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《数控线切割加工培训》实习课教案-1教案编号01审核时间教案号课题教材对应范围NO.01数控电火花线切割机床章节页码第一章第一节P1授课时数60分钟（1小时）教学准备线切割样品、切割图样授课时间45min授课方法结合机床现场讲授，示范教学目的1、了解数控线机床的产生和发展。2、了解数控线切割加工的特点与应用。3、了解数控线切割的组成和构造。教学重点1、线切割机床的几个特点和应用范围。2、了解线切割机床的主要组成部分。教学方法利用线切割样品、黑板板述、以及结合机床现场讲授。参阅书籍《数控线切割加工培训教材》教学过程及时间主要教学内容及步骤１．电火花线切割的产生2、电火花线切割加工原理。3、电火花线切割加工特点电火花线切割加工是比较常用的特种加工方法之一,在特种加工中它又属于电火花加工一类。电火花加工又称放电加工（ElectricalDischargeMachining,简称EDM），它是在加工过程中，使用工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，利用放电时在局部瞬时产生的高温把金属蚀除下来。因在放电过程中可以见到火花，故称之为电火花加工。1870年，英国科学家普里斯特利（Priestley）最早发现放电对金属的腐蚀作用。例如在插拔插头或开断电器开关触点时，常常发生放电把接触表面烧毛，腐蚀成粗糙不平的凹坑现象。在很长一段时间里电腐蚀一直被认为是一种有害的现象，直到1943年，前苏联科学院院士拉扎连柯夫妇在研究开关触电点遭受放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现放电的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被蚀除，拉扎连柯夫妇首次利用电容器充放电回路发明了世界第一台实用的电火花加工装置，开创了人类利用电腐蚀的先河。1957年开始研究电火花线切割加工技术，把慢慢移动的铜丝作为线电极，在XY平面内切割出复杂的轮廓，这就是现在使用的数控慢走丝电火花线切割的前身。1960年前后研制出靠模仿形线切割加工机床，用一块薄的金属片做成与切割截面相同的形状作为样板靠模，当工作台在X（Y）方向移动时，保持电极丝与靠模样板“若接若离”状态，按照样板的轮廓进行仿形加工。后来又研制出光电仿形线切割机床。我国自1951年开始电火花加工的试验研究工作，1959年至1960年间先后派了许多技术人员到前苏联进修电加工技术，以后成立了多家电加工研究所、研究室。自1960年后，我国的电加工技术从引进、仿制迅速走上独立自主、自行研究开发的道路。20世纪60年代初，中国科学院电工研究所研制成功我国第一台靠模仿形电火花线切割机床；1963年上海电表厂工程师张维良创新性地研制出第一台高速走丝简易数控线切割样机，获得国家发明创造奖；但是由于我国原有的工业基础薄弱，特种加工设备和整体技术水平与国际先进水平还有不小差距，例如日本成形电火花机床的性能可加工工件表面可达镜面的粗糙度。高档电加工机床还需要从国外进口1000多台。电火花线切割加工原理电火花线切割加工技术已被广泛用，并同时显示了其它机床加工方法难以达到的加工手段之一。电火花线切割加工的基本原理是利用工具电极对工件进行脉冲放电而实现加工的，电火花线切割加工不需要制作成型电极，采用细金属丝（通常叫做电极丝）作为工具电极。脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝；电极丝以一定的速度往返运动，它不断地进入和离开放电区域；同时在电极丝与工件之间喷入液体介质。工件运动的轨迹是通过座标工作台（纵横向二台受控制的步进电机）作X、Y向运动而形成的。由于现在的电火花线切割机床的工件与电极丝的相对切割运动都采用了数控技术来控制，所以称为数控电火花线切割加工或简称为线切割加工。电火花线切割加工特点电火花线切割加工有以下特点：1．它以直径为0.03～0.35mm的金属线为工具电极，与电火花成形加工相比，它不需制造特定形状的电极，省去了成形电极的设计和制造，缩短了生产准备时间，加工周期短。2．电火花线切割加工是用直径较小的电极丝作为工具电极，与电火花成形加工相比，电火花线切割加工的脉冲宽度、平均电流等都比较小，加工工艺参4、线切割加工的应用范围数的范围也较小，属于中、精电火花加工，一般情况下工件常接电源的正极，称为正极性加工。3．电火花线切割加工的主要对象是平面形状，除了在加工零件的内侧形状拐角处有最小圆弧半径的限制（最小圆弧半径为金属线的半径加放电间隙），其他任何复杂的形状都可以加工。4．电火花线切割加工是用电极丝作为（工具电极）与工件之间产生火花放电对工件进行切割加工，由于电极丝的直径比较小，在加工过程中总的材料蚀除量比较小，所以使用电火花线切割加工比较节省材料，特别在加工贵重材料时，能有效地节约贵重的材料，提高材料的利用率。5．在加工过程中可以不考虑电极丝的损耗。在快走丝线切割加工中采用低损耗的脉冲电源，目前普遍使用钼丝作为电极丝材料，通过对直径为0.18mm电极丝的使用检测发现，在电极丝的使用寿命期间电极丝的直径损耗约0.02mm，对于单一零件来说电极丝的损耗就更小；在慢走丝线切割加工中采用单向连续的供丝方式，在加工区总是保持新电极丝加工，因而加工精度更高。6．电火花线切割在加工过程中的工作液一般为水基液或去离子水，因此不必担心发生火灾，可以实现安全无人加工，但由于工作液的电阻率远比煤油小，因而在开路状态下，仍有明显的电解电流。7．一般没有稳定电弧放电状态。因为电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快走丝电火花线切割加工，因此，线切割加工的间隙状态可以认为是由正常火花放电、开路和短路这三种状态组成，但常常在单个脉冲内存在多种放电状态，有“微开路”、“微短路”现象。8．电极丝与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。近年来的研究结果表明，当电极丝与工件接近到通常认为的放电间隙（大约0.01mm）时，有的情况下并不发生火花放电，甚至当电极丝已接触到工件（从显微镜中看不到间隙时），仍然看不到火花，只有当工件将电极丝顶弯，偏移一定距离（几微米到几十微米）时，也就是当电极丝和工件之间保持一定的轻微接触压力时，才发生正常的火花放电。有人认为，在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，当电极丝被顶弯所造成的压力和电极丝相对工件的移动磨擦使这种介质减薄到可被击穿的程度，才发生火花放电。9．现在的电火花线切割机床一般都是依靠微型计算机来控制电极丝的轨迹和间隙补偿功能，所以在加工凸模与凹模时，它们的配合间隙可任意调节。10．电火花线切割加工是依靠电极丝与工件之间产生火花放电对工件进行加工，所以无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都能实现加工。11．现在有的电火花线切割机床具有四轴联动功能，可以加工上、下面异形体，变锥度和球形体等零件。线切割加工的应用范围线切割加工的应用范围如下：1．试制新产品在新产品开发过程中需要单件的样品，利用线切割直接加工出零件，无需设计和制造模具，这样可大大缩短新产品开发周期并降低试制成本。2.加工特殊材料切割某些高硬度、高熔点及贵重金属时，使用机加工的方法有时是不可能的，而利用线切割加工既经济又能保证精度。3.加工模具零件电火花线切割加工主要应用于冲模、挤压模、塑料模及电火花成形加工用的电极等。由于火花线切割加工机床的加工速度和精度不断提高，目前已达到可与坐标磨床相竞争的程度。比如某些中小型冲模，材料为模具钢，过去用分开模和曲线磨削的方法加工，现在改用电火花线切割整体加工，制造周期和成本都可减少大约一半，模具配合精度高，而且不需要熟练的操作工人。因此，一些工业发达国家精密模具的磨削等工序，已被电火花和电火花线切割加工所代替。4.加工凸轮、特殊的齿轮、内花键等。应用领域一.模具加工电机行业：电机的定转子冲片电气柜，仪表机箱的冲孔，折弯模电子仪表零件：开关，指针，接插件的冲孔，落料，切口，折弯模具和塑料模家电行业：电视机，冰箱洗衣机的注塑模建材行业：铝型材挤压模粉末冶金：硬质合金压铸模轻工产品：缝纫机，自行车零件模具广告美工：不锈钢割字，面板加工玩具制造：外形落料，冲孔，成形模眼镜制造：镜框，挂脚下料，成形模液压气动元件压铸模二.刀具，量具加工镶硬质合金的成形车刀，盘状刀片检测用模板，卡规三.化工，化纤设备的零件喷丝板细缝加工四.小批量零件加工磁钢行业：瓦形，片形磁钢加工对加工速度要求快打火机外壳：曲线断面切割齿片加工《数控线切割加工培训》实习课教案-2教案编号02审核时间教案号课题教材对应范围NO.02线切割手工编程章节页码第二章第三节P32授课时数90分钟（1.5小时）教学准备绘图授课时间45min授课方法讲授，示范和训练工件图样教学目的1、掌握手工3B格式直线编程的正确方法。2、掌握电极丝偏移量的计算方法。3、通过模拟切割审核尺寸是否正确。教学重点1、坐标系的建立。2、补偿值的确定。教学方法利用黑板板述、讲授及上机示范操作。参阅书籍《数控线切割加工培训教材》教学准备1、划线工具及计算机。教学过程及时间主要教学内容及步骤１．导入课题2、复习3B格式直线编程方法。一、线切割机床的控制系统是按照指令去控制机床加工的。因此必须首先将要加工的轨迹用机器能够接受的“语言”编排好“命令”，然后将编好的“命令”输入控制系统，通过这些“命令”就能控制机床进行线切割加工。为了便于机器接受“命令”，就必须按照一定的格式来编制线切割机床的数控程序。二、1.坐标系的建立。在用3B代码进行直线编程时首先要掌握的就是坐标系建立。第一确定直线中哪一点为加工的起点，将该点设定为坐标系的原点；第二确定坐标系的方向，如果该直线为第一加工轨迹，那么要根据图形中所有的图形元素，本着编程方便的目的，同时考虑到毛坯形状、机床行程等因素，确定坐标系的方向；如果该直线不是第一加工轨迹，则要根据前面图形元素的坐标系方向，确保坐标系方向相同，从而完成坐标系的设定。2.确定格式中各项的值。（1）X、Y值的确定。设直线的终点坐标为（Xe、Ye），X、Y值是将直线的终点坐标取绝对值，即X=xe，Y=ye，数值以μm为单位；为了看上去简单、方便，也可以用公约数将X、Y的数值同时缩小相同的倍数。（2）计数长度J的确定。计数长度J是指切割长度也就是加工的直线段按计数方向取在X轴或Y轴上的投影长度；其实J的数值就是xe或ye其中之一的数值，同时规定J的数值取其中较大的那个数值，并且数值仍以μm为单位。（3）计数方向G的确定。计数方向分GX、GY，按X方向计数为GX，按Y方向计数为GY。规定在直线的终点坐标值xe、ye中，当xe＞ye时，计数方向取GY，即选取直线终点坐标值中绝对值较大的作为计数方向。对于直线来说，计数方向G的选择与计数长度J的选择是一致的，它们指的是一个对象的两个方面，它们共同的对象是“计数”，当其中一个确定后，另一个也就确定了，所以它们都与终点坐标值xe、ye中数值较大的相关。在确定计数方向时，存在一个特殊问题，就是当计数长度J=xe=ye时，计数方向选择GX还是GY，所以规定45°和225°两个方向的直线计数方向为GY，135°和315°两个方向的直线计数方向为GX，如图2-1所示。图2-1（4）加工指令Z的确定。直线类加工指令用字母L表示，根据直线的走向与终点所在象限又分为L1、L2、L3、L4四种，参照图2-1所示，设直线与X3、编程实例。轴夹角为α。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°当直线与坐标轴重合时，虽然从上面的式中可以得到加工指令Z的结果，但是看上去不太重视，如果结合下面的图2-1就很容易记住这些情况下加工指令Z的选择。这种情况下，在编程时X、Y均可作0，而且在B后面的0可以省略不写；如程序B6000B0B6000GXL1可简化为BBB6000GXL1，但要注意的是作为分隔符的字母B不能省略。如图2-2所示，用3B代码编写从A点向B点加工的程序段，已知终点B的坐标为（Xe、Ye）=（－8000，2000）。解：根据规定将坐标原点建立在直线的起点A处X=xe=|－8000|=8000图2-2直线编程示例Y=ye=|2000|=2000因为xe＞y