《特种加工技术》PPT课件.ppt

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1、电火花加工步骤,分析图纸选择加工方法,准备电极,电极装夹,工件准备,工件装夹,校正定位,加工,检验,电火花加工方法,电火花穿孔加工冲裁模具的凹模,凹模的尺寸由工具电极来保证,凹模的尺寸为L2，工具电极相应的尺寸为L1单边火花间隙值为SL，则 L2=L1+2SL,电火花穿孔加工凹模方法介绍,间接法,优点,缺点,凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关,电极与凸模分开制造配合间隙难以保证均匀,直接法,优点,缺点,获得均匀的配合间隙模具质量高,加工过程很不稳定尺寸较长,混合法,电极一定要粘结在冲头的非刃口端,注意,阶梯工具电极加工法,凸模与加工凹模用的电极分开制造,首先根据凹模尺寸设计电极,制造电极，进行

2、凹模加工,根据间隙要求来配制凸模,返回,直接法适合于加工冲模,是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模,将端部损耗的部分去除直接成为凸模,返回,将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起,反打正用”的方法实行加工,返回,(1)无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状,将工具电极分为两段,粗加工段,精加工段,特点,特点,缩小了尺寸的粗加工段,保持凸模尺寸的精加工段,(2)在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙,将凸模做成阶梯状,电火花成型方法介绍,单工具电极直接成型法,先用低损耗电规准进行粗加工，然后用平动头使工具电极做圆周平行移动,多电极更换

3、法,采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工,分解电极加工法,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，分别制造,手动侧壁修光法,分解电极加工法,侧壁轮流修光法示意图,电火花加工准备工作,包括：1.电极材料选择,2.电极设计,3.电极制造,电极结构形式,电极的尺寸,电极的排气孔和冲油孔,垂直尺寸,水平尺寸,举例,举例,举例,电极结构形式,1.整体电极,2.组合电极,3.镶拼式电极,返回,L1为凹模板挖孔部分长度尺寸L2为电火花加工部分L3为电极加工中端面损耗部分,L为型腔的有效高度L1为增加的高度L2为电极加工中端面损耗部分,返回,(2)水平尺寸电极的水平尺寸是指与机

4、床主轴轴线相垂直的横截面尺寸,电极的水平尺寸可用下式确定：a=AKb,A型腔的水平方向的尺寸,K与型腔尺寸标注法有关的系数,b电极单边缩放量,号和K值的具体含义,当图中型腔尺寸完全标注在边界上,K取2,a2=A2-2b,如：,一端以中心线或非边界线为基准,K取1,如：,a3=A3-b,a5=A5-b,a6=A6+b,型腔中心线之间的位置尺寸,角度值和某些特殊尺寸,K取0,如：,a1=A1,a4=A4,习题讲解,返回,电极的排气孔和冲油孔,电火花成型加工时，型腔一般均为盲孔，排气、排屑条件较为困难，这直接影响加工效率与稳定性,原因,解决方案,大、中型腔加工电极都设计有排气、冲油孔,原则,开孔的位

5、置应尽量保证冲液均匀和气体易于排出,电蚀产物的排除,1)电极冲油,2)工件冲油,型腔电加工最常用的方法,穿孔电加工最常用的方法,冲油,抽油,工件抽油常用于穿孔加工,抽油时要使放电时产生的气体(大多是易燃气体)及时排放，不能积聚在加工区，否则会引起“放炮”。“,抽油的排屑效果不如冲油好。,在实际设计中要注意事项,（1）便于排气，经常将冲油孔或排气孔上端直径加大,（2）气孔尽量开在蚀除面积较大以及电极端部凹入的位置,（3）冲油孔要尽量开在不易排屑的拐角、窄缝处,（4）排气孔和冲油孔的直径约为平动量的12倍，一般取11.5 mm,(5)尽可能避免冲液孔在加工后留下的柱芯,电极的制造,切削加工,线切割

6、加工,电铸加工,主要用来制作大尺寸电极,电极装夹,小型的整体式电极,标准套筒,钻夹头装夹,尺寸较大的电极,将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上,电极的校正,电极装夹好后必须进行校正才能加工，不仅要调节电极与工件基准面垂直，而且需在水平面内调节、转动一个角度，,使工具电极的截面形状与将要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致,校正方法,根据电极的侧基准面，采用千分表找正电极的垂直度,(2)电极上无侧面基准时，将电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度,工件的固定,工件常用压板、磁性吸盘虎钳等来固定在机床工作台上,多数用百分表来校正使工件的基准面分别与机床的X、Y轴平行。,工件的固定,工件的校正,电极的相对

7、定位,电极相对于工件定位是指将已安装校正好的电极对准工件上的加工位置，以保证加工的孔或型腔在凹模上的位置精度,习惯上将电极相对于工件的定位过程称为找正,如何实现电极相对于工件的定位的找正？,答案,接触感知功能,电极相对于工件定位,利用数控电火花成型机床的MDI功能手动操作实现电极定位,C代码和H代码介绍,C*：加工条件代码,从C000到C999共有1000个条件代码，其中C000到C099为用户使用区，其余为机床内部使用。每个条件代码都代表一组 放电参数,H*：变量代码。,从H000到H999共1000个，可进行赋值，也可进行运算,例如：H970=10.000;H980=1.000；H000=

8、5.000+2H001,注意:,H代码不能直接跟在运动指令后需与一个具体的数值后运算后才有效,例如：H980=1.000,G00Z0+H980；（不能写成G00Z H980）,程序结构,例:用C109、C106二个条件加工一个5mm深的孔，加工深度分别,4.8、4.95mm，编一个加工程序，不要求修光侧面。,按一般格式编制如下：,G54 G90 G92 X0 Y0 Z1.0；（选工作座标，设加工起点。）,G30 Z+；（指定抬刀方向。）,G00 Z0.5；（快速定位电极至工件表面0.5 mm的地方。）,C109；（选取加工条件。）,G01 Z-4.8；（沿Z负方向加工4.8mm深。）,M05

9、G00 Z0.5；（忽略感知、快速抬起电极至距工件表面0.5mm的高度。）,C106；（换加工条件为C106。）,G01 Z-4.95；（换条件后向下加深一点深度。）,M05 G00Z1.0；（忽略感知、快速抬起电极至距工件表面0.5mm的高度。）,M02；（程序结束。）,带平动的加工程序,上述加工若还要修光侧面，则在换条件后要带平动加工,G54 G90；(G92 X0 Y0 Z1.0设起点指令为了安全起见一般不写）,G30 Z+；,H970=5.0；（H970一般用来代表理论加工深度。）H980=1.0；（H980一般用来代表电极换加工条件时抬起的高度）,G00 Z0+H980；,（不管电极

10、加工前距工件表面多高，均先快速定位至H980指定的高度。）,G00 Z0.5；C109；（选用加工条件。）,G01 Z0.2-H970；,（沿Z方向向下加工，加工深度为理论深度扣除一个0.2的间隙。）,M05 G00 Z0+H980,（以忽略感知的方式快速抬至距工件表面1mm的地方。）,G00 Z0.5;C106 LN001 STEP0150;G01 Z0.05-H970;M05 G00 Z0+H980;,图4-50 单电极加工时的加工条件及加工图形,加工程序：,H0000=+00005000;/加工深度,N0000;G00G90G54XYZl.0,/加工开始位置，Z轴距工件表面距离为1.0

11、mm,G24;/高速跃动,G01 C170 LN002 STEPl0 Z330-H000 M04,/以C170条件加工至距离底面0.33 mm,M04 然后返回加工开始位置,返回,例4.3 两个电极的精、粗加工(本实例所用机床为SodickA3R，其控制电源为Excellence XI),按以下要求编一加工程序，采用自由圆平动，符合自动编程格式。沿Z-方向加工一10mm深的型腔，分别用C130、C128、C126加工，深度方向留量和平动量分别为：C130深度留量0.23mm、平动量为0；C128深度留量0.14mm、平动量为0.12mm；C126深度留量0.03mm、平动量为0.2mm；,适合

12、于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。以金属线为工具电极，节约了电极设计和制造费用和时间，冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节,优点,电火花线切割加工的特点,缺点,被加工材料必须导电 不能加工盲孔,电火花线切割加工的应用实例,各种零件的加工,冷冲凸模的加工,棱锥体形件,多孔窄缝加工,线切割加工工艺过程,电火花线切割加工工艺规律,主要工艺指标（评价加工效果的依据）,切割速度,加工精度,表面粗糙度,电极丝损耗量,用单位时间内切除的面积表示,电参数对工艺指标的影响,极性,加工速度提高表面粗糙度值增大电极损耗增大加工精度下降,同峰值电流,切割速度提高表面粗糙度稍有增大,正极性

13、加工,如何合理选取电参数,加工精密小零件时：,精度和表面粗糙度是主要的指标加工速度是次要指标,选取原则：,满足尺寸精度高和表面粗糙度好的要求,加工中，大型零件时：,精度和表面粗糙度要求可以低一些尽量获得高的加工速度,不管加工对象和要求如何，都要合理选择脉冲间隔,非电参数对工艺指标的影响,电极丝运动方法,电极丝选择,电极丝直径,走丝速度,广泛使用钼丝,大电极丝加工速度高,小电极丝可得到较小半径的内夹角,机床操作说明书,线切割加工准备工作,包括：1.电极丝的穿丝,2.电极丝垂直找正,3.工件的装夹,4.工件的找正,利用找正块,用校正器,图6-21 用火花法校正电极丝垂直度,利用找正块,返回,图6-

14、22 垂直度校正器,用校正器,返回,悬臂支撑方式,悬臂支撑方式装夹方便、通用性强，但工件平面与工作台面找平困难，工件受力时位置易变化。因此，只在工件加工要求低或悬臂部分小的情况下使用。,工件的装夹方式,两端支撑方式,两端支撑方式是将工件两端固定在夹具上。用这种方式装夹方便、稳定，定位精度高。但不适于装夹较小的工件。,桥式支撑支式,是在两端支撑的夹具上两块支撑垫铁。桥式支撑方式件方便，对大、中、小型工件都适用。,其他装夹方式,阿奇公司专用夹具及装夹,图6-26 3R专用夹具,线切割穿丝孔的作用及设计,1.作用,对于切割凹模或带孔的工件，必须先有一个孔用来将 电极丝穿进去，然后才能进行加工。,(2

15、)减小凹模或工件在线切割加工中的变形,2.穿丝孔的注意事项,1)穿丝孔的加工,穿丝孔常常用钻头直接钻出来,对于材料硬度较高或较厚的工件，用高速电火花加工等方法,2)穿丝孔位置和直径的选择,切割凹模时：,穿丝孔设在型孔中心,大的型孔切割时：,穿丝孔设在靠近加工轨迹的边角处,最小距离一般不小于3mm,原因？,图6-28 穿丝孔的大小与位置,穿丝孔的直径,穿丝孔直接用打孔机来加工操作较为困难,先将底部铣削出一个较大的底孔来减小穿丝孔的深度,在同一工件上要切割出两个以上模孔时，应在相应模孔的位置设置各自独立的穿丝孔,数控电火花线切割加工凸模时，是否加工穿丝孔？,答案：,原因：,是,如果不加工穿丝孔，直

16、接从外部切入，将破坏材料内部残留应力的平衡状态，使材料产生变形，影响加工精度，严重的会造型夹丝，断丝。,5.2 数控电火花线切割编程5.2.1 3B格式程序编制1程序格式3B无间隙补偿的程序格式如下：,B为分隔符,作用:,将X、Y、J数码区分开来,X、Y为坐标值,G为加工线段计数方向,确定方法:,对于圆弧，坐标原点移至圆心，X、Y为圆弧起点的坐标值。对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，X、Y为终点坐标值,选取X方向进给总长度进行计数，称为计X，用Gx表示；选取Y方向进给总长度进行计数，称为计Y，用Gy表示,单位为m，,加工直线时，计数方向按图示选取,以直线的起点为切割坐标系的原点,若直线终

17、点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域内,则计数方向取GY,若直线终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域外,则计数方向取GX,(Xe，Ye)落在45o线上？,加工圆弧时，计数方向按图示选取,以圆弧的圆心为切割坐标系的原点,若圆弧终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域内,则计数方向取GX,若圆弧终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域外,则计数方向取GY,J为计数长度,计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和,以m为单位,编程时，计数长度应补足六位数，如计数长度为1988m，应写成001988。,书P89页,加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限,因为|Ye|Xe|,故计数方向取

18、GX,计数长度J为各象限中（？）的圆弧段,在X轴上投影长度的总和,即JJX1JX2,因|Xe|Ye|，,故计数方向取GY,J为各象限的圆弧段,在Y轴上投影长度的总和,即JJY1JY2JY3。,加工指令Z,加工指令Z用来表达,被加工图形的形状,所在象限,加工方向等信息,加工指令共12种,直线加工指令,顺时针圆弧指令,逆时针圆弧指令,b,c,d各图线段的3B代码,程序应用举例,例1 加工如图5.15所示的斜线OA。程序为：,B17000 B5000 B017000 GX L1,例2 加工如图5.16所示的直线OA，其长度为21.5 mm,BBB021500 GY L2,程序为,例3 加工如图5.1

19、7所示的圆弧，加工起点的坐标为 A(5，0),程序为：,B5000 BB010000 GY SR2,例5.4 加工如图5.18所示的1/4圆弧，加工起点的坐标,为A(0.707，0.707)，终点的坐标为 B(0.707，0.707)。,B707 B707 B001414 GX NR1,由于终点恰好在45线上，故也可取GY,程序为,B707 B707 B000586 GY NR1；,书P92页,练习,例5.5 加工如图5.19所示的圆弧，加工起点的坐标为 A(2，9)，终点的坐标为B(9，2)。,圆弧半径：R9220 m,B2000 B9000 B025440 GY NR2,例5.6 如图5.

20、20所示的凸模，试编制其加工程序。,该凸模由三段直线与一段圆弧组成，编程时还应增加钼丝从工件外部切入到轮廓线的引入段和从轮廓结束顺原路径引出的程序段。若不考虑线径补偿(如图5.20(a)所示)，(1)直接按图形轮廓编程,B0 B0 B010000 GY L2；引入直线段B0 B0 B040000 GX L1；直线ABB1 B9 B090000 GY L1；直线BCB30000 B40000 B060000 GX NR4；圆弧CDB1 B9 B090000 GY L4；直线DAB0 B0 B010000 GY L4；引出直线段D；停机结束,若考虑线径补偿，设所用钼丝直径为0.12 mm，单边放电间隙为0.01 mm，则应将整个零件图形轮廓沿周边均匀增大一个0.010.12/20.07的值，,B63 B9930 B009930 GY L2；引入直线段B0 B0 B040125 GX L1；直线ABB10011 B90102 B090102 GY L1；直线BCB30074 B40032 B060148 GX NR4；圆弧CDB10011 B90102 B090102 GY L4；直线DAB63 B9930 B009930 GY L4；引出直线段D；停机结束,