统：提供工作液。④脉冲电源：产生脉冲电源。⑤控制系统：对整个切割加工过程和切割轨迹进行控制。DK7732控制柜工作台2、分类按电极丝的运动速度，可分为1、高速走丝机床（8~10m/s）2、低速走丝机床（10~15m/s)机床型号含义2、分类①按控制方式分：靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制及微机控制等。②按脉冲电源形式，可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等。③按加工特点分：大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等。④）按走丝速度分：低速走丝方式（8~10m/s）和高速走丝方式（10~15m/s)。3、主要技术指标①工作台行程②最大切割厚度③加工表面粗糙度和加工精度④数控系统控制功能。4、机床坐标系面对线切割机床，钼丝相对于工件的左右运动为X坐标运动，且向右为正。钼丝相对于工件的前后运动为Y坐标运动，且向后为正。由于加工过程中，钼丝始终垂直贯穿工件，所以不需要描述工件Z坐标方向的运动。当机床进行锥度切割时，上丝架还可作平行于X、Y坐标轴的附加运动，称为U、V坐标运动。XY三、电火花线切割加工走丝原理1、丝速计算电极丝线速度：smDnv/601000电丝2、走丝部件的储丝筒每转一转时，其轴向移动的距离rmmPdcbas/丝smv/50.96010001440120丝rmms/20.02282828283、X、Y坐标工作台运动原理线切割机床编程时的数据单位是1μm，它是步进电动机的控制电路每接受一个变频进给脉冲时，工作台的移动距离，称为脉冲当量。每接受一个脉冲，步进电动机转1.5°或3°。四、电火花线切割加工的特点1.不需要制造成型电极，工件材料的预加工量少。2.能方便地加工复杂截面的型柱、型孔、大孔、小孔和窄缝等。3.脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，属中、精加工范畴.电火花线切割加工基本是一次加工成型，一般不要中途转换规准。4.由于电极是运动着的长金属丝，单位长度电极丝损耗较小，所以当切割面积的周边长度不长时，对加工精度影响较小。5.只对工件进行图形加工，故余料还可以使用。6.工作液选用水基乳化液，而不是煤油，非但不易引发火灾，而且可以节省能源物资。7.自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低，较安全。5.2线切割基本编程方法线切割编程分为手工编程和自动编程，手工编程比较繁琐，是自动编程的基础。线切割程序格式有3B、4B、5B、ISO、EIA格式等，使用最多是是3B格式。一、3B程序格式及编程方法3B程序不具有间隙补偿功能，它描述的是钼丝中心运动轨迹，与工件轮廓轨迹相差一个偏移量，所以不能实现自动间隙补偿。也不能加工锥度。1、3B程序格式B为分隔符，用于分割X、Y、J三个数码。加工斜线时，X、Y是该斜线段终点对其起点的坐标值；加工圆弧时，X、Y是圆弧起点对其圆心的坐标值。对于与坐标轴重合的线段，X或Y值，均不必写出。BXBYBJGZX坐标值Y坐标值计数长度计数方向加工指令2、计数方向G和计数长度J将加工某线段的拖板进给总长度值，预先置入J计数器，每加工一步，J计数器减1。直线计数方向G：加工斜线段时，用进给距离比较长的一个方向作进给长度控制。可以45°为分界线，当斜线在阴影区内时，取GY，反之，取GX，若正好在45°线上时，理论上应该是在插补运算加工过程中，最后一步走的是哪个坐标，则取该坐标为计数方向。圆弧计数方向：应视圆弧终点的情况而定。理论上，当加工圆弧达到终点时，走最后一步的是哪个坐标，就应该选该坐标作计数方向。也可以45°为分界线，来选取。计数长度：当计数方向确定后，计数长度应取计数方向从起点到终点拖板移动的总距离，即圆弧或直线段在计数方向坐标轴上投影长度的总和。对于斜线，图(a)取J=Ye，图(b)取J=Xe对于圆弧，它可能跨越几个象限，图(a)为GX，取J=JX1+JX2，图(b)为GY，取J=JY1+JY2+JY3(a)(b)3、加工指令Z共分12种，其中圆弧加工指令8种。SR表示顺圆，NR表示逆圆，字母后面的数字表示该圆弧的起点所在的象限。对于与坐标轴重合的直线段，正X轴为L1，正Y轴为L2，负X轴为L3，负Y轴为L4。若圆弧跨越几个象限，加工指令应由起点所在的象限和圆弧走向来决定。如下图，加工圆弧AB，加工指令为SR4。4、编程实例以下程序中X、Y和J的值均用微米(μm)表示例1：加工图示斜线的程序：B17000B5000B17000GXL1X、Y值可按比例缩小同样倍数，故程序可简化为：B17B5B17000GXL1例2：加工图示与正Y轴重合的直线段，长为22.4，其程序为：BBB22400GYL2例3：加工图示逆圆弧，A为起点，B为终点，程序为：B2000B9000B25440GYNR2（计数方向取GY，长度J=9+9.22+(9.22-2)=25.44因圆弧的起点在第二象限，故加工指令取NR2)例4：加工图示零件：BBB40000GXL1/*加工直线段ABB1B9B990000GYL1/*加工斜线段BCB30000B40000B60000GXNR1/*加工圆弧CDB1B9B90000GYL4/*加工斜线段DA加工程序单5、间隙补偿量控制台所控制的是电极丝中心移动的轨迹。加工凸模时，电极丝中心轨迹应在所加工图形的外面；加工凹模时，电极丝中心轨迹应在所加工图形的内侧；所加工图形与电极丝中心轨迹间的距离，即为间隙补偿量f。（1）判定间隙补偿量f的正负对圆弧是用于修正圆弧半径，当考虑电极丝中心轨迹后，其圆弧半径比原图形半径增大时取+，减小时取-;对直线段是用于修正其法线长度，当考虑电极丝中心轨迹后，使该直线段的法线长度增加时取+，减小时则取-（2）间隙补偿量f的算法钼丝中心运动轨迹与切割轨迹之间的偏移量f，直接影响工件的尺寸精度。其中，d-钼丝直径；z-单边放电间隙放电间隙z与工件材料、结构、走丝速度等情况有关，一般根据脉冲参数与放电间隙关系的基本规律估算。采用快速走丝，在加工电压等于60~80V时，z=0.01~0.02mmzdf21二、4B指令编程4B指令编程用于具有间隙补偿功能和锥度补偿功能的数控线切割编程。锥度补偿指系统能同时控制X、Y、U、V四轴的运动，使钼丝偏离垂直方向一个角度，切割出带锥度的工件。1、4B指令程序格式与3B指令相比，前面多了带正负号的补偿量。2、“±”符号的使用当相似图形的线段大于基准轮廓尺寸时为正补偿；当相似图形的线段小于基准轮廓尺寸时为负补偿；对于直线，无须严格的规定；对于圆弧，规定以凸模为准，正偏（圆半径加大）时加“+”号，负偏时加“-”3、锥度切割时，“±”符号的使用当相似图形的线段大于基准轮廓尺寸时为正补偿；当相似图形的线段小于基准轮廓尺寸时为负补偿；5.3数控线切割中的工艺处理一、工件装夹方式工件装夹的形式对加工精度有直接影响。电火花线切割加工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。为了适应各种形状工件加工的需要，还可使用磁性夹具、旋转夹具或专用夹具。5.3数控线切割中的工艺处理一、工件装夹方式工件装夹的形式对加工精度有直接影响。电火花线切割加工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。为了适应各种形状工件加工的需要，还可使用磁性夹具、旋转夹具或专用夹具。5.3数控线切割中的工艺处理1、取件位置、切割路线走向及起点的选择由于工件存在内应力，预定切割轨迹与加工后图形往往不一致。为了减少变形，必须合理