《模具电火花加工》PPT课件.ppt

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1、第3章 模具电火花加工技术,1、了解特种加工和应用范围；2、理解电火花成形加工原理、特点和应用范围；掌握电极的设计与制造，电规准的选择；3、掌握型孔加工和型腔加工技术；4、了解线切割加工原理、特点；5、理解线切割加工和电火花成形加工的异同点；掌握线切割加工程序（3B、ISO代码）的编制；6、掌握典型零件的线切割加工工艺。,本章知识要点,特种加工：直接利用电能、光能、化学能、电化学能、声能等进行加工。可以加工高强度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等材料。应用：电火花成形加工、电火花线切割加工、电解加工、电铸加工、电化学抛光、化学加工、激光加工和超声波加工,3.1 概述,主要包括：电火花成形加工;

2、电火花线切割加工；电火花磨削加工;电火花刻字;在模具加工中主要使用:电火花成形加工 电火花线切割加工,电火花加工 又称电蚀加工，指在一定的介质中，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产生电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。,一、基本工作原理,3.2 电火花成形加工,1.当在电极和工件之间施加很强的脉冲电压（使间隙中液体介质被击穿的电压）时，就会击穿介质绝缘强度最低处（间隙最小处）形成瞬间火花放电，电流密度很大，放电区能量高度集中，瞬时温度达1000012000，工件和电极表面金属放电点就被熔化，甚至汽化而被蒸发。,2.熔化或汽化的金属在电、热、流体、化学等各种力的作用下被抛入工作液中冷却为金属小

3、颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，使电极和工件表面形成一个个微小的凹坑，一次脉冲放电之后，电压又随之迅速降为零，介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。如此反复，电极不断下降，工件不断被蚀除，最后就在工件上复制出工具电极的形状，达到成形加工的目的。,电火花成形设备必须符合以下条件：,1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。2）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等。3）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或气化,脉冲电流波形,从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下4个阶段:极间介质的电离、击穿和放电通道的

4、形成液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀电极与工件材料被抛出 瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材料抛向工作液，迅速冷却为微小颗粒，表面留下凹坑。极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔。,二、电火花成形加工工艺特点优点以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料的影响。不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。易于实现自动控制和自动化。,缺点：1）只能加工导电工件 2）存在电极损耗，影响零件的加工精度 3）工具电极的制造有一定难度 型腔或型孔愈复杂，电极形状也就愈复杂

5、，加工制造也就愈困难。4）加工过程必须在液体介质中进行 5）加工效率较低 电火花加工蚀除率不高，一般情况下，能采用切削机床加工的简单型面就尽量不采用电火花加工。,1、机床主体 主轴头、床身、立柱、工作台和工作液槽等组成。主轴头由进给系统、导向机构、电极夹具和调节机构组成，是关键部件。,三、电火花成形加工机床 机床的组成：机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤循环系统、机床附件等组成。,2、脉冲电源（脉冲发生器）调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇等参数，满足粗、中、精加工的需要。3、自动进给调节系统 确保电极和工件之间在加工过程中始终保持一定的放电间隙。自动补偿间隙的大小。4、工作液循环过滤

6、系统 起到不断排除电蚀物，提高加工精度的作用。,四、电火花加工的基本工艺规律 1、影响电火花加工速度的基本因素 单位时间内蚀除工件材料的体积（或质量）称为加工速度。（1）极性效应 正极和负极的表面都会受到电蚀，但蚀除量是不相等的，不同的材料由于导电性能的不同，蚀除量也不同，称为极性效应。正极性加工：采用短脉冲加工时，电子轰击作用大于离子，正极的蚀除量较大，工件接正极，一般用于精加工 负极性加工：采用宽脉冲加工时，负极蚀除量大于正极，工件应接负极，一般用于粗加工和中精度加工。,（2）加工规准的影响 电规准参数指电火花加工时选用的电加工用量。主要有脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压和峰值电流等，通常将一

7、组这样的参数称之为一档。脉冲宽度：即放电持续时间，用符号ti表示。一般来讲，增大脉宽，生产率提高。脉冲间隔：即放电停歇时间，用符号t0表示。一般来讲，脉冲间隔减小，生产率提高。,电流/A,脉冲宽度与加工速度关系曲线,脉冲间隙与加工速度关系曲线 峰值电流与加工速度的关系,脉冲能量：即脉冲平均功率。脉冲能量愈大，蚀除量就愈大。单位时间内，正极或负极的总蚀除量：Qqfkwf 其中：q正极或负极单个脉冲的蚀除量（g或mm3）f脉冲频率（Hz）k与电极材料、脉冲参数、工作液有关的系数。（正负极不同）w单个脉冲能量（J）w放电时间内平均放电压u平均电流i放电时间t,（3）材料的热力学性能对蚀除量的影响 电

8、火花加工是依靠放电产生的热来蚀除材料的，材料的热力学常数会有影响，如熔点高，蚀除困难，导热系数大，散热快也会降低蚀除量。2、影响电火花加工质量的主要因素（1）影响电火花加工精度 1）电极损耗对加工精度的影响 型腔加工；用电极的体积损耗率来衡量。穿孔加工：用长度损耗率来衡量。2）放电间隙对加工精度的影响,3)加工斜度对加工精度的影响 在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形状误差，,（2）影响表面质量的工艺因素 1）表面粗糙度 脉冲能量越大，加工速度越高，Ra值越大；工件材料越硬、熔点越高，Ra值越小

9、；工具电极的表面粗糙度越大，工件的Ra值越大；,2）表面变化层 经电火花加工后的表面将产生包括凝固层和热影响层的表面变化层 凝固层 是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高温作用下熔化后未能抛出，在脉冲放电结束后迅速冷却、凝固而保留下来的金属层。热影响层 位于凝固层和工件基体材料之间，该层金属受到放电点传来的高温影响，使材料的金相组织发生了变化。,五、型孔加工（一）加工方法1、直接加工法 直接利用适当加长的凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除。工艺简单，电加工性差2、间接加工法（或混合法）将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。,3

10、、修配凸模法 凸模和工具电极分别制造，在凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模的配合间隙。,4、二次电极法 利用一次电极制造出二次电极（如图b)，再分别用一次和二次电极加工出凹模（如图a)和凸模（如图c)，并保证凸、凹模配合间隙（如图d)。,1一次电极 2凹模3二次电极 4凸模,（二）电极设计 1、结构设计 常用的电极结构形式有整体式、组合式、镶拼式。整体式电极 一块材料整体加工而成。适合尺寸较小、结构不太复杂的型孔加工。如果型孔的加工面积较大，需要减轻电极本身的重量，可加工一些“减重孔”或“挖空。,组合式电极 将多个电极装夹在一起，同时完成凹模各型孔的

11、穿孔加工。,1固定板 2电极,1,2,3,4,5电极拼块;6定位销;7固定螺钉,镶拼式电极 复杂电极加工有困难时，分成几块分别加工，再镶拼成整体。,1型孔轮廓 2电极横截面,2、电极尺寸 1)横截面尺寸以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电间隙值。a=A-2 b=B+2 c=C r1=R1+r2=R2-式中 A、B、C、R1、R2型孔基本尺寸 a、b、c、r1、r2电极横截面基本尺寸 单边放电间隙,以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配合间隙Z(双面）的不同，分为三种情况：Z=2 电极与凸模尺寸相同 Z2 电极比凸模尺寸均匀均匀放大一个数值

12、a1,形状相似。电极缩小或放大的数值可按下式计算,或者按凸凹模的配合间隙X（2X=Z）与精加工时的放电间隙的关系为依据进行计算。分为三种情况：（1）X 电极的截面尺寸与凸模的截面尺寸完全相同。（2）X 电极的截面尺寸在凸模的四周均匀缩小一个（-X）值。如图a所示（3）X 电极的截面尺寸在凸模的四周均匀增大一个（X-）值。如图b所示。,图a 按凸模均匀减小的电极图 图b 按凸模均匀增大的电极图,2)长度尺寸 电极长度为L+L电极有效长度的计算公式：L=kH+H1 式中 H 凹模需电火花加工的厚度；H1 其大小为（0.40.8）H；L 夹持端长度。约为1020mm）。k 与电极材料、型孔的复杂程度

13、以及加工方式有关的系数。紫铜2-2.5,黄铜3-3.5,石墨1.7-2,铸铁2.5-3，钢3-3.5,阶梯电极就是在原电极的基础上适当加长，可将电极做成阶梯型分别进行粗、精加工。阶梯电极的加工原理是利用加长部分进行穿孔粗加工，蚀除大部分金属，只留下精加工余量由L部分来完成最后加工。L和d尺寸计算：L（1.21.4）H mm d d2a或者d（0.70.8）d 式中 H为凹模需电火花加工的厚度；a为单边缩小量。,3)电极公差 电极的制造精度要高于型孔的精度,截面的尺寸公差取凹模刃口相应尺寸公差的1/2-2/3。粗糙度也要比型孔要求低,直线度、平行度在100mm长度上内不大于0.01mm,六、型腔

14、加工 盲孔加工，排屑难;加工面积大，电规准调节范围大（一）型腔电火花加工方法,（1）单电极加工法：指用一个电极加工出所需型腔 1）用于加工形状简单、精度要求不高的型腔。2）用于加工经过预加工的型腔。3）用平动法加工型腔。用一个电极完成型腔的粗、中、精加工,平动头,（2）多电极更换法 采用多个电极,依次更换加工同一个型腔的方法，型腔精度高，用于精密和复杂型腔的加工，但需制造多个电极（3）分解电极法 根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，电极分别制造。主电极加工型腔的主要部分，副电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。,多电极加工1模坯；2精加工后的型腔；3中加工后的型腔；4粗加工后的型

15、腔,（二）电极设计 1.结构设计 常用的电极结构形式有整体式、镶拼式、组合式.设有排气孔和冲油孔 1）冲油孔设计在难以排屑的拐角、窄缝等处 2）排气孔设计在蚀除面积较大的位置,设强迫冲油孔的电极 设排气孔的电极,2.电极尺寸的确定（1）电极水平截面尺寸的确定单电极精加工时，确定方法与型孔加工相同采用单电极平动加工时，其计算公式为 a=Akb式中 a电极水平方向尺寸；A型腔的基本尺寸；k与型腔尺寸标注有关的系数；b电极单边缩放量；b=cfg式中 c平动量，取0.5-0.6mm f精加工最后一档规准的单边放电间隙 取 g精加工电极侧面损耗,不超过0.1mm,(2）电极垂直方向尺寸：电极在平行于主轴

16、方向上的尺寸 HH1+H2式中：H1电极垂直方向有效工作尺寸 H2电极固定板与模块之间的距离，一般 为510mm左右 H1型腔的垂直尺寸（型腔深度）；C1粗规准加工时电极端面的相对损耗率，一般1，C1H1只适用于未进行预加工的型腔；C2中、精规准加工时端面相对损耗率一般为20%25%，S 中、精规准加工时端面总的进给量,一般为0.40.5mm；j最后一挡精规准加工时端面的放电间隙，一般为0.02 0.03，有时可忽略不计。,七、电极材料及制造 选择原则：损耗小、成形快、加工稳定性好、机械加工工艺性好、价格适宜和来源广。常用电极材料种类和性能如表所示：,在许可的情况下，尽量选择“低耗”电极材料。

17、低耗材料是指在电火花加工时相对损耗1的电极材料。即：,铜钨合金电极,铜电极,石墨电极,常见电极的制造方法：1石墨电极 石墨电极的制造基本上都采用切削加工和成形磨削。2铜电极及其加工 铜属软金属材料，加工时易变形，加工的电极表面粗糙度较差。切削加工时要用肥皂水作工作液，同时，进刀量要尽可能小。铜电极的磨削特别困难，非常容易堵塞砂轮，磨削时砂轮粒度不能太细，还要加磨削液，同时采用低转速磨削，砂轮进给量要小。3铜钨合金、银钨合金电极及其加工 制造时宜选用硬质合金刀具作切削加工。磨削加工时容易堵塞砂轮；选择的砂轮粒度不能太细，宜选用白刚玉砂轮；磨削时要加磨削液。,八、电火花加工的电规准及其选择 在电火

18、花加工中，电参数（电压、电流、脉冲宽度、脉冲间歇等）的最佳配合，称为电规准。电规准一般分为粗、中、精三种，每一种电规准又分为几挡，可根据加工工艺要求选择和转换。粗规准用于粗加工 中规准粗加工、精加工间过渡加工 精规准用于精加工,九、工作液的选择 具有一定绝缘性能的液体介质。（1）工作液的作用：形成火花击穿的放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态；对放电通道产生压缩作用；帮助电蚀物的抛出与排除；冷却电极和工件。（2）对工作液的要求 具有一定的绝缘强度，较好的流动性，较快的绝缘强度恢复性能。燃点、闪点要高，不会爆炸，不易燃烧。无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小，对人体无害。电加工稳

19、定性要好，工艺指标要高。价廉易得。,（3）常用工作液的种类及其应用 电火花加工最常用的工作液为煤油。其次是机油、锭子油。水和水基工作液（包括去离子水等）用得较少。煤油由于粘度低，排屑方便，击穿间隙小，对电火花加工精度有好处，因此是目前国内应用最普遍的工作液。机油、锭子油的粘度稍大，但燃点高，常用于大能量加工，即大型腔电火花粗加工。水和水溶液由于价廉易得，并有不燃、无味等特性，正越来越受到重视。,（4）工作液对电火花加工的影响 1）工作液压力和流速的影响 工作液在实际应用中，常以“冲”或“抽”的方式进行。,冲抽油方式(a)下冲油式(b)上冲油式(c)下抽油式(d)上抽油式,若压力和流速过小则对蚀

20、除物的排除不利，会造成加工不稳定；若太大，则会引起电极耗损增大，并使主轴跳动，也使加工不稳定。,2）工作液种类的影响 工作液种类不同，其化学成分与性质也各不相同，电加工后的工艺效果相差很大。3）工作液污染程度的影响 工作液污染程度严重，会使加工稳定性变差，从而导致生产率降低，同时污染严重会使加工间隙增大，对电极损耗也不利。太纯净的工作液，对减小电极耗损也是不利的，它会减少生成低损耗保护膜所需碳粒的浓度。由于放电间隙小，加工时金属屑、碳微粒、气泡等电蚀产物使窄小的间隙容纳不了或局部浓度过高，排屑不畅，这样也会使加工不稳定而降低生产率。,1电火花成形加工有何优、缺点?2型腔的电火花成形加工用的电极

21、，为什么要设排气孔和冲油孔，如何设置?3常用型腔电火花成形加工的工艺方法有哪些，各有何特点?4使用阶梯电极有何特殊作用?,思考与练习,3.3 电火花线切割加工,电火花线切割加工是在机床数字控制系统的控制下，自动完成直线成形表面的切割作业.适合于加工淬火钢、硬质合金等难加工材料和窄槽、尖角、轮廓复杂的工件。适合于冲模、挤压模、塑料模以及电火花成形加工使用的电极等。,A微细结构和复杂形状,应用,一、概述1.线切割机床的加工原理利用电极和工件之间的脉冲放电的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。只是线切割利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成形。,电火

22、花线切割加工原理图1.工作液箱 2.储丝筒 3.电极丝 4.供液管 5.进电块6.工件 7.夹具 8.纵横拖板9.脉冲电源,加工时工件6接脉冲电源的9的阳极，电极丝3接脉冲电源的阴极并在驱动电机的带动下按一定速度运行（称为走丝），在电极丝与工件间浇注工作液。当高频脉冲电源接通后，电极丝与工件之间形成脉冲放电火花,2.线切割机床分类 机床主要由主机（包括床身、坐标工作台、走丝机构等）、脉冲电源、控制系统、液体介质循环系统几大部分组成。,1-储丝筒；2-走丝溜板；3-丝架；4-上工作台；5-下工坐台；6-床身；7-脉冲电源及微机控制柜,按走丝速度大小分类，可将其分为快速走丝线切割、慢速走丝线切割。

23、快走丝：走丝速度为810m/s，电极丝往复循环加工精度为，表面粗糙度一般为Ra 5.0-2.5um，最佳可达Ra 1.0um,慢走丝：走丝速度低于0.2m/s，电极丝单向移动而且电极丝（一般为黄铜丝）只使用一次加工零件的厚度小于高速；机床价格高。加工精度为，表面粗糙度一般为Ra1.25um，最佳可达Ra 0.2um,3.线切割加工特点,（1）与电火花成型相比不需要制作电极；（2）电极丝沿长度方向运动，加工中损耗少。（3）能加工精密、形状复杂而细小的内、外形面，以及高熔点、高硬度难切削的材料。（4）自动化程度高，操作方便，周期短（5）但不能加工母线不是直线的表面和盲孔。,二、线切割加工工艺参数的

24、选择,1.脉冲电源（1）峰值电流 脉冲峰值电流的增大会增加单个脉冲放电的能量，加工电流也会增大，切割速度会明显增加。但是，加工表面的粗糙度变差。（2）脉冲宽度 增加脉冲宽度，切割速度随之增大，但有一最佳脉冲宽度值。,（3）脉冲频率 在单个脉冲能量一定的情况下，提高单位时间内脉冲放电的次数即脉冲频率，会使切割速度增大。但造成加工表面的粗糙度变差。（4）电源电压 改变电源电压时，表面粗糙度变化不大，而切割速度却有明显提高。,加工规准的选择（1）当要求切割速度高时 在满足粗糙度要求的前提下再追求高的切削速度。（2）当要求表面粗糙度小时 应该选择小的脉冲宽度、小的峰值电流、低的电源电压，同时脉冲频率要

25、适当。（3）当要求电极丝损耗小时 应该选择大的脉冲宽度。（4）当切割厚度加大时 切割厚工件的特点，一是切割量大，二是排屑困难。应该选择高电压、大电流、大的脉冲宽度和大的脉冲间隔。,2.电极丝（1）电极丝的直径 一般直径为（2）走丝速度 电极丝的走丝速度影响切割速度（3）电极丝的选择 高速走丝机床的电极丝是快速往复运行的，在加工过程中要反复使用。这类电极丝主要有钼丝、钨丝和钨钼丝。低速走丝线切割机床一般用黄铜作电极丝，电极丝作单向低速运行，用一次就作为废料回收，不必用高强度和耐损耗的钼丝。,3.工作介质（1）基本要求 工作液是放电介质又是冷却液，一般快走丝用专用乳化液，慢走丝用去离子水。所有工作

26、介质必须具有以下性能：具有一定的绝缘性，适合线切割的电阻率104105cm 较好的洗涤性能，对工件具有较好的附着力、渗透性和除污能力。较好的冷却性，具有良好的吸热、传热和散热性能。对环境无污染，对人体无害，配制方便，使用寿命要长。（2）工作介质对工艺指标的影响 太纯净的介质不容易形成放电通道，介质太脏，消除电离困难容易引起二次放电。,三、数控线切割编程,数控程序就是用来控制机床，使机床按照预定要求进行切割加工。变换成机器可以接受的指令码，这个全过程称为程序的编制。为了便于机床接受命令，必须按照一定的格式来编制线切割机床的数控程序。目前，国内使用最多的是3B格式，ISO和EIA是国际通用的格式。

27、,1、3B格式程序编制,（1）程序格式,1）分隔符号B 用来将X、Y、J的数码分开，利于控制器识别。,2）坐标值X、Y 即X、Y坐标的绝对值，单位m 坐标原点为线段起点，X、Y分别取线段在对应方向上的增量，即该线段在相对坐标系中的终点坐标的绝对值。X、Y允许取比值，若X或Y为零时，X、Y值均可不写，但分隔符号保留。例 B2000B0B2000GxL1 可写为BBB2000GxL1。坐标原点为圆心，X、Y取圆弧起点坐标的绝对值，但不允许取比值。,圆弧,直线,3）计数方向G Gx 取X方向进给总长度计数 GY取Y方向进给总长度计数 用线段的终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向数值大，就取该方向作为计

28、数方向。即：|Y|X|时，取GY；|Y|X|时，取Gx；|Y|=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定。,直线,圆弧,图a直线段计数方向 图b圆弧计数方向,若圆弧终点坐标为B（Xe，Ye）。当|Xe|Ye|时，即终点在阴影区内，计数方向取Gx，当|Xe|Ye|时取Gy(图b)。当终点在45线上时，不易准确分析，按习惯任取.直线刚好相反,4)计数长度J 根据计数方向，选取直线或圆弧在该方向上的投影总和（绝对值），单位m 对于直线，当|Ye|Xe|时，取J|Ye|；当|Xe|Ye|时，取J|Xe|即可。,对于圆弧，它可能跨越几个象限，如图a和图b的圆弧都是从A加工到B。图a为Gx，JJx1J

29、x2；图b为Gy，JJy1Jy2Jy3。,图a 跨越两个象限 图b 跨越四个象限,线OA：取 GY,弧CD：取GY,J=3000 m,5）加工指令Z 根据被加工图形的形状，所在象限和走向等确定。控制台根据这些指令，进行偏差计算，控制进给方向。加工指令Z共分十二种，对于直线段的加工指令用L表示，L后面的数字表示该线段所在的象限。对于与坐标轴重合的直线段，正X轴为L1，正Y轴为L2，负X轴为L3，负Y轴为L4。,直线,看走向，看起点象限,圆弧,圆弧加工指令有八种。SR表示顺圆，NR表示逆圆，字母后面的数字表示该圆弧的起点所在象限，如SR1表示顺圆弧，其起点在第一象限。,编程举例例1 加工如图所示的

30、斜线段，终点A的坐标为X17mm，Y5mm，其程序为：B17000B5000B17000GxL1在斜线段的程序中X和Y值可按比例缩小同样倍数，故该程序可简化为：B17B5B17000GXLI,例2 加工如图4122所示与正Y轴重合的直线段，长为22.4mm，其程序为：BBB22400GyL2 在与坐标轴重合的程序中，X或Y的数值即使不为零也不必写出。,例3：弧AB 由终点坐标B（2，-9）判断，|Y|X|，计数方向取Gx；2）圆弧半径：计数长度：,加工指令Z取 SR34)程序 B9000B2000B25880GxSR3 弧BA?,例4 加工如图所示的工件，它由三条直线段和一段圆弧组成，所以要分

31、成四段来编程。1)加工直线段AB以起点A为坐标原点，AB与X轴重合，程序为：BBB40000GXL12)加工斜线段BC应以B点为坐标原点，则C点对B点的坐标为X10mm，Y90mm，程序为：B1B9B90000GYL1 3)加工圆弧CD以该圆弧圆心O为坐标原点，经计算圆弧起点C对O的坐标为X30mm，Y=40mm，程序为：B30000B40000B60000GXNR14)加工斜线段DA以D为坐标原点，终点A对D的坐标为 X10mm，Y90mm，程序为：B1B9B90000GYL4,思考与练习,加工直线0A和OB，用3B编程,加工圆弧CD，用3B编程,（2）间隙补偿 数控线切割加工时，控制台所控

32、制的是电极丝中心移动的轨迹，如图中细双点划线所示，粗实线表示凸模或凹模轮廓。加工凸模时，电极丝中心轨迹应在加工对象的图形之外，加工凹模时则相反。工件图形与电极丝中心轨迹间的距离，就称为间隙补偿量，用R表示,电极丝 中心轨迹,凸模,凹模,若凸模和凹模型孔的基本尺寸相同，要求按凹模型孔配作凸模，并保持单面配合间隙Z/2,r为电极丝半径,为放电间隙。,加工凹模 R=r+,加工凸模 R=r+-Z/2,（3）编程步骤 在编程前应了解数控线切割机床的规格及主要技术参数，数控装置的功能及适应程序代码格式。,1）根据工件的装夹情况和切割方向，确定相应的坐标系（即所谓统一坐标系）。尽量选取图形的对称轴线为坐标轴

33、。2）计算间隙补偿量R。3）将电极丝中心轨迹分割成直线段和单一的圆弧段，计算出各线段交点的坐标值4）利用统一坐标系中各交点的坐标值，换算成切割坐标系中的坐标值，编制切割程序。5）检查和检验,穿丝孔和起切点,穿丝孔的确定1)穿丝孔的作用 主要用于加工凹模前的穿丝2）穿丝孔的位置 应根据切割工件的实际情况来确定，如根据切割工件的类型、材料、大小等情况来确定，具体应遵循以下几点：在切割小型凹模类工件时，穿丝孔一般确定在凹模的中心位置，以便于穿丝孔的加工和切割轨迹程序计算。此方法的缺点是当切割大型零件时，无用切割路现长，因此不太适合大型凹模的加工。,在切割凸模类工件和大型凹模类工件时，穿丝孔一般确定在

34、起切点附近，可以缩短无用切割路线的长度。穿丝孔的位置应选择在已知坐标点或便于计算的坐标点上，特别是对于有多次穿丝孔的工件，把穿丝点选择在特殊坐标点上，将有利于程序的编制。3)穿丝孔大小及加工 穿丝孔直径大小的选择，应便于钻孔或镗孔加工，不宜过大或过小，一般在3-10mm范围内选择，并取整数直径。由于穿丝孔常用作加工基准，因此，穿丝孔的加工一般在具有较高精度的机床上进行，也可采用电火花穿孔，以保证穿丝孔的位置、尺寸精度。,起切点的确定起切点是工件串连几何图形的起始切割点，往往也是几何图形切割的终止点。起切点选择不当，会使工件切割表面留下切痕，特别是起切点选在圆滑表面上时，切痕更为明显。,在选择起

35、切点位置时应注意以下几点：1)把起切点尽可能选择在几何图形的拐角点处，有多个拐角点时，优先选择直线和直线相交的拐角点，其次选择直线与圆弧、圆弧与圆弧相交的拐角点。2)把起切点尽可能选择在工件表面粗糙度要求不高的一侧。3)把起切点尽可能选择在工件切割后容易修磨的表面上。4)可在穿丝点与起切点(终止点)间加入一导引入（导引出）切割轨迹，以改善切割痕迹.,人工编程实例,编制如图所示零件的凹模和凸模程序。此模具是落料模，由图可，取单面配合间隙Z/2 0.01mm，同时选取放电间隙电0.01mm，电极丝选直径为0.13mm的钼丝。,图a 零件图 图b 凹模坐标 图c 凸模坐标,编制凹模程序1）确定统一坐

36、标系2）计算间隙补偿量R R=r+0.0650.010.075mm3）计算各点在统一坐标系中的坐标值4）利用统一坐标系中各交点的坐标值，换算成切割坐标系中(以O1、O2等为原点）的坐标值5）编制程序。正确选择穿丝孔和电极丝切入位。穿丝孔是电极丝加工的起点，也是程序的原点，O点为穿丝孔。一般选工件的基准点附近。切割顺序是oaabbc cd da,凹模程序,编制凸模程序1）确定统一坐标系2）计算间隙补偿量R R=r+-Z/2 0.0650.01-0.01 0.065mm3）计算各点在统一坐标系中的坐标值4）利用统一坐标系中各交点的坐标值，换算成切割坐标系中(以O1、O2等为原点）的坐标值，5）编制

37、程序。加工凸模时由工件外面的S点切进去，并沿X轴正向切割5mm以后，即从c点开始沿cd da ab bc切割凸模,并最后从c点回到起始点。,S,凸模程序,2、ISO代码数控程序编制,ISO代码进行数控编程是电加工控制发展的必然趋势。目前，部分厂家采用3B、4B和ISO并存的方式作为过渡。,（1）程序段格式和程序格式,P1007N01G92XOYON02G01X5000Y5000N03G01X2500Y5000N04G01X2500Y2500N05G01XOYON06M02,程序名（字母和数字表示）,程序主体 由若干个程序段组成,程序结束指令,程序段格式,N02G01X5000Y5000,尺寸字

38、 电极丝运动坐标位置，X、Y、U、V、A、I、J等，后续数字为整数，单位m,正、负号。,加工指令 G其后续有两位正整数，如G00G99。,顺序号字 程序段的序号，N后续数字24位。如N03、N0010。,（2）ISO代码及其编程,常用ISO指令代码,1）G00 为快速定位指令 在线切割不加工情况下，使指定的某轴以最快速度移动到指令位置,书写格式：G00 X_ Y_ 例如：G00 X60000 Y80000注意：如果程序中指定了G01、G02指令，则G00无效,2）G01 直线插补指令 在各个坐标平面内加工任意斜率直线轮廓和用直线逼近曲线轮廓。书写格式：G01 X_ Y_,例如：G92 X200

39、00 Y20000 G01 X80000 Y60000,3）G02、G03 圆弧插补指令,书写格式：G02 X_ Y_ I_ J_ G03 X_ Y_ I_ J_,注：G02顺时针插补圆弧，G03逆时插补 X、Y表示圆弧终点坐标 I、J是圆心相对圆弧起点的增量值，I是X方向坐标，J是Y方向坐标。,G02 X30000 Y30000 I20000 JO AB弧,G03 X45000 Y15000 I15000 JO BC弧,4）G90、G91、G92 坐标指令,G90绝对坐标指令。即移动指令终点坐标值X、Y都是以工件坐标系原点（程序的零点）为基准来计算的。书写格式：G90（单列一段）终点：80，

40、60,G91增量坐标指令。即坐标值均以前一个坐标位置作为起点来计算下一点位置值。书写格式：G91（单列一段）终点：60，40,G92起点坐标指令，加工程序的起点。书写格式：G92 X_Y_,G92 X10000 Y10000,例题 G90编程,P0010（程序名）N01 G92 X0 Y0（确定加工程序起点）N02 G90N03 G01 X10000 Y0（OA)N04G01 X10000 Y20000(AB)N05G02 X40000 Y20000 I15000 J0(圆弧BC)N06G01 X30000 Y0（CD)N07G01 X0 Y0(DO)N08 M02(程序结束）,G91编程P0

41、011（程序名）N01 G92 X0 Y0N02 G91（后面为坐标增量编程）N03 G01 X10000 Y0（OA)N04 G01X0 Y20000(AB)N05 G02X30000 Y0 I15000 J0(圆弧BC)N06 G01X-10000 Y-20000（CD)N07 G01X-30000 Y0(DO)N08 M02,5）G05、G06、G12,G05X轴镜像，X=-XG06Y轴镜像，Y=-YG12消除镜像。每进行镜像程序时，结束都需加该指令,6）G41、G42为间隙补偿指令，G40为取消间隙补偿,G41左偏补偿指令格式：G41 D_G42右偏补偿指令格式：G42 D_D表示间隙

42、补偿量，计算方法与前面方法相同。左偏、右偏是沿加工方向看,（3）编程实例,编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径0.18mm，单边放电间隙为0.01mm。（凹模尺寸为计算后平均尺寸）。,建立坐标系，确定穿丝孔位置 穿丝孔位置是O点确定间隙补偿量 R=0.18/2+0.01=0.10mm计算交点坐标,求D点的坐标值：因D点是直线DC与圆的切点，故其坐标值通过如图,C,C,D,D,W1N01 G92 X0 Y0N02 G90N02 G41 D100（应放于切入线之前）N03 G01 X0 Y-25000（OA)N04 G01 X60000 Y-25000(AB)N05 G01 X60000 Y5

43、000（BC)N06 G01 X8456 Y23526（CD)N07 G03 X0Y-25000 I-8456 J-23526N08 G40（放于退出线之前）N09 G01 X0Y0（OA)N10 M02,切割顺序是OABC DA O,（圆弧DA),小结：本节主要介绍数控线切割的程序编制方法，不同机床有不同的数控系统，传统的国产机床大多数使用的是3B格式编程，近几年来，数控线切割的发展较快，使用的系统也越来越先进，编程和使用以及加工的功能也在不断扩大，采用ISO代码编程的机床也越来越多，具体还要参考机床说明书。,1、何为快速走丝线切割和慢速走丝线切割？如何选择电极丝和工作液？2、电火花线切割加工有何特点？最适合加工哪些对象？,思考与练习,