【教学课题】：切断刀的线切割加工jj【教学课题】：切断刀的线切割加工 【教学目标】： 1、知识目标： 1）掌握线切割加工电.doc

【教学课题】：切断刀的线切割加工【教学目标】：1、知识目标：1）掌握线切割加工电极丝与工件的找正方法。 2）掌握线切割电极丝垂直度的调整方法； 3）了解电参数对线切割加工的影响。2、能力目标：1） 能调整电极丝垂直度； 2）电极丝的准确定位；3）了解电参数对线切割加工的加工速度、表面粗糙度的影响规律。3、素质目标：1）具有在完成零件电加工工作中独立制定计划、实施计划、独立控制过程、独立评价结果的基本能力；2）具备团结协作、善于沟通交流等职业素养；3）具有严谨的工作作风和勤奋努力的工作态度；4）具有在工作中的安全意识、质量意识和时间意识；5）具有良好的分析问题、解决问题的能力。【教学重点及难点】：重点：1）掌握线切割电极丝垂直度的调整方法。 2）掌握线切割加工电极丝与工件位置的找正方法。 难点：掌握线切割加工电极丝与工件位置的找正方法。【教学方法】：项目教学法、行动导向法、问题引导法、示范教学法、小组讨论法、头脑风暴法、分析法、讲授法【教学准备】：1数控线切割机床2多媒体教学投影设备3量具及相关工具材料等4、课 时：4课时【教学过程设计】：教学活动工作任务教学组织教学资源主要教学方法参考时间备注复习回顾进一步巩固前面所学知识师生共同回顾前面所学知识PPT讲授法3min咨询（明确任务）分析加工任务书；了解与线切割相关的工艺方法；了解与线切割相关的程序指令；了解线切割在企业中的应用学生分析加工任务书；学生学习并掌握线切割加工相关的工艺方法及程序指令；学生搜集线切割加工在企业中的应用情况。教师向学生提供加工任务书及学生分组名单；教师向学生讲授线切割基本工艺方法；教师指导学生搜集线切割在企业中应用的相关资料；图片问题引导法30min计划（制订工艺及程序清单制定加工计划书；制定加工工艺清单；编写加工程序清单；老师：指导学生制定计划，比较控制加工误差的方法学生：分组讨论，制定加工方案PPT、任务书、参考教材、机床说明书、教案等分解教学法、案例教学法、小组讨论法、问题引导法10min决策（分析并确定工作方案）分析工件加工特点，初步确定加工工艺方案；审核并优化加工工艺方案学生确定初步加工工艺方案；学生在小组内讨论并完善工艺方案。教师审核学生工艺方案，确保后续加工安全正常进行；PPT、参考教材、机床说明书、教案等分解教学法、案例教学法、小组讨论法、问题引导法10min实施（实施工作方案）准备工件、夹具及量具；安装工件及穿丝，输入程序并进行必要的机床设置；检查程序及机床设置，确认无误后执行加工指导学生安装工件及电极丝，进行工件找正指导学生进行电极丝的垂直度校正(3)指导学生进行切割图形绘制学生输入程序并进行必要的机床设置；(4)学生检查程序及机床设置，确认无误后执行加工程序，实施工件加工。(5)教师指导学生准备工件，穿丝、夹具及量具；记录学生操作过程；机床说明书、参考教材、教案、材料、工具、数控线切割机床等分解教学法、案例教学法、示范教学法、小组讨论法、问题引导法110min检查（检查控制加工过程）根据加工情况，调整加工参数；测量并控制加工零件精度；学生根据加工情况，调整加工参数；学生测量并控制加工零件精度；教师指导学生进行零件精度控制；量具及相关工具材料等小组讨论法10min评估（评价加工质量）自检零件，评估加工质量；根据工件加工精度、加工时间，评估零件加工工艺合理性学生自检零件，评估加工质量；学生根据工件加工精度、加工时间，评估零件加工工艺合理性；教师根据考核要求，对学生零件质量、职业规范、工艺设计等方面作出评价；量具及相关工具材料等问题引导法、小组讨论法10min编写工作报告将上述过程写成工作报告完成项目报告课后作业【课堂问题设计】：1、切断车刀或螺纹车刀（高速钢）为什么需要用线切割加工？2、车刀毛坯如何装夹找正？3、如何调整电极丝垂直度？4、如何确定电极丝与工件的位置？5、如何确定加工路线轨迹？6、加工中电极丝的补偿量如何确定？【教学内容】：、提出工作任务，导入新课引入：切断车刀是普车、数控车加工中的一种常用刀具，结合我们之前学习过的机械零件加工方法，同学们思考一下，切断刀是用什么方法来加工的呢？分析：该零件较厚，不适宜激光加工；数控铣可以加工该零件，但由于材料较硬，加工时刀具磨损大；线切割加工的工艺性与材料的硬度无关，故采用线切割加工方法。II、项目咨询及分析1、电极丝的选择（1）电极丝材料的选择目前电火花线切割加工使用的电极材料有钼丝、钨丝、钨钼合金丝、黄铜丝等。1）钨丝。采用钨丝加工时，可活动较高的加工速度，但放点后丝质易变脆，容易短丝，故应用较少。2）钼丝。钼丝熔点比钨丝低，抗拉强度低，但韧性好，在频繁的急热冷变化过程中，丝质不易变脆、不易断丝。3）钨钼丝。钨钼丝加工效果比前两种都好，它具有钨、钼两者的特性，所以寿命和加工速度比钼丝高。4）铜丝。采用黄铜丝做电极丝时，加工速度较高，加工稳定性好，但抗拉强度大，损耗大。目前，快走丝线切割加工中广泛使用钼丝作为电极丝，慢走丝线切割加工中广泛使用直径0.1mm以上的黄铜丝作为电极丝。（2）电极丝的直径。根据加工要求和工艺条件选取的。在加工要求允许的条件下，可选用直径大些的电极丝。快走丝一般采用0.1mm0.25mm的钼丝。2、ISO代码简介。数控线切割程序格式有ISO、3B、4B、EIA等，其中用的最多的是ISO格式。一个完整的零件加工程序由多个程序段组成。一个程序段由若干代码字组成。每个代码字则由一个地址（用字母表示）和一组数字组成，有些数字还带有符号。程序段由程序段号及各种字组成。其格式如下：N0020 G03 X-20.0 Y20.0 I-30.0 J-10.0N为程序段号地址，程序段号可编的范围为00019999.G为指令动作的方式的准备功能地址，其后续数字一般为2位数。M为辅助功能地址，其后续数字一般为2位数。3、电极丝的定位在加工前，为了能在指定的位置进行零件加工，必须使电极丝定位在路径规划中指定的穿丝孔位置。然后，再按程序移动电极丝到加工部位进行加工，这样才能保证工件的位置精度。确定电极丝与工件定位基准的位置，一般有两种方法：1）手动碰边打火花的方法这种方法是利用控制面板上的坐标数据，采用手动方式移动工作台，使电极丝与工件的定位基准面碰边打火花，达到电极丝的目的，具体操作如下： 图3 电极丝定位示意图例如，如上图所示，现欲将30mm的圆孔扩大到35mm，并保证孔的位置要求，这时必须先使电极丝定位在距离AB边40mm、BC边28mm的点上才能进行切割。首先，装夹工件的右端，通过找正保证工件AB边与工作台Y轴方向相同，工件BC边与工作台X轴方向相同。选择较小的放电电流，打开丝筒电机开关和工作液开关，使设备处于带放电工作状态。手动移动工作台，碰AB边，X坐标清零，移动电极丝到BC边一侧，当控制面板坐标达到40.100mm时，时停下，手动移动工作台，碰BC边，Y坐标清零。关闭丝筒电机开关和工作液开关，打开工作台电机开关，将工作台锁住，防止误操作。松开丝筒行程挡块，用手柄旋转丝筒使其移动到电极丝的一端，松开压紧螺钉，抽出电极丝。按控制面板上的方向键，当控制面板上的Y坐标达到28.1mm时停下。重新穿丝，调整丝筒行程挡块位置并锁紧。这时，电极丝与工件的相对位置就是我们要找正达到的位置。2)自动定位的方法一般的线切割机床，都要自动找中心和自动找端面的功能，它是靠检测电极丝与工件之间的短路信号来进行的。自动找中心：首先在定位孔中任意位置穿好电极丝，然后将控制面板上的【高频与对中】旋钮打到“对中”位置，打开工作台电机控制开关，使其成为“ON”，点击【定位】按钮，系统就自动进行找中心定位。在电极丝遇到工件某一端面时，屏幕上会在相应位置显示一条亮线。若要中止定位操作可按【暂停】按钮。自动找中心完成后，将控制面板上的【高频与对中】按钮恢复到【高频】位置。自动找端面：用光标取控制面板上的【OPEN】标志，在屏幕上打开参数窗。连续点击其中【LOCATION X O Y】项，将依次显示XOY正X方向对边、Xmin负X方向对边、Ymax正Y方向对边、Ymin负Y方向对边，根据需要选定合适的定位方式后关闭参数窗，然后按照自动找中心的操作完成即可。4、电极丝垂直度的调整在进行精密零件加工或切割锥度等情况下需要重新校正电极丝对工作台平面的垂直度。电极丝垂直度找正的常见方法有两种，一种是利用找正块，一种是利用校正器。1）利用找正块进行火花法找正找正块是一个六方形或类似六方形，如图4（a）所示。在校正电极丝垂直度时，首先目测电极丝的垂直度，若明显不垂直，则调节U、V轴，使电极丝大致垂直工作台；然后将找正块放在工作台上，在弱加工条件下，将电极丝沿X方向缓缓移向找正块。当电极丝碰到找正块时，电极丝与找正块之间产生火花放电，肉眼观察产生的火花。若火花上下均匀，如图4（b）所示，则表面该方向上电极丝垂直度良好；若下面火花多，如图3（c）所示，则说明电极丝右倾，故将U轴的值调小，直至火花上下均匀；若上面火花多，如图3(d)所示，则说明电极丝左倾，故将U轴的值调大，直至火花上下均匀。同理，调节V轴的值，使电极丝在V轴垂直度良好。图4 火花法校正电极丝垂直度用火花法校正电极丝的垂直度时，需要注意几点：找正块使用一次后，其表面会留下细小的放电痕迹。在下一次找正时，需重新更换位置，不可用有放电痕迹的位置碰火花校正电极丝的垂直度。精密零件加工前，在分别校正U、V轴的垂直度后，需要重新检验电极丝垂直度校正的效果。具体方法是：重新分别从U、V轴方向碰火花，看火花是否均匀。在校正电极丝垂直度之前，电极丝应张紧，张力与加工中使用的张力相同。在用火花法校正电极丝垂直度时，电极丝要运行，以免电极丝断丝。2）用校正器校正 校正器是一个触点与指示灯构成的光电校正装置，电极丝与触点接触时指示灯亮。他的灵敏度较高，使用方便且直观。如图所示。 图5 DF55-J50A型垂直度校正器 图6 垂直度校正器校正工件使用校正器校进行矫正电极丝垂直度的方法与火花法相似，如图6所示，主要区别是：火花法是观察火花上下是否均匀，而用校正器则是观察指示灯。若在校正过程中，指示灯亮，则说明电极丝垂直度良好，否则需要校正。在使用校正器校正电极丝垂直度良好，需要注意几点：电极丝停止运行，不能放电；电极丝应张紧，电极丝的表面应干净；若加工零件精度高，则电极丝垂直度在校正后需要再检测，其方法与火花法类似。5、电参数对线切割加工的影响（1）放电峰值Ie对加工的影响。放电峰值Ie增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕迹增大，故切割速度迅速提高，表面粗糙度数值增大，电极丝损耗增大，加工精度有所下降。因此第一次切割加工及切割加工较厚工件时取较大的放电峰值电流Ie 。（2）脉冲宽度ti 对加工的影响。在其它不变的情况下，增大脉冲宽度，线切割加工的速度提高，表面粗糙度变差。同时，电极丝损耗也变大。（3）脉冲间隔t0对加工的影响。减小脉冲间隔，脉冲频率将提高，单位时间内放电次数增多，平均电流增大，从而提高切割速度。（4）极性对加工的影响。线切割加工因脉宽较窄，所以都用正极性加工，否则切割速度变低且电极丝损耗增大。综上所诉，电参数对线切割加工的工艺指标的影响有如下规律：（1）加工速度随着加工峰值、脉冲宽度的增大、脉冲间隔的减小而提高，即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。有实验表明，增大峰值电流对切割速度的影响比用增大脉冲宽度的办法显著。（2）加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大及脉冲间隔的减小而增大，只不过脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。（3）脉冲间隔的合理选取，主要与工件厚度有关。工件较厚时，因排屑条件不好，可以适当增大脉冲间隔。III 项目计划及决策1、探讨加工工艺确定线切割加工零件的步骤（包括车刀的装夹及找正、电极丝的定位、电极丝垂直度校正、自动生成ISO程序）；2、电极丝垂直度的校正；电极丝垂直度校正要点可参考项目咨询相关知识；3、讲解ISO程序中常用G代码的使用方法；4、示范如何自动生成ISO代码加工程序。5、示范电极丝的定位；图7 电极丝定位与O点示意图6、确定线切割走刀路线；如图8所示，绘图时参考点坐标为C（0，0）、D（0，50）、E（20，50）、B（20，0）、A（20，38）、O（19，38）；图8 线切割轨迹示意图7、学生自己根据老师的指导进行加工零件；8、检测加工零件IV 项目实施一、项目实施准备1、检测设备是否正常。设备采用杭州天工DK7732电火花线切割机床2、电极丝选择电极丝采用钼丝，直径为0.18mm，单边放电间隙0.01mm。3、毛坯准备毛坯采用规格如图1所示，材料为高速钢4、示范自动生成ISO程序代码1）CAD部分。 绘制零件图，并指定穿丝点、切入点和切割方向把零件图转化为加工路径图。2）CAM部分。（1）图形文件选择（2）参数设定（3）放电条件设定（4）生成NC程序。5、示范电极丝垂直度校正利用校正器进行电极丝垂直度校正6、示范电极丝的定位7、调入自动生成的NC程序，讲解程序段中的每一程序段二、项目实施1、工件装夹与校正用螺钉和夹板直接把毛坯装夹在台面上，如图8所示的悬臂式支撑。由于工件的装夹要求不高，可用直角尺与工作台靠一下，使工件的侧边与工作台的Y轴平行。图8 毛坯装夹示意图2、画工件图，并确定穿丝点位置，规划刀具路径，如图7所示。注：一般线切割机床在路径设置时，要求路径轮廓封闭，故画图时，把刀具路径画为一个封闭的矩形。本零件的实际切割路径为0ABC，在加工到C附近时可强行终止加工。3、设置加工参数，生成ISO格式的加工程序。加工条件设为C110，偏移方向为左，偏置量为H100。4、用校正器进行电极丝垂直度校正5、把电极丝定位到穿丝点位置6、进入加工主界面，调出生成的NC程序，进行编辑修改，并保存7、进行零件加工，加工完成后，取下工件并测量8、做好安全文明生产实训完毕，整理机床，检查整理工具、设备，是否遗落或损坏，如有遗失或损坏应向指导教师说明原因。V 项目检查在切割工件过程中，要注意以下几项内容检查：1工件正式加工前，必须再次仔细检查程序及补偿值是否正确，确保工件正确加工。2加工过程中，注意检查工作液大小是否合适，一般为上方喷嘴工作液能包住钼丝，下方喷嘴工作液能喷到工件底面就行。3加工过程中，注意工作液是否堵塞，以及及时补充工作液。VI 项目评估完成工件的切割加工后，我们可从以下几方面评估整个加工过程，达到不断优化的目的。1 对工件尺寸精度进行评估，找出尺寸超差是机床因素还是测量因素，为工件后续加工时尺寸精度控制提出解决办法或合理化建议。2 对工件的加工表面质量进行评估，找出表面质量缺陷之原因，提出解决方法。3、回顾整个加工过程，是否有需要改进的操作。VII 项目讨论1、讨论穿丝点、电极丝定位点和程序中G92指令后面的X、Y三者之间的关系。1、加工过程中电极丝的补偿量如何确定？2、该零件的宽度尺寸是怎样保证的？3、找正时电参数是怎样设置的？【教学后记】：本次课程以工作过程为导向组织教学，通过任务引领、启发式讲授、多媒体演示等教学手段，通过“咨询计划决策实施检查评估”六步实施教学，在实现工作过程的同时培养了学生具备的职业素质。通过切断车刀的线切割操作训练，使学生熟悉了线切割机床的操作，对工件装夹与找正、电极丝找正与垂直度校正等知识有了更进一步的了解， 为以后课程的学习打下了良好的基础，教学效果良好。【板书设计】：课题名称：切断车刀的线切割加工 复习回顾所学知识提出工作任务，导入新课：切断车刀的线切割加工一、项目咨询及分析 知识准备：1、电极丝的选择2、ISO代码介绍3、电极丝的定位4、电极丝垂直度的调整5、电参数对线切割加工的影响二、项目计划及决策1、分析加工工艺，确定零件加工步骤2 、电极丝垂直度的校正；3、讲解ISO程序中常用G代码的使用方法；4、示范如何自动生成ISO代码加工程序。5、示范电极丝的定位；6、确定线切割走刀路线；7、学生自己根据老师的指导进行加工零件；8、检测加工零件三、项目实施实施准备：1、检测设备是否正常。2、电极丝选择3、毛坯准备4、示范自动生成ISO程序代码5、示范电极丝垂直度校正6、示范电极丝的定位7、调入自动生成的NC程序，讲解程序段项目实施：1、工件装夹与校正2、画工件图，并确定穿丝点位置，规划刀具路径，3、设置加工参数，生成ISO格式的加工程序。4、用校正器进行电极丝垂直度校正5、把电极丝定位到穿丝点位置6、进入加工主界面，调出生成的NC程序，进行编辑修改，并保存7、进行零件加工，加工完成后，取下工件并测量8、做好安全文明生产四、项目检查五、项目评估1、对工件尺寸精度进行评估2、对工件的加工表面质量进行评估3、回顾整个加工过程，是否有需要改进的操作六、项目讨论附：切断刀的线切割加工课件（请在下图上双击鼠标左键播放课件）