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7.1概述第7章数控电火花线切割编程7.2数控线切割编程7.3数控电火花线切割加工工艺及编程实例7.1数控电火花线切割加工概述一、数控电火花线切割机床简介1、机床的基本组成由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源和控制系统（控制柜）等五大部分组成，如图7-4所示。（1）工作台（2）走丝机构（3）供液系统（4）脉冲电源（5）控制系统-+脉冲电源工作台夹具工件电极丝丝架工作液筒贮丝筒控制柜导轮图7-4数控线切割机床的组成2、机床和系统的性能3、机床坐标系二、线切割加工的原理操作者将切割工件的数控程序通过键盘（或穿孔纸带，或通讯接口）输入机床的控制柜，经图像模拟检验，确认程序正确，即可开始切割加工。加工时脉冲电源的正极接工件，负极接工具电极（钼丝）。在控制系统的控制下，钼丝以一定的速度往返运动，它不断地进入和离开放电区域；供液系统在钼丝与工件之间浇注液体介质（工作液）；工作台带着工件按照数控程序的指令作纵向和横向的运动。通过控制钼丝相对工件运动的轨迹和速度，切割出符合形状和尺寸的工件。分类：慢走丝（2-15m/min）和快走丝（450-700m/min）两种。三、线切割加工的应用范围（1）加工模具（2）加工电火花成型加工用的电极（3）加工复杂形状的零件特点：无需专用工具；加工负荷低；工件硬度不限（导体及半导体材料）；自动化程度高。7.2数控线切割编程1、3B指令格式编程2、ISO标准G代码编程一、3B指令格式编程1、程序编制的基本规则（1）程序段格式3B格式是一种使用分隔符的程序段格式:BXBYBJGZ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X，Y，J的数值最多为6位，取绝对值编程，单位为µm；当X，Y的数值为0时，可省略为B0B；BXBYBJGZ其中：G为计数方向，分为按X方向计数（Gx）和按Y方向计数（Gy）；Z为加工指令，包括直线4种和圆弧8种。（2）坐标系采用XOY平面直角坐标系。加工不同的基本轨迹（直线或圆弧）时，应取不同的坐标原点，但X、Y坐标轴的方向不变。如图：加工斜线ab时，坐标原点取在斜线的起点a；加工圆弧bc时，坐标原点取在圆心O1；加工直线cd时，坐标原点又应取在直线的起点c。OYXYXYX01cdba1、程序编制的基本规则一、3B指令格式编程（3）坐标值符号X、Y分别表示X、Y方向的坐标值，不带正负号，取绝对值。加工圆弧时，以圆心为坐标原点，则X、Y为圆弧起点的坐标值；加工斜线时，以起点为坐标原点，则X、Y为斜线终点的坐标值。1、程序编制的基本规则一、3B指令格式编程（4）计数与计数方向选取X拖板方向进给总长度进行计数的称为计X，用GX表示；选取Y拖板方向进给总长度来进行计数的称为计Y，用GY表示。为了保证加工精度，必须正确选择计数方向，如图，当被加工的斜线在阴影区域内，计数方向取GY，否则取GX；当圆弧的加工终点落在阴影部分，计数方向取GX，否则取GY。YX45°45°45°45°XYGYGYGxxGxGxGYGxGY1、程序编制的基本规则一、3B指令格式编程加工斜线加工圆弧（5）计数长度J表示某一个加工轨迹从起点到终点在计数方向拖板移动的总距离，称为计数长度。换句话说，计数长度就是被加工圆弧（或直线）在计数方向上投影长度总和。计数长度的计算，如下图所示。YXOABJX2JX1BAOXYJY2JY3JY1(a)(b)1、程序编制的基本规则一、3B指令格式编程Jx=Jx1+Jx2JY=JY1+JY2+JY3（6）加工指令直线加工指令:Z的取值有4种，分别用L1、L2、L3、L4表示，如下图所示。1、程序编制的基本规则一、3B指令格式编程L1L2L3L4第一象限L1：0°≤α＜90°第二象限L2：90°≤α＜180°第三象限L3：180°≤α＜270°第四象限L4：270°≤α＜360°αXY（6）加工指令1、程序编制的基本规则一、3B指令格式编程XY圆弧加工指令:Z的取值有8种，若被加工圆弧的加工起点分别在坐标系的四个象限中并按顺时针插补，加工指令分别用SR1、SR2、SR3、SR4表示；按逆时针方向插补时，分别用NR1、NR2、NR3、NR4表示；如加工起点刚好在坐标轴上，其指令可选相邻两象限中的任何一个。SR2SR1SR3SR4XYNR2NR1NR3NR42、使用规则举例【例1】编制图1所示程序，其中终点A的坐标为（-17，5），单位为mm。【例2】编制图2所示的AB圆弧程序，走向从B到A。XOYA（-17,5）YOXA（-2,9）CD图1直线编程图2圆弧编程一、3B指令格式编程2、使用规则举例【例1】解：B17000B5000B17000GxL2【例2】解：B9000B2000B25440GxSR4∵R=sqrt(85)=9.22,Gx=9+9.22+9.22-2=25.44XOYA（-17,5）YOXA（-2,9）CD图1直线编程图2圆弧编程一、3B指令格式编程2、ISO标准G代码编程参见P222表7-2：汉川机床有限责任公司线切割编程基本指令表。一、数控线切割编程中的工艺处理二、典型零件线切割编程实例7.3数控电火花线切割加工工艺及编程实例一、数控线切割编程中的工艺处理1、补偿量F的确定在实际加工过程中，由于受电极丝半径及火花放电间隙的影响，使切割加工后工件的尺寸与工件所要要求的尺寸不一致。一般来讲，切割后工件尺寸与所要求的尺寸相差一个电极直径d与2倍的放电间隙2δ，如图。φ放电间隙电极丝所需工件加工后的工件补偿量F电极丝路径编程轨迹RR+FR-F凹模(R-F)凸模(R+F)（c）过渡圆弧补偿（b）有补偿，电极丝自动偏移（a）无补偿，工件变小了l钼丝切割轨迹与图样的关系δ为了使加工后工件的尺寸能与所要求的尺寸一致，就要在切割加工时对原工件尺寸进行补偿，使电极丝实际运行的路径与原工件图形之间偏移一个距离，如图c所示，而这个距离就是单边补偿量：F=d/2+δ（µm）在线切割用于粗加工时，若精加工余量为Δ，则间隙补偿量的计算公式为：F=d/2+δ+Δ（µm）φ放电间隙电极丝所需工件加工后的工件补偿量F电极丝路径编程轨迹RR+FR-F凹模(R-F)凸模(R+F)（c）过渡圆弧补偿（b）有补偿，电极丝自动偏移（a）无补偿，工件变小了l钼丝切割轨迹与图样的关系δ例如，当钼丝直径d=0.15㎜,单边放电间隙δ=0.01㎜,单边加工余量Δ=0.03㎜时；则间隙补偿量F=d/2+δ-Δ，即F=0.055mm。123456OXY(b)(a)YXO线切割中的过渡圆弧补偿在线切割用于精加工时，若精加工余量为Δ，则间隙补偿量的计算公式为：F=d/2+δ-Δ（µm）一、数控线切割编程中的工艺处理2、锥度偏移量A的确定在进行模具加工时，应考虑一定的切割锥度。切割锥度工件的丝架工作示意图，如图所示。切割锥度工件时有三组数据A、H1、H2。H1H2u、v坐标下导丝架升降上导丝架工件上保持器下保持器锥度切割时丝架工作的示意图（1）锥度偏移量（A）。上大下小为正锥，如图a所示，A值为正；上小下大为负锥，如图b所示，A值为负。AA锥度偏移值（2）第一高度（H1）。即下导丝架保持器至工件底部的距离。2、锥度偏移量A的确定（a)（b)（3）第二高度（H2）。即下导丝架保持器至上导丝架保持器之间的距离。当A值确定后，就要确定H1的高度。如图所示，H1高度的确定直接影响工件底面尺寸的精确度。例如：当第一高度为H1时，底面尺寸为a、b，当第一高度为H1ˊ时，底面尺寸为aˊ、bˊ。在加工中，应通过选取H1的数值来确保工件底面的尺寸。Aaba′b′H1H2H1′A与H1的关系2、锥度偏移量A的确定3、切割路线走向及起点的选择为了避免或减少工件材料内应力对加工变形的影响，必须考虑工件在坯料中的取出位置，合理选择切割路线的走向和起点。例如在切割热处理性能较差的材料时，若工件取自坯料的边缘处，则变形较大；若工件取自坯料的里侧，则变形较小。所以，为保证加工精度，必须限制取件位置。（P217图7-11）切割路线的走向和起点选择不当，也会严重影响工件的加工精度。如图，加工程序引入点为A，起点为a，则切割路线走向有：①A→a→b→c→d→e→f→a→A；②A→a→f→e→d→c→b→a→A。夹持部分abcdefAB图7-12走向及起点对加工精度的影响（好）（差）4、辅助程序的规划（1）引入程序（2）切出程序（3）超切程序和回退程序在线切割加工中，引入点通常不能与程序起点重合，这就需要一段从引入点切割至程序起点的引入程序。(a)不正确(b)好(c)不好切割凸模时加工穿丝孔与否的比较4、辅助程序的规划（1）引入程序有时工件轮廓切完之后，钼丝还需沿切入路线反向切出。但是材料的变形易使切口闭合，当钼丝切至边缘时，会卡断钼丝。所以应在切出过程中，增加一段保护钼丝的切出程序，如下图所示（图中的A′—A″）。A′点距工件边缘的距离，应根据变形力的大小而定，一般为1mm左右。A′—A″斜度可取1/3～1/4。夹持部分A″A′Aa切出程序4、辅助程序的规划（2）切出程序钼丝是柔软体，加工时受放电压力、工作液压力等的作用，钼丝工作段会发生挠曲，造成加工区间的钼丝，滞后于上、下支点一个距离，如下图所示。这样就会抹去工件轮廓的清角，影响加工质量。为了避免抹去清角，需增加一段超切程序，如下图中的A-A′段，使钼丝切割的最大滞后点到达程序基点A。然后再辅加A′点返回A点的回退程序A′-A。接着再执行原程序，便可割出清角。A′A(b)(a)加工时钼丝挠曲及其影响4、辅助程序的规划（3）超切程序和回退程序二、典型零件线切割编程实例P223-226例7-3、7-4【7-5】样板的形状如图7-5所示，其轮廓为abcdefg，不考虑钼丝直径和放电间隙，试用3B格式编制其加工程序。ABabcdefg30°R12R6o1o2图7-5样板【7-6】在数控线切割机床上加工图7-6所示的凹模，凹模未注圆角半径均为1mm，无锥度，机床脉冲当量为0.001mm/脉冲，机床不具有间隙补偿功能，试编制其程序。YXabcdeo1o2o3图7-6凹模【7-7】带锥度的凹模加工。用4B格式编写图7-7所示凹模的线切割程序。该凹模的锥度α=4°，单边配合间隙ε单=0.03mm。钼丝轨迹凹模的轮廓O2XYO1O3fedcba图7-7带锥度的凹模