第六章-电火花线切割编程、加工工艺及实例

第六章电火花线切割编程、加工工艺及实例6.1电火花线切割编程6.2线切割加工准备工作6.3线切割加工工艺习题6.1电火花线切割编程前面讲过线切割加工的具体特点及其线切割加工的工艺规律，在具体加工中一般按图6-1所示步骤进行。分析图纸电极丝准备上丝垂直度校核工件准备打穿丝孔工件装夹编程工艺分析选择工艺基准确定切割路线编写加工程序电极丝定位加工检验加工时间加工精度表面粗糙度准备工作环节图6-1线切割加工的步骤目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编程功能，即可以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。线切割程序与其它数控机床的程序相比，有如下特点：(1)线切割程序普遍较短，很容易读懂。(2)国内线切割程序常用格式有3B(个别扩充为4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍采用ISO格式，快走丝机床大部分采用3B格式，其发展趋势是采用ISO格式(如北京阿奇公司生产的快走丝线切割机床)。6.1.1线切割3B代码程序格式线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的3B程序指令格式如表6-1所示。表6-13B程序指令格式注：B为分隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；X、Y为增量(相对)坐标值；J为加工线段的计数长度；G为加工线段计数方向；Z为加工指令。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1.直线的3B代码编程1)x，y值的确定(1)以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示直线终点的坐标绝对值，单位为μm。(2)在直线3B代码中，x，y值主要是确定该直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为x，y的值，以简化数值。(3)若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x，y均可写作0也可以不写。如图6-2(a)所示的轨迹形状，请读者试着写出其x，y值，具体答案可参考表6-2。(注：在本章图形所标注的尺寸中若无说明，单位都为mm。)图6-2直线轨迹AB100100C(a)ACXY(b)YAC(c)XYXAB(d)2)G的确定G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计数方向。具体确定方法为：若终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，则G=Gx(如图6-3(a)所示)；若yx，则G=Gy(如图6-3(b)所示)；若y=x，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限取G=Gx。由上可见，计数方向的确定以45°线为界，取与终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图6-3(c)。图6-3G的确定AXY取G＝Gxy＜xJ＝xB(xe,ye)J＝yXYA取G＝Gyy＞xB(xe,ye)(b)XYGxGyGyGyGxGx(c)(a)3)J的确定J为计数长度，以μm为单位。以前编程应写满六位数，不足六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将直线向X轴投影得到长度的绝对值即为J的值；若G=Gy，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为J的值。4)Z的确定加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、L2、L3、L4，其中与+X轴重合的直线算作L1，与-X轴重合的直线算作L3，与+Y轴重合的直线算作L2，与-Y轴重合的直线算作L4，具体可参考图6-4。图6-4Z的确定XYYXL1L3L4L2L2L1L3L4(a)(b)综上所述，图6-2(b)、(c)、(d)中线段的3B代码如表6-2所示。表6-23B代码直线BXBYBJGZCAB1B1B100000GyL3ACB1B1B100000GyL1BAB0B0B100000GxL32.圆弧的3B代码编程1)x，y值的确定以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为μm。如在图6-5(a)中，x=30000，y=40000；在图6-5(b)中，x=40000,y=30000。图6-5圆弧轨迹(a)B(－40,－30)J3J2J1YXA(30,40)由于y＜xG＝Gy由于y＞xG＝GxA(30,40)(－40,－30)J3BXX(b)(c)GyGyGxGxYYJ2J12)G的确定G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。圆弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。具体确定方法为：若圆弧终点坐标为(xe，ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若yx，则G=Gy(如图6-5(a)所示)；若yx，则G=Gx(如图6-5(b)所示)；若y=x，则Gx、Gy均可。由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反，即取与圆弧终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图6-5(c)。3)J的确定圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影；若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。J值为各个象限圆弧投影长度绝对值的和。如在图6-5(a)、(b)中，J1、J2、J3大小分别如图中所示，J=|J1|+|J2|+|J3|。4)Z的确定加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆圆N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考图6-6。图6-6Z的确定XYYXSR4SR1SR2SR3NR2NR3NR4NR1(a)(b)例6.1请写出图6-7所示轨迹的3B程序。图6-7编程图形XJ1J4J3J2YY(a)A(30,40)B(40,－30)J3J4B(40,－30)X(b)J2J1A(30,40)解对图6-7(a)，起点为A，终点为B，J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000故其3B程序为：B30000B40000B130000GYNR1对图6-7(b)，起点为B，终点为A，J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000故其3B程序为：B40000B30000B170000GXSR4例6.2用3B代码编制加工图6-8(a)所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿A—B—C—D—E—F—G—H—A进行。图6-8线切割切割图形GFEDCBHA80340R20(a)零件图(b)钼丝轨迹图GFHBACDE解(1)分析。现用线切割加工凸模状的零件图，实际加工中由于钼丝半径和放电间隙的影响，钼丝中心运行的轨迹形状如图6-8(b)中虚线所示，即加工轨迹与零件图相差一个补偿量，补偿量的大小为在加工中需要注意的是E′F′圆弧的编程，圆弧EF(如图6-8(a)所示)与圆弧E′F′(如图6-8(b)所示)有较多不同点，它们的特点比较如表6-3所示。表6-3圆弧EF和E′F′特点比较表起点起点所在象限圆弧首先进入象限圆弧经历象限圆弧EFEX轴上第四象限第二、三象限圆弧E′F′E′第一象限第一象限第一、二、三、四象限(2)计算并编制圆弧E′F′的3B代码。在图6-8(b)中，最难编制的是圆弧E′F′，其具体计算过程如下：以圆弧E′F′的圆心为坐标原点，建立直角坐标系,则E点的坐标为ΥE′=0.1mmXE′=根据对称原理可得F′的坐标为(-19.900，0.1)。根据上述计算可知圆弧E′F′的终点坐标的Y的绝对值小，所以计数方向为Y。圆弧E′F′在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影得到长度的绝对值分别为0.1mm、19.9mm、19.9mm、0.1mm，故J=40000。900.191.0)1.020(22圆弧E′F′首先在第一象限顺时针切割，故加工指令为SR1。由上可知，圆弧E′F′的3B代码为(3)经过上述分析计算，可得轨迹形状的3B程序，如表6-4所示。E′F′B19900B100B40000GYSR1表6-4切割轨迹3B程序A′B′B0B0B2900GYL2B′C′B40100B0B40100GXL1C′D′B0B40200B40200GYL2D′E′B0B0B20200GXL3E′F′B19900B100B40000GYSR1F′G′B20200B0B20200GXL3G′H′B0B40200B40200GYL4H′B′B40100B0B40100GXL1B′A′B0B2900B2900GYL4例6.3用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E－D－C－B－A－E－O。图6-9加工零件图OE穿丝孔1425DCBAR10R6例6.3用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.18mm，单边放电间隙为0.01mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E－D－C－B－A－E－O。解经过分析，得到具体程序，如表6-5所示。表6-5切割轨迹3B程序OEB3900B0B3900GXL1EDB10100B0B14100GYNR3DCB16950B0B16950GXL1CBB0B6100B12200GXNR4BAB16950B0B16950GXL3AEB8050B6100B14100GYNR1EOB3900B0B3900GXL36.1.2线切割ISO代码程序编制1.ISO代码简介同前面介绍过的电火花加工用的ISO代码一样，线切割代码主要有G指令(即准备功能指令)、M指令和T指令(即辅助功能指令)，具体见表6-6。表6-6常用的线切割加工指令代码功能代码功能G00快速移动，定位指令G84自动取电极垂直G01直线插补G90绝对坐标指令G02顺时针圆弧插补指令G91增量坐标指令G03逆时针圆弧插补指令G92制定坐标原点G04暂停指令M00暂停指令G17XOY平面选择M02程序结束指令G18XOZ平面选择M05忽略接触感知G19YOZ平面选择M98子程序调用G20英制M99子程序结束G21公制T82加工液保持OFFG40取消电极丝补偿T83加工液保持ONG41电极丝半径左补T84打开喷液指令G42电极丝半径右补T85关闭喷液指令G50取消锥度补偿T86送电极丝(阿奇公司)G51锥度左倾斜(沿电极丝行进方向，向左倾斜)T87停止送丝(阿奇公司)表6-6常用的线切割加工指令对于以上代码，部分与数控铣床、车床的代码相同，下面通过实例来学习线切割加工中常用的ISO代码。G52锥度右倾斜(沿电极丝行进方向，向右倾斜)T80送电极丝(沙迪克公司)G54选择工作坐标系1T81停止送丝(沙迪克公司)G55选择工作坐标系2T90AWTI，剪断电极丝G56选择工作坐标系3G80移动轴直到接触感知T91AWTII，使剪断后的电极丝用管子通过下部的导轮送到接线处G81移动到机床的极限T96送液ON，向加工槽中加液体G82回到当前位置与零点的一半处T97送液OFF，停止向加工槽中加液体例6.4如图6-10(a)所示，ABCD为矩形工件，矩形件中有一直径为30mm的圆孔，现由于某种需要欲将该孔扩大到35mm。已知AB、BC边为设计、加工基准，电极丝直径为0.18mm，请写出相应操作过程及加工程序。图6-10零件加工示意图OABCDG80X+电极丝G80Y+(b)电极丝找正轨迹图OABCD(a)零件图302840解上面任务主要分两部分完成，首先将电极丝定位于圆孔的中心，然后写出加工程序。电极丝定位于圆孔的中心有以下两种方法：方法一：首先电极丝碰AB边，X值清零，再碰BC边，Y值清零，然后解开电极丝到坐标值(40.09，28.09)。具体过程如下：(1)清理孔内部毛刺，将待加工零件装夹在线切割机床工作台上，利用千分表找正，尽可能使