数控电火花线切割加工实验 一、实验目的 1．了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2．了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3．熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验内容 1．简单图形手工编程练习； 2．设计创意图形并用计算机修改及自动编程； 3．加工创意图形； 三、实验设备 1．硬件设备；计算机，扫描仪，线切割机床。 2．软件：图形矢量化软件，图形修改软件，数控线切割机床控制软件。 四、线切割加工介绍 1．线切割加工原理、特点和应用 线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种，其基本原理如图所示。被切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上。钼丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液<图中未画出）。当钼丝与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。若工作台带动工件不断进给，就能切割出所需要的形状。因为贮丝筒带动钼丝交替作正、反向的高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长的时间。 线切割机床程序输入方法有三种：键盘输入，穿孔纸带输入和磁盘输入。线切割能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、
硬质合金等。加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6m。 2．数控线切割机床组成部分 数控线切割机床的外形如图所示，其组成包括机床主机、脉冲电源和数控装置三大部分。 <1）机床主机部分 机床主机部分由运丝机构、工作台、床身、工作液系统等组成。 运丝机构:电动机通过联轴节带动贮丝筒交替作正、反向转动，钼丝整齐地排列在贮丝筒上，并经过丝架作往复高速移动<线速度为9m/s左右）。 工作台:用于安装并带动工件在工作台平面内作X、Y两个方向的移动。工作台分上下两层，分别与X、Y向丝杠相连，由两个步进电机分别驱动。步进电机每接收到计算机发出的一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个步距角，通过一对齿轮变速带动丝杠转动，从而使工作台在相应的方向上移动0.01mm。工作台的有效行程为250×320mm。 床身用于支承和连接工作台、运丝机构、机床电器、及存放工作液系统。 工作液系统由工作液、工作液箱、工作液泵和循环导管组成。工作液起绝缘、排屑、冷却的作用。每次脉冲放电后，工件与钼丝之间必须迅速恢复绝缘状态，否则脉冲放电就会转变为稳定持续的电弧放电，影响加工质量。在加工过程中，工作液可把加工过程中产生的金属颗粒迅速从电极之间冲走，使加工顺利进行。工作液还可冷却受热的电极和工件，防止工件变形。 <2）脉冲电源 脉冲电源又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。加工时，钼丝接脉冲电源负极，工件接正极。 <3）数控装置 数控装置以PC机为核心，配备有其他一些硬件及控制软件。加项目序可用键盘
一、数控快走丝电火花线切割机床的操作 本文以长风DK7725E型线切割机床为例，介绍线切割机床的操作。图1为DK7725E型线切割机床的操作面板。 图1 DK7725E型线切割机床操作面板 （一）开机与关机程序 1．开机程序 （1）合上机床主机上电源总开关； （2）松开机床电气面板上急停按钮SB1； （3）合上控制柜上电源开关，进入线切割机床控制系统； （4）按要求装上电极丝； （5）逆时针旋转SA1； （6）按SB2，启动运丝电机； （7）按SB4，启动冷却泵； （8）顺时针旋转SA3，接通脉冲电源。 2．关机程序 （1）逆时针旋转SA3，切断脉冲电源； （2）按下急停按钮SB1；运丝电机和冷却泵将同时停止工作； （3）关闭控制柜电源； （4）关闭机床主机电源。 （二）脉冲电源 1．ＤK7725E型线切割机床脉冲电源简介 （1）机床电气柜脉冲电源操作面板简介，如图2所示。
SA1——脉冲宽度选择SA2~SA7——功率管选择SA8——电压幅值选择RP1——脉 冲间隔调节 PV1——电压幅值指示急停按钮——按下此键，机床运丝、水泵电机全停，脉冲电源输 出切断。 图2 DK7725E型线切割机床脉冲电源操作面板 （2）电源参数简介 ① 脉冲宽度脉冲宽度ti选择开关SA1共分六档，从左边开始往右边分别为：第一档：5us 第二档：15us 第三档：30us 第四档：50us 第五档：80us 第六档：120us ②功率管功率管个数选择开关SA2~SA7可控制参加工作的功率管个数，如六个开关均接通，六个功率管同时工作，这时峰值电流最大。如五个开关全部关闭，只有一个功率管工作，此时峰值电流最小。每个开关控制一个功率管。 ③幅值电压幅值电压选择开关SA8用于选择空载脉冲电压幅值，开关按至“L”位置，电压为75V左右，按至“H”位置，则电压为100V左右。 ④脉冲间隙改变脉冲间隔t0调节电位器RP1阻值，可改变输出矩形脉冲波形的脉冲间隔t0，即能改变加工电流的平均值，电位器旋置最左，脉冲间隔最小，加工电流的平均值最大。 ⑤电压表电压表PV1，由0~150V直流表指示空载脉冲电压幅值。 （三）线切割机床控制系统 ＤK7725E型线切割机床配有CNC-10A自动编程和控制系统。 1．系统的启动与退出在计算机桌面上双击YH图标，即可进入CNC-10A控制系统。按“Ctrl+Q”退出控制系统。 2．CNC-10A控制系统界面示意图
模块五 数控电火花线切割加工实例 本课题学习的内容主要是通过分析数控电火花线切割一些典型零件的加工实例，使你了解数控电火花线切割零件加工的工艺分析过程，巩固掌握数控电火花线切割加工程序的编制方法。 由于零件在加工时许多尺寸都有公差要求，所以在实际编程加工时还要考虑 到尺寸的公差。对于有公差要求的尺寸，通常采用中差尺寸编程。 同时，在数控电火花线切割编程时，如果按照零件中的轨迹尺寸编程，加工中电极丝中心所走轨迹就是图样中的轨迹，这样加工出来的零件与实际要求的零件相比在单边尺寸上相差一个电极丝半径加上一个放电间隙。为了加工出合格的工件，就必须将图样的轨迹作相应的偏移，从而得到编程轨迹。在对孔和凹体等零件编程时，应将实际轨迹单边向内部偏 移一个钼丝半径加上放电间隙；在对凸模等凸体零件编程时，应将实际轨迹单边向外部偏 移一个钼丝半径加上放电间隙。 学习目标： 知识目标：●了解数控电火花线切割典型零件加工工艺分析。 能力目标：●掌握数控电火花线切割典型零件的程序编制方法。 如果切割的零件为模具，则还应考虑配合间隙，通常配合间隙每套模具只加在其中的一组模具上，即 资料卡 中差尺寸的计算公 式：
例1用3B格式编制加工图表3-28所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝为φ0.1mm 的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。 图3-28 凸凹模 图3-29 凸凹模编程示意图 （1）工艺分析由于该凸凹模图示尺寸为平均尺寸，故作相应偏移就可按此尺寸编程。图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，六个侧面已磨平，可作定位基准，可以进行切割加工。 （2）切割路线的选择合理地选择切割路线可简化编程计算，提高加工质量。根据分析，本题选择在型孔中心处钻穿丝孔，先切割型孔，然后再切割外轮廓较合理。
（1） 模块四 数控电火花线切割机床操作要领 （2） 本课题学习的容主要是使你了解数控电火花线切割机床操作的基本流 程，教会你装夹工件、安装并校正线电极，并掌握确定加工参数的方 法。 （3） （4） 电火花线切割加工操作流程包括工件材料的选择→工艺基准的确定→ 穿丝孔的加工→工件的装夹→线电极的选择及位置校正→确定加工参 数→线切割加工等步骤。 （5） 有些步骤的容我们在模块三已学习过，在本模块着重介绍工件的装夹、 线电极的选择及位置校正、加工参数的确定等操作要点。 （6） 工件的装夹 （7） 线切割加工工件的安装一般采用通用夹具及夹板固定。由于线切割加 工时作用力小，装夹时夹紧力要求不大，且加工时电极丝从上到下穿 过工件，被工件切割部分要悬空，因此对线切割工件的安装有一定有 要求。 1． 对工件装夹的一般要求 （1） 工件的装夹基准面要光洁无毛刺。对热处理后的工件表面的渣物及氧化 膜一定要清洁干净，以免造成夹丝或断丝。 学习目标： 知识目标：●了解数控电火花线切割机床加工流程。 能力目标：●掌握数控电火花线切割装夹工件、校正线电极位置和确定加工参数的 方法。 ●学会HCKX 系列数控电火花线切割机床的基本操作方法。
（2）夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。 （3）装夹位置要有利于工件的找正，且要保证在机床加工行程围。 （4）所用的夹具精度要高，以确保加工精度。 （5）细小、精密及薄壁工件应先固定在辅助夹具上再装夹到工作台。（6）批量加工零件时，最好设计专用夹具以提高生产率。 2．常用的工件装夹方式 （1）悬臂支撑，如图3-22（a）所示。此方式装夹方便，通用性强，适用于对加工要求不高或悬臂部分较少的工件的装夹。 （2）两端支撑，如图3-22（b）所示。此方式工件两端固定在夹具上，支撑稳定，定位精度高，适用于较大零件的装夹。 （3）桥式支撑，如图3-22（c）所示。此方式是把两支撑垫铁放到两端支撑夹具上，桥的侧面也可作定位面使用，使装夹更方便，通用性广，适用 于大、中、小工件的装夹。 （4）板式支撑，如图3-22（d）所示。支承板按照常规工件形状制造出具有矩形或圆形孔，易于保证装夹精度，适用于装夹常规工件及批量生产。（5）复式支撑，如图3-22（e）所示。此方式是把专用夹具固定在桥式夹具上，适用于批量生产，可节省装夹时间且保证加工工件的一致性。
数控电火花线切割加工论文 曾 海 波
数控电火花线切割加工论文 摘要：对数控电为花线切割加工的特点以及线切割加工中引起模具加工零件变形的各 种因素作了深入分析，从实践经验中提出一些解决徐径和有效加工方法，相信对提高 模具加工质量有一定的借鉴作用． 关键词：模具加工；电火花线切割加工；加工工艺；工件变形 正文：电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，它是 利用移动的细金属丝作为工具电极，在金属丝与工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电 的电腐蚀作用对工件切割加工的．数控线切割加工零件的精度度，适应平面复杂形状 零件的加工，具有应用灵活，加工周期短，节约材料等特点。 目前在新产品的研制和开发中，大量采用数控线切割技术来直接切割零件，缩短 研发周期。然而，再先进的机床，如果没有重视加工的工艺技术与操作技巧，没有做 到工艺合理，是不能高效地加工出高质量的工件。因此在实际操作过程中必须重视有 关加工技术。 1、数控电火花线切割加工的特点 随着数控电火花线切割机床的普及，电火花线切割机床已逐渐从单一的冲裁模具 加工向各类模具及复杂精密模具和其他各类零件的加工方向转移。其应用越来越广泛。 数控线切割加工具有电火花加工的共性，金属材料的硬度和韧性并不影响其加工，电 火花切割主要用来加工淬火钢和硬质合金；当前绝大多数电火花线切割机，都采用数 字程序控制，其工艺特点如下： 1.1用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，如冲模、凹凸模及 外形复杂的精密零件等。 1.2不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的铜丝或 钼丝等作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。 1.3电极丝直径较细，切缝很窄，这样不仅有利于材料的利用，而且适合加工细小零件。 1.4电极丝在加工中是移动的，不断更新（慢走丝）或反复使用（快走丝），可以完全 或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。 1.5依靠计算机和控制电极丝轨迹和偏移轨迹，可方便地调整凸凹模具的配合间隙，并 且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。 2、线切割加工工艺
目录 1 绪论 (1) 1.1 电火花加工的产生和加工原理 (1) 1.1.1电火花加工的来源 (1) 1.1.2电火花加工的物理本质和工作原理 (1) 1.2 电火花加工的现状及发展 (4) 1.2.1电火花线切割加工的现状 (4) 1.2.2电火花线切割机的发展策略 (5) 1.2.3设计过程 (6) 2 工作台设计方案及其分析 (7) 2.1数控电火花线切割机床的机构组成及其作用 (7) 2.2坐标工作台的组成 (8) 2.3 主要参数 (9) 2.4 方案确定 (9) 2.4.1 床身结构 (9) 2.4.2 X-Y工作台 (9) 2.5坐标工作台的的传动精度对工艺指标的影响 (11) 3 结构设计 (12) 3.1 工作台外形尺寸及重量计算 (12) 3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (13) 3.3 导轨的确定 (15) 3.4 步进电机的选用 (17) 3.5 轴承的设计计算 (18) 3.6 X向齿轮副的选用 (19) 3.7 Y向齿轮副的选用 (25)
结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)
第一章.绪论 1.1电火花加工的产生和加工原理 电火花加工是一种新的加工技术，自五十年代以来，我国开始研究和试用。经过不断发展，已得到日益广泛的应用，成为加工各种模具和零件的有效方法。1.1.1电火花加工的产生 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。 研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。 电火花加工是与机械加工性质完全不同的一种新工艺、新技术。机械加工是通过机床部件的相对运动，用比工件材料硬的刀具去切除工件上多余的部分，来得到成品零件的。但随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高粘性、高韧性、高纯度等性能的新材料不断出现，具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，仍然采用机械加工法，有时是难于加工或无法加工的。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显出很多优异性能，因此得到了迅速发展和日益广泛的应用。 1.1. 2.电火花加工的物理本质和工作原理 电火花线切割加工是基于在液体介质中小间隙脉冲放电时材料的电腐蚀的切割加工，它是相当复杂的瞬变的微观物理过程，大致可分为介质击穿和通道形
第五章数控电火花线切割加工工艺与编程 第一节数控电火花线切割加工概述 序号：37 主要内容： 一、数控线切割加工机床简介 电火花线切割机床组成：机床本体、控制系统、脉冲电源、运丝机构、工作液循环机构和辅助装置（自动编程系统）。 线切割机床可分为高速走丝机床和低速走丝机床。 二、数控线切割加工原理及特点 1．数控电火花线切割加工原理 它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐作用，对工件进行加工的一种工艺方法。 数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具线电极（负电极），被切割的工件为工件电极（作为正电极），在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下（工作台）相对电极丝按预定的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。 2．数控线切割加工的特点 （1）可以加工难切削导电材料的加工。例如淬火钢、硬质合金等； （2）可以加工微细异形孔、窄缝和复杂零件，可有效地节省贵重材料； （3）工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件及细小零件； （4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程中的自动化。 （5）依靠数控系统的间隙补偿的偏移功能，使电火花成形机的粗、精电极一次编程加工完成，冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。 三、数控线切割加工的应用 1．形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极； 2．注塑模、挤压模、拉伸模、冲模； 3．成形刀具、样板、轮廓量规的加工； 4．试制品、特殊形状、特殊材料、贵重材料的加工。 小结 电火花线切割机床组成、电极丝（负电极）、工件（正电极）。
1．电火花线切割加工原理，应用？ 答：1，加工原理：用连续移动金属丝（电极丝）作为工具电极对工件进行脉冲火花放电并切割成行。 2应用：a模具零件加工b难加工零件c贵金属下料d新产品试制 2.电火花加工原理，特点应用？ 答：1基于电极和工件（正负极）之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象来腐蚀，除多余的金属，以达到对零件的尺寸，形状及表面，以预定的加工要求 2a非接触加工（0.01~0.05mm）b加工过程没有宏观切割力 c工具电极一般比工件的软d工件与工具电机正负为导电材料 3a任何难加工的金属和导电材料b加工形状复杂的表面 c加工薄壁，弹性、刚度微侧的异性小孔，深孔等有特殊要求的零件 3.电火花加工应具备的条件。 答：a脉冲电源b绝缘液中c工具电极与工件之间有一定的间隙 4.电火花工作液使用要求，使用要点？ 答：1低粘度，高闪火点，高沸点，绝缘性好，安全，对加工工件不污染，不腐蚀，氧化安全性要好，寿命长，价格便宜。2a闪点尽量高的前提下，粘度要低，电极与工件之间不易产生金属或石墨颗粒对工作表面的第二次放电，一方面提高表面粗糙度，又能防止电极积碳率。b为提高放电的均匀性，稳定性，以及加工精度，可采用工作液混粉的工艺方法。C按照工作液的使用寿命定期要换，d严格控制工作液高度 5.WEFM(数控电火花) 数控电火花线切割（EDM） 6.脉冲电流：a、脉冲宽度;单个脉冲的放电时间单位。微机(us) b、脉冲间隔;两个单脉冲的间隔时间，单位（us） 7.电极丝：具有良好的导电性，抗拉强度，常用的有：钨丝、钼丝、黄铜丝等。快走丝使用钼丝，其直径在0.08~0.2mm 找正方法：目测法、火花法、接触感知法、电阻法 8.工具电极：导电性良好，电离腐蚀困难，电极损耗小，具有足够的机械强度 加工稳定，效率高，材料价格便宜，有铜和石墨 a精加工时电极比石墨小b采用微粒加工时加工表面的长度Ra小于等于0.1um c用过的电极经改制，（如断打）后可再次使用 A 密度小，使用于大型零件的工具电极整体m小b机械加工性好，易于修 正整c电加工性能好，不定式加工易发生烧伤。 DK7732 D机械类别。代号（电加工机床）\ K机床特性代号（数控） 7型别代号（7快走丝，6慢走丝） 7组别代号(电火花) 32基本参数代号（横向行程）
模块五数控电火花线切割加工实例 本课题学习的容主要是通过分析数控电火花线切割一些典型零件的加工实 例，使你了解数控电火花线切割零件加工的工艺分析过程，巩固掌握数控电火花线切割加 工程序的编制方法。 学习目标： 知识目标：?了解数控电火花线切割典型零件加工工艺分析。 审能力目标：?掌握数控电火花线切割典型零件的程序编制方法。 由于零件在加工时许多尺寸都有公差要求，所以在实际编程加工时还要考虑到尺寸的公差。对于有公差要求的尺寸，通常采用中差尺寸编程。 同时，在数控电火花线切割编程时，如果按照零件中的轨迹尺寸编程，加工中电极丝中心所走轨迹就是图样中的轨迹，这样加工出来的零件与实际要求的零件相比在单边尺寸上相差一个电极丝半径加上一个放电间隙。为了加工出合格的工件，就必须将图样的轨迹作相应的偏移，从而得到编程轨迹。在对孔和凹体等零件编程时，应将实际轨迹单边向部偏移一个钼丝半径加上放电间隙；在对凸模等凸体零件编程时，应将实际轨迹单边向外部偏移资料卡 一个钼丝半径加上放电间隙。中差尺寸的计算公
例1用3B格式编制加工图表3-28所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公 差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝为? 0.1mm 的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。 图3-28 凸凹模 图3-29凸凹模编程示意图 （1）工艺分析由于该凸凹模图示尺寸为平均尺寸，故作相应偏移就可按此尺寸编程。 图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，六个侧面已磨平，可作定位基准，可以进行切割加工。 （2 ）切割路线的选择合理地选择切割路线可简化编程计算，提高加工质量。根据 分析，本题选择在型孔中心处钻穿丝孔，先切割型孔，然后再切割外轮廓较合理。 （3）确定补偿距离钼丝中心轨迹，如图3-29中双点划线所示。补偿距离为： △ R =（0.1/2+0.01 ）mm = 0.06mm （4）计算交点坐标将电极丝中点轨迹划分成单一的直线或圆弧段。 求E点的坐标值：因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心001上。直线001的方程为Y =（2.75/3 ）X。故可求得E点的坐标值为X = -1.570mm Y= -1.4393mm 。其余各交点坐标可直接从图形中求得，见表3-4。 切割型孔时电极丝中心至圆心O的距离（半径）为 R =（ 1.1-0.06 ）mm = 1.14mm 表3-4 凸凹模轨迹图形各线段交点及圆心坐标
第六章数控电火花线切割加工 电火花加工属于特种加工的一种方法，它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温去除工件多余材料，以及使材料改变性能或被镀覆等的放电加工，因放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。 6.1数控电火花线切割加工原理与特点 6.1.1 数控电火花线切割加工原理 数控电火花线切割是利用移动的细金属导线作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。工件的形状是由数控系统控制工作台相对于电极丝的运行轨迹决定的，因此不需制造专用的电极，就可以就可以加工形状复杂的模具零件。其加工原理如图6-1所示，工件连接脉冲电源的正极，电极丝接负极，加上高频脉冲电源后，在工件与电极丝之间产生很强的脉冲电场，使其间的介质被电离击穿，产生脉冲放电。电极丝在贮丝筒的作用下作正反向交替运动，在电极丝和工件之间浇注工作介质，在机床数控系统的控制下，工作台相对电极丝按预定的程序运动，从而切割出需要的工件形状。 图6-1 电火花切割原理 6.1.2 数控电火花线切割加工特点 1.直接利用线状的电极丝作为电极，可节约电极设计、制造费用、缩短了生产准备周期。 2.可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。 3.采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。 6.2 数控电火花线切割机床 6.2.1 电火花线切割机床分类 （1）按控制方式可分为靠模仿型控制、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）按加工特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等；（4）按走丝速度可分为慢走丝方式和快走丝方式两种。 6.3 数控电火花线切割工艺基础 数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备加工。有关模具加工的线切割加工工艺准备和工艺过程，如图6.2 图6-2 线切割加工的工艺准备和工艺过程 6.3.1模坯准备 1、工件材料及毛坯 模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模
DK系列-电火花数控线切割机床-使用说明书
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DK77系列电火花数控线切割机床使用说明书 一、机床的主要用途 本机床主要是以加工坚硬（硬质合金、淬火钢）精密复杂中小型金属零件。由于本机床采用数字控制，具有高自动、高适应性等优点，可广泛用于仪器、仪表、汽车行业的工具、试制车间，加工各种冲模、靠模、样板、硬质合金等超硬金属件以及异形零件等。 二、主要规格 1、机床及技术参数 DK77系列数控电火花线切割机床主参数 机床型号工作台 行程mm 工件 最大 长度 mm 工件 最大 宽度 mm 最大加工 厚度 mm 加工表 面粗糙 度Ra/ μm 工作台 最大承 载重量 kg 最大切 割速度 mm2/ min DK7725（30）350×300 500 320 300 1.25~2. 5 180 100 DK7732 420×330 600 340 400 1.25~ 2. 5 350 100 DK7732A 440×350 360 DK7740 560×440 700 460 480 1.25~ 2. 5 500 100 DK7740A 520×420 500 550 DK7740B 560×440 500 500 DK7750A 630×500 830 520 600 1.25~2. 5 600 100 DK7760（B）750×600 1000 630 640（660）1.25~2. 5 700 100 DK7763（B）820×650 1170 630 640（660）1.25~2. 5 1000 （1500） 100
邯郸职业技术学院教案 教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军
授课总结 邯郸职业技术学院讲稿 教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军第20次课第5章电火花线切割加工技术5.3 数控电火花线切割机床的基本编程方法 2. ISO代码数控程序编制(1) 坐标系设定指令G92； 指令格式：G92 X_ Y_ I_ J_ ； 其中X和Y值确定了线丝起始点的坐标值，也就是借助丝的当前坐标值确定了程序原点；I确定零件的厚度，J确定零件编程表面到工作台面之间的距离。如果零件在编程表面的上部I为正值，反之I为负值，如下图所示。I和J的具体应用参见G51、G52。 （a）I为正值J为正值（b）I为负值J为正值 (2)快速点定位指令G00； 指令格式：G00 X＿Y＿U＿V； 其中X和Y指定编程表面上的终点坐标；本机床除了工作台在XOY坐标平面内可以实现联动外，丝头也可以在其工作面内联动（该面与XOY平行），U和V是指丝头在由G92的I指定的平面（与上述J指定的编程表面平行）上偏移一个距离（U和V对于G90和G91是一致的）。 G00在绝对坐标系时，指出运动的终点坐标，在相对坐标系中指出运动的距离。 (3) 直线插补指令G01 指令格式：G01 X＿Y＿U＿V＿F＿； 其中X和Y指定终点坐标，U和V同G00。在伺服模式，运动速度由机床条件决定，F不起作用；在常量模式，F指定运动速度。 (4) 圆弧插补指令G02、G03； 指令格式：G02 X＿Y＿I＿J＿U＿V＿K＿L＿F＿； G03 X＿Y＿I＿J＿U＿V＿K＿L＿F＿；
其中G02指定顺时针圆弧，X和Y指定圆弧的终点，I和J指定圆弧的起点相对于圆心的增量值。U和V指定圆弧终点偏移向量，K和L指定圆弧中心偏移向量；G03指定逆时针圆弧，其它字的内容与G02相同。 例：运动轨迹如下图所示，丝线的初始坐标为（170，30），程序如下： 绝对坐标系：G92 X170.0 Y30.0； G90 G03 X110.0 Y90.0 I-60.0 J0.0； G02 X90.0 Y50.0 I-50.0 J0； 相对坐标系：G91G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 J0.0； G03 X-20.0 Y-40.0 I-50.0 J0.0； (5) 插入圆角指令 插入圆角指令用来指定在本程序段下一个程序 段之间加上一段半径值为R的过渡圆弧。在G01、 G02和G03的程序段中都可以加入一个圆角半径 R，指令格式为： G01 X＿Y＿R_； G02 X＿Y＿I＿J＿R＿； G03 X＿Y＿I＿J＿R＿； (6) 切割速度设定指令G94、G95； G94指明切割速度由指令确定，单位mm/min或inch/min； G95指明切割速度由伺服自动确定。 (7)暂停指令G04 指令格式：G04X_；或G04P_； 指令中X后跟的数字以秒为单位，P后跟的数字以万分之一秒为单位。 (8) 参考点G28、G30、G29、G32、G33； （1）返回参考点指令G28、G30 从当前点经由命令设置的中间点返回参考点。 G28X_Y_U_V_Z_； 从当前命令设置的第一中间点返回参考点，程序段中的X、Y、U、V、Z是中间点；G30 P2 X_ Y_ U_ V_ Z_；经由第二中间点返回参考点； G30 P3 X_ Y_ U_ V_ Z_；经由第三中间点返回参考点； G30 P4 X_ Y_ U_ V_ Z_；经由第四中间点返回参考点。返回过程如图a所示。 图a 从当前点返回参考点示意图图b 从参考点返回示意图
电火花线切割加工概述 电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家 1、电火花线切割加工原理 在电火花线切割加工中，利于移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作一个电极，工件作另一个电极，并按照预定的轨迹运动，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的各种二维、三维表面。及也就是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。 图1电火花线切割加工示意图 1-贮丝筒2-电极丝3-丝架4-导轮5-脉冲电源6-工作台7-工作液箱 2、电火花线切割加工的特点 电火花线切割加工的过程的工艺和机理与电火花穿孔成型加工既有共同性，又有特殊性。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的共同点 两者在加工原理、工作机理、工艺、适应材料等方面相同，具体表现为：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电形态，如开路、短路、正常火花放电等。 （2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的不同点 两者在加工极性、工作液、放电状态、接触方式、电极形式、电极丝的加工特点、工具损耗等方面有不同处，具体表现为：
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1）工作台又称切割台，由工作台面、中拖板和下拖板组成。（如下图） 图1 2）走丝机构走丝机构主要由贮丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等组成。
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图3快走丝线切割机床工作液循环系统 4）脉冲电源 图4 2、工作过程 宜宾职业技术学院教案 Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注
3、主要技术指标 1.工作台尺寸 2.最大加工厚度 3.X、Y轴行程 4.最大切割锥度 5.定位精度 6.最大加工电流 7.最大加工速度 8.电极丝直径范围 9.电极丝运行速度 4、机床坐标系 与其他数控机床一致，数控线切割机床坐标系符合国家标准： 1)刀具（钼丝）相对于静止的工件运动； 2)采用右手笛卡儿直角坐标系。 二、数控线切割中的工艺处理 数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工 序。要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的 各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工 艺路线及线切割加工前的准备加工。有关模具加工的线切割加工工艺准备和 工艺过程，如图所示。 图5 宜宾职业技术学院教案 Yibin Vocational& Technical College
目录 引言 (1) 一总体方案设计 (2) （一）总体方案的拟定 (2) （二）主要技术参数的确定 (2) 二储丝走丝部件结构设计 (3) （一）储丝走丝部件运动设计 (3) 1．对高速走丝机构的要求 (3) 2．高速走丝机构的结构及特点 (4) （二）储丝走丝部件主要零件强度计算 (10) 1．齿轮传动比的确定 (10) 2．齿轮齿数的确定 (10) 3．传动件的估算 (12) 4．齿轮模数估算 (13) 5. 齿轮模数的验算 (14) （三）储丝走丝部件主要零件强度验算 (16) 1．齿轮强度的验算 (16) 2．主轴的验算 (19) （四）主轴组件结构设计 (21) 1．轴承配置形式 (21) 2．主轴组件的调整和预紧 (22)
三进给传动设计 (22) （一）进给传动运动设计 (22) 1．脉冲当量和传动比的确定 (22) （二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核 (23) 1．滚珠丝杆螺母副的型号选择 (23) 2．滚珠丝杆的选型和校核 (25) （三）步进电机的选择 (28) 1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 (28) 2．启动矩频特性校核 (30) （四）进给机构支承设计 (31) 1．螺杆的支承形式 (31) 2．螺杆的支承方式 (31) 四数控系统设计 (32) （一）高频脉冲电源 (32) （二）数字控制系统设计...............................................................（33）(三)控系统硬件的电路设计 (34) 1．单片机设计 (34) 2．系统扩展 (38) 3． I/O 口的扩展 (42) 4．显示器的接口设计 (48) 5．步进电机控制电路设计 (50) 6．光电隔离电路设计 (57)
黄石机电职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 课程名称数控编程教学主题数控电火花线切割机床的程序编制授课班级授课时间授课地点 教学目标: 掌握线切割机床程序编制工艺准备的内容及基本方法。 掌握3B、4B、ISO指令编程 职业技能教学点： 线切割加工工艺的特点、取件位置及切割路线 3B、4B、ISO指令编程 教学设计： 教学手段： 讲解、举例、启发式、多媒体教学 教学过程 教学内容与板书备注
第六章数控电火花线切割机床的程序编制 第一节编程前的工艺准备 一、数控电火花线切割机床的简介 1、机床的基本组成 数控电火花线切割机床由工作台、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。 宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注
1）工作台又称切割台，由工作台面、中拖板和下拖板组成。（如下图） 图1 2）走丝机构走丝机构主要由贮丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等组成。
图2 自动张紧式线切割走丝机构 3）供液系统供液系统是为机床的切割加工提供足够、合适的工作 液。工作液的种类很多，有煤油、乳化液、去离子水、蒸 馏水、洗涤液、酒精等。 宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注
图3快走丝线切割机床工作液循环系统 4）脉冲电源 图4 2、工作过程 宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注
电火花线切割加工的步骤及要求 电火花线切割加工是实现工件尺寸加工的一种技术。在一定设备条件下,合理的制定加工工艺路线是保证工件加工质量的重要环节。 电火花线切割加工模具或零件的过程,一般可分以下几个步骤。 1. 对图样进行分析和审核 分析图样对保证工件加工质量和工件的综合技术指标是有决定意义的第一步。以冲 裁模为例,在消化图样时首先要挑出不能或不易用电火花线切割加工的工件图样,大致有如下几种: ⑴表面粗糙度和尺寸精度要求很高,切割后无法进行手工研磨的工件; ⑵窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件,或图形内拐角处不允许带有电极死板井架放电间隙所形成的圆角的工件; ⑶非导电材料; ⑷厚度超过丝架跨距的零件 ⑸加工长度超过x,y拖板的有效行程长度,且精度要求较高的工件。 在符合线切割加工工艺的条件下,应着重在表面粗糙度、尺寸精度、工件厚度、工件材料、尺寸大小、配合间隙和冲制件厚度等方面仔细考虑。 编程注意事项 1. 冲模间隙和过渡圆半径的确定
⑴合理确定冲模间隙。冲模间隙的合理选用,是关系到模具的寿命及冲制件毛刺大小 的关键因素之一。不同材料的冲模间隙一般选择在如下范围: 软的冲裁材料,如紫铜、软铝、半硬铝、胶木板、红纸板、云母片等,凸凹模间隙可选为冲材厚度的10%—15%。 硬质冲裁材料,如铁皮、钢片、硅钢片等,凸凹模间隙可选为冲裁厚度的15%—20%。 这是一些线切割加工冲裁模的实际经验数据,比国际上流行的大间隙冲模要小一些。因为线切割加工的工件表面有一层组织脆松的熔化层,加工电参数越大,工件表面粗糙度越差,熔化层越厚。随着模具冲次的增加,这层脆松的表面会渐渐磨去,是模具间隙逐渐增大。 合理确定过渡圆半径。为了提高一般冷冲模具的使用寿命,在线线、线圆、远远相交处,特别是小角度的拐角上都应加过渡圆。过渡圆的大小可根据冲裁材料厚度、模具形状和要求寿命及冲制件的技术条件考虑,随着冲制件的曾厚,过渡圆亦可相应增大。一般可在0.1—0.5㎜范围内选用。 对于冲件材料较薄、模具配合间隙较小、冲件又不允许加大的过渡圆,为了得到良好的凸凹模配合间隙,一般在图形拐角处也要加一个过渡圆。因为电极丝加工轨迹会在内拐角处自然加工出半径等于电极丝半径加单面放电间隙的过渡圆。 2. 计算和编写加工程序 编程时,要根据配料的情况,选择一个合理的装夹位置,同时确定一个合理的起割点和切割路线。 起割点应取在图形的拐角处,或在容易将凸尖修去的部位。 切割路线主要以防止或减少模具变形为原则,一般应考虑使靠近装夹着一边的图形最后切割为易。
数控线切割 一、判断题（共110题） ( )1．利用电火花线切割机床不仅可以加工导电材料，还可以加工不导电材料。 ( )2. 如果线切割单边放电间隙为0.01mm, 钼丝直径为0.18mm，则加工圆孔时的电极丝补偿量为0.19mm。 ( )3．电火花线切割加工通常采用正极性加工。 ( )4．脉冲宽度及脉冲能量越大，则放电间隙越小。 ( )5．在慢走丝线切割加工中，由于电极丝不存在损耗，所以加工精度高。 ( )6．在设备维修中，利用电火花线切割加工齿轮，其主要目的是为了节省材料，提高材料的利用率。 ( )7．电火花线切割加工属于特种加工。 ( )8．苏联的拉扎连柯夫妇发明了世界上第一台实用的电火花加工装置。 ( )9．目前我国主要生产的电火花线切割机床是慢走丝电火花线切割机床。 ( )10．由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多，所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。 ( )11．在电火花线切割加工中，用水基液作为工作液时，在开路状态下，加工间隙的工作液中不存在电流。 ( )12．在快走丝线切割加工中，由于电极丝走丝速度比较快，所以电极丝和工件间不会发生电弧放电。 ( )13．电火花线切割不能加工半导体材料。 ( )14．在型号为DK7732 的数控电火花线切割机床中，其字母K 属于机床特性代号，是数控的意思。 ( )15，在加工落料模具时,为了保证冲下零件的尺寸,应将配合间隙加在凹模上。 ( )16,上一程序段中有了G02指令,下一程序段如果仍是G02 指令,则G02可略。 ( )17,机床在执行G00指令时,电极丝所走的轨迹在宏观上一定是一条直线段。 ( )18 、机床数控精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性 ( )19．轴的定位误差可以反映机床的加工精度能力，是数控机床最关键的技术指标。 ( )20．工作台各坐标轴直线运动的失动量是坐标轴在进给传动链上的驱动元件反向死区和各机械传动副的反向间隙、弹性变形等误差的综合反映。 ( )21．在型号为DK7632 的数控电火花线切割机床中，数字32 是机床基本参数，它代表该线切割机床的工作台宽度为320mm。 ( )22．通常数控系统都具有失动量的补偿功能，这种功能又称为反向间隙补偿功能。 ( )23．在一定的工艺条件下，脉冲间隔的变化对切割速度的影响比较明显，对表面粗糙度的影响比较小。 ( )24．在线切割加工中，当电压表、电流表的表针稳定不动，此时进给速度均匀、平稳，是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。 ( )25．悬臂式式支撑是快走丝线切割最常用的装夹方法，其特点是通用性强，装夹方便，装夹后稳定，平面定位精度高，适用于装夹各类工件。 ( )26．电流波形的前沿上升比较缓慢时，加工中电极丝损耗较少；而电流波形的前沿上升比较快时，加工中电极丝损耗就比较大。 ( )27．透镜的中央部分比边缘部分厚的称凸透镜。 ( )28．冲模冲裁间隙太大，就会出现冲裁件剪切断面光亮带太宽的问题。 ( )29．六西格玛的质量水平是百万分之3、4个缺陷。 ( )30．线切割机床在加工过程中产生的气体对操作者的健康没有影响。 ( )31．低碳钢的硬度比较小，所以用线切割加工低碳钢的速度比较快。