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1“特种数控设备编程与零件加工”教案机械工程系数控技术教研室2“特种数控设备编程与零件加工”教案一、目的与要求：1.通过本实习的学习，懂得电火花线切割机（快走丝）加工、激光雕刻机加工基本原理、加工特点、分类与应用；2.培养学生的观察、思维、分析的能力；3.初步掌握电火花线切割机（快走丝）加工、激光雕刻机加工基本操作方法与技巧；4.要求每一个学生都能比较熟练地了解操作电火花线切割机（快走丝）和激光雕刻机加工；5.电火花加工又称放电加工，在加工过程中工具和电极之间不断产生脉冲性的火花放电，因此，要特别注意电气安全和防火安全。电源（或控制柜）油箱外壳要妥善接地，防止人员触电。加工中，禁止用裸手接触加工区任何金属物体，防止意外短路。加工时人不能离开机床，随时注意工作液是否溢出。装夹工件时要特别小心，避免碰断电极丝；6.每个学生实习完成后，独立完成实习报告的撰写。二、教学设备：多媒体教学系统（可选）、电火花线切割机（快走丝）、激光雕刻机。三、时间及进行方式1.多媒体演示及讲解（选）及现场机床操作讲解1学时2.实习操作加工训练7学时四、教学内容、方法及步骤模块1：电火花线切割加工知识介绍一、组织教学课前准备：⑴机床设备，排除非安全因素；⑵检查学生着装并点名考勤、做好安全教育，安排教学内容。二、导入新课（选）1、播放多媒体课件，引入新课。我们大家从以下图片中发现了什么问题？运用你所学的机械加工知识来回答下列问题。(a)水晶眼模具3(b)五角星孔(c)夹环2、图片中采用哪些机加设备、用什么刀具来完成？机械加工的特点是什么？3、图中工件窄缝、尖角采用什么方法实现加工？4、如果工件材料强于刀具材料能否进行加工？老师分析：1、我们已经学过或实践过车、铣、磨、数车、数铣、加工中心等机加设备，对图a可以采用加工中心制作，刀具选用不同规格的球刀、圆柱铣刀来加工平面、曲面；2、图c采用车削加工，但对窄缝又如何加工呢？同样，图b的尖角部分这些机加工艺死角问题又怎样处理呢？……3、当工件材料强于刀具材料时，无法对工件表面进行切削加工。现在一种全新的加工工艺可以完成传统机械加工无法做到的工艺死角——电火花加工。三、新课讲解1、电火花加工概念当工具电极与工件之间间隙达到脉冲性的火花放电，依靠放电时局部瞬时产生的高温将金属蚀除下来的一种加工方法。放电过程电火花加工原理2．电火花加工的实质与特性A、电加工实质：电能热能转换B、加工特性⑴放电加工时工具电极与工件之间是不接触的，无机械力产生，故工具电极可小尺寸4材料较软，如紫铜、石墨、铸钢等；⑵放电点温度高达万度以上，足可融化任何金属材料；⑶加工精度高，可易于实现自动化。3．电火花加工机床的分类及构造A．穿孔成型机⑴分类B.电火花线切割机C.电刻机D.电火花抛光磨削机⑵构造（重点介绍快走丝电火花线切割机床）快走丝电火花线切割机A、电火花线切割机分类快走丝线切割机：V=8-12m/s电极丝：钼丝丝径φ0.1-0.2mm慢走丝线切割机：V=0.2m/s电极丝：铜丝丝径φ0.3mmB、基本构造机床本体：床身、十字坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液循环系统、附件和夹具等。脉冲电源：RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源机床等控制系统：微机控制C、简介慢走丝电火花线切割机、电火花成型机（选）5慢走丝电火花线切割机电火花成型机4、加工范围（加工实例欣赏）（选）A．⑴穿孔成型机：可实现通孔、型孔、方孔、窄槽、清角加工。清角工作B．电火花线切割机：用于加工冲裁模的直通孔（件）、异形孔（件）的加工，还实现特殊零件的加工。65、线切割机的基本操作（简介）⑴图纸分析：a、认真分析研究工件图纸及其技术要求，以确定哪些工件材料适宜线切割加工，一般为导电材料；b、根据加工件图形确定凸、凹模，设置穿丝点的位置，凸模是外穿丝，凹模是内穿丝；c、确定冲孔或落料模的冲裁间隙及加工尺寸计算。⑵加工前的工装夹具准备及必要的工艺准备；a．工件的定位基准确定与安装b．工件的支撑方式：单边、双边、桥式和复合c．工件的预加工：对定位表面、基准面进行必要的加工；d．工装夹具：螺栓组、压板、垫块（常用夹具）；e．钼丝的安装与校正：包括上钼丝、穿丝、张紧、校正等操作要点；f．工作液的配比：1：10；⑶选择加工参数及确定加工路线，工件进行装夹找正；a．选择加工参数：根据板厚选择功率放大管：薄板用1-2个功放管，厚板用10个管；V工=30v，I工=1.5A7b．加工路线：视装夹点的位置确定，一般是远离装夹位起割，绕到装夹位前，再回到起点；c．工件的装夹与找正：以工件的最大加工尺寸为依据，与工作台的最大行程相比较，小于行程范围内方可加工；找正方法：机自动找中、火花法、划针找中；⑷主机控制元件的操作A总电源开关：控制所有电源的。B数控柜电源开关：控制彩显及微机部分。C编程及加工操作：微机编程、控制加工操作（F10手动/自动、F12坐标锁定）D开主电源：机床总电源控制→运丝筒开关→工作液泵开关控制液泵的开停→脉冲电源开关（F11高频）；E脉冲电源开关：（F11）加工时高频头带电，开始加工。四、机床操作演示1．开机前检查：a各关联在位置是否正确，电源可否接通，处于待命状态；b工件、电极丝（钼丝）位置准确，电极丝不能与工件相碰，否则因短路无法加工；c工件装夹时所用的夹具（垫板、压板、螺栓组）、工具（扳手）、量具（钢直尺、直角尺、百分表或杠杆式百分表）的正确使用方法；2．绘图编程：根据工件与钼丝所在位置，利用快走丝线切割机绘图软件或CAX′A或AUTOCAD软件编程，画出五角星，生成轨迹程序并保存；3。加工操作：用HL控制软件调出加工件程序，给定相关参数，按下F10、F12锁定工作台，实现自动进给；4．开主机加工：强调开机顺序：A→B→C→D→E5．关机顺序：E→D→C→B→A；重点强调丝筒停放位置和操作要点。6．分配任务指导老师讲解演示：（1）、画图、存盘A、进入微机线切割软件首页B、选择绘图功能菜单C、画半径为10mm的五角星D、存盘输入文件名----生成文件名.DAT格式（2）、生成数控代码（3B码）A、选功能菜单：数控加工B、选功能菜单：加工路线8C、确定起刀点、切入点D、确定走刀路线及相关参数E、选功能菜单：代码存盘----生成文件名.3B格式（3）加工A、进入首页选功能菜单：加工1#B、选文件名.3BC、对刀：按F10（手动）→按F12（X、Y坐标释放）→按F11（加高频脉冲）→开运丝开关→移动X、Y坐标（注意慢速）→见到火花→对刀完成D、F10、F11、F12选中→冷却液开启→按F1（启动）→按enter键→再按enter键→机床进入自动加工学生练习：（1）根据学生人数分成2小组（两台设备计），分别实习。（2）学生根据指导老师演示的上述（1）、（2）、（3）点进行练习，重点在（1）、（2）点。五、操机训练，巡回指导1．突出实操训练，增强学生认知能力。对反映稍慢的学生，耐心细仔地讲解，增强自信；及时发现和培养学得好、上手快的学生作助手，让他们互助学习，共同提高。2．对每个小组学生遇到不懂的地方，集中辅导，纠正错误，强调操作要点，提高基础技能。六、结束指导1．学生谈论实习体会，教师作最终点评。以鼓励为主、改进为辅，认清问题所在，共同提高技能训练。2．做好下课前的清理工作，如工量具、工件的摆放，机床、场地的卫生清洁，培养学生养成良好的工作作风和习惯。3．实习报告书写和批改模块2：电火花成型机加工知识介绍一、组织教学课前准备：⑴机床设备，排除非安全因素；⑵检查学生着装并点名考勤、做好安全教育，安排教学内容。二、导入新课提问：1.电火花成型机的用途是什么？2.电火花成型机能加工哪些材料？9三、新课讲解1、电火花成型机的结构讲解2、电火花成型机的操作步骤（一）开机、加工、关机1.打开电源总开关（将红色旋钮开关旋到ON位置）2．拔出红色蘑菇头按钮。3.按下面板上白色“启动按钮”，总电源启动。稍等片刻，显示器上出现系统操作主画面。黑色按钮为停止按钮，按下后关机，计算机延时供电约10秒以便自动退出系统，尔后断电。4．开机后，如果各项准备工作均已完成，并且已设置好各项加工参数，即可进行单段或多段加工，显示屏幕即进入正常加工画面。5．关机时，按下面板上红色蘑菇头按钮，关闭总电源。（二）功能操作说明本系统的操作分为十大功能模块，如下所示：1.在主画面中，选择“单段加工”按键并按下，进入“单段加工”子功能模块。若按下“ESC”键，则返回主菜单。这时输入被加工工件正确的终点坐标值，然后按“确认”键。如果各项加工参数已选择好，则可根据提示，按“Enter”键，开始加工。注意：液温液位必须显示“正常”，才能进行加工。2.在主画面中，选择“文件加工”按键并按下，进入“文件加工”子功能模块。若按下“ESC”键，则返回主菜单。在“文件加工”前，必须在“加工参数”中编辑好相应的电参数，在“文件操作”中编辑好加工文件。特别要注意“坐标方式”的设置，加工的实际深度对相同的起始点，会因“相对坐标”或“绝对坐标”的不同而大相径庭。起点坐标值的设定也特别重要，因为第一段的深度是对起始点而言的，一般设为0，也可根据实际需要设为任意值。加工完一段后，系统会自动根据文件中的设定值变换C条件。加工中可随时在这两界面中修改加工参数。3.在主画面中，选择“断点加工”按键并按下，则进入“断点加工”的界面。在加工一个工件时，往往会被意外或强行终断，如外网突然断电或着火而人为紧急拉闸等。在一切恢复正常后，利用“断点加工”随时从断点处继续加工，不管上次是单F1单段加工F2文件加工F3断点加工F4文件操作F5主轴移动F6半程移动F7火花找正F8加工参数F9系统设置F10快捷键说明10段或文件加工。“断点加工”开始后，系统将强行回加工起始点（即使“回起始点”开关为否）。“断点加工”又被终断后，还可用“断点加工”继续加工。4.在主画面中，选择“文件操作”按键并按下，则进入“文件操作”子功能模块。文件加工前必定会进行相应的文件操作。“文件操作”又包括七个子功能模块，如下所示：⑴按F1键进入编辑加工文件的“新文件”功能界面。用数字键，F6，F7键，Backspace键可输入，修改和确认加工段及对应的C参数号，按F1键确认输入。各段编辑完成后，按F3保存文件。⑵按F2则进入“打开文件”功能并弹出文件列表。用箭头键可选择文件名。⑶“保存文件”。A：编辑完“新文件”后，必须以文件名的形式保存起来，供以后加工，修改和调用。按F3键可进入“保存文件”的子功能界面，用户只需按提示输入文件名即可；B：若用户打开文件后进行修改，修改完毕按F3键“保存文件”，就可自动以当前屏幕显示内容替换打开时的内容。⑷“另存文件”。用户打开文件后进行修改，修改完毕后，想保存修改内容，而又不想破坏打开时文件内容，则可按F4键用“另存文件”功能实现。⑸“删除文件”。文件列表中最多只能保存60个文件名，因此过一段时间就得清理文件列表，这就要用到“删除文件”子功能。按F5则进入文件列表界面，用箭头键选择要删除的文件名，按“Enter”键实现删除。⑹“插入行”“删除行”。F6、F7键是用来辅助编辑文件用的，能在红色光带指定处删除一行或编辑增加一行。删除时只需用上下箭头键移动光带选定后，按F7键就可删除；在光带处按F6键时，会弹出编辑窗口以供插入一行。5.在主画面中，选择“主轴移动”按键并按下，则进入“主轴移动”的子功能模块。主轴移动又包括四种方式：⑴按F1，则进入“移动带感知”的子功能模块。输入确定的坐标值后，按“Enter”键，Z轴即开始按输入的坐标值移动，当移动到该坐标值处，即停止。输入时应注意起点坐标值和坐标方式，它们将和输入值一起决定机床的实际移动量。移动过程中，若遇接触感知，则自动停止移动并报警。按“ESC”键，可返回退出移动；但因接触感知，机床会不断报警，可同时按手控盒上的“接触感知”键和“Z+”或“Z-”键来脱开。移动过程中，如想中断移动，则按“ESC”键，可随时中断移动并返回退出。⑵按F2，则进入“不感知移动”的子功能模块。输入确定的坐标值后，按“E