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1、,三峡大学工程训练中心,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。 传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。但随着人类科技的进步，复杂的工艺生产又严重制约了生产力的发展。各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加工。,三峡大学工程训练中心,进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益重要。它解决了传统加工方法所遇到的问题，有着自己独特的特点，已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段。,将电、磁、声、光
2、、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。,定义,三峡大学工程训练中心,特种加工简介,特种加工分类,与其它先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来源及作用形式列举几种常用的特种加工方法。,电火花加工,电火花成型加工 电火花线切割加工,电、热能,熔化、气化,高能束加工,激光束加工,光、热能,熔化、气化,电子束加工,离子束加工,等离子弧加工,切蚀,电、热能,电、机械能,电、热能,熔化、气化,熔化、气化,三峡大学工程训练中心,加工方法,主要能量形式,作用形式,
3、电化学加工,电解加工,电铸加工,涂镀加工,电化学能,离子转移,物料切蚀加工,超声加工,磨料流加工,液体喷射加工,声、机械能,机械能,切蚀,三峡大学工程训练中心,加工方法,主要能量形式,作用形式,特种加工分类,化学加工,化学铣切加工,照相制版加工,光刻加工,光电成型电镀,刻蚀加工,粘接加工,化学能,化学、光能,腐蚀,三峡大学工程训练中心,加工方法,主要能量形式,作用形式,特种加工分类,电火花加工（又称放电加工） 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，靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。 当两极产生
4、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气化，并在一定条件下，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加工，因此，创立了电加工方法。 电加工应用最广的是电火花加工和电解加工。 电火花加工方法能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。 电火花加工主要是指电火花成型和电火花线切割加工。 电火花成型加工：需用成型电极进行仿形加工。,三峡大学工程训练中心,电火花线切割加工是在电火花加工的基础上，用线状电极，靠火花放电对工件进行切割。 线切割机床既是数控机床，又是特种加工机床。它区别于传统机床部分是：
5、1、数控装置和伺服系统。 2、不是依靠机械能通过刀具切削工件，而是以电、热能量形式来加工。 控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成部分。控制系统的稳定性、可靠性、控制精度以及自动化程度都直接影响到加工工艺指标和操作者的劳动强度。数控系统是机床实现自动化加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。其主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各种输入/输出接口 等组成 。 伺服系统是数控系统与机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、伺服驱动控制器组成。,三峡大学工程训练中心,电火花数控线切割工作原理示意,三峡大学工程训练中心,必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定间隙，通常约为
6、几微米至几百微米，在该间隙范围内，既可以满足脉冲电压不断击穿介质，产生火花放电，又可以适应在火花通道熄灭后，介质消电离以及排出蚀除产物的要求。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不能产生火花放电。如果间隙过小，很容易形成短路接触，也不能产生火花放电。因此电火花加工中必须有间隙自动调节装置，或称伺服控制系统。,火花放电应是短时间的脉冲放电，放电持续时间为10-7-10-3S,且每次放电后需停歇一段时间，以保证消电离，避免持续电弧放电烧伤工件。,火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液等。液体介质又称工作液，它们必须具有： （1）较高的绝缘性能，以利于产生脉冲性的火花
7、放电；（2）液体介质还有排除间隙内电蚀产物，保证在时间和空间上分散的重复性脉冲放电正常进行；（3）冷却电极丝的作用。,条件,三峡大学工程训练中心,。,特点,由于电极丝细小，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状零件。,工件被加工表面受热影响小，适合加工热敏感性材料；同时，由于脉冲能量几种在很小的范围内，加工精度较高。,加工过程中，电极丝与工件不直接接触，无宏观切削力，有利于加工低刚度工件。,由于加工产生的切缝窄，实际金属蚀除量很少，材料利用率高。,利用电能进行加工，电参数容易调节，便于实现加工过程自动控制。,生产效率相对较低，电极丝有损耗，对工件的拐角最小半径有限制。,能加工传统方法难于加工或无法
8、加工的高精度、高硬度、高脆性、高韧性等导电材料及半导体材料。,三峡大学工程训练中心,四、编程,编程对于线切割加工来说是重中之重的技术核心部分。是产品尺寸达标与否、模具配合的主要控制手段。现在流行采用的程序格式主要有3B格式，ISO格式。我国的数控线切割快走丝机床主要采用统一的五指令3B格式。,中兴数控HL控制器系统软件全中文提示；可一边加工，一边进行程 序编辑或模拟加工；可同时控制多达四部机床做不同的工作；采用大规模 CMOS存储器来实现停电保护；系统接入客户的网络系统；可在网络系统 中进行数据交换和监视各加工进程。图形显示加工进程，并显示相对坐标 X、Y，J和绝对坐标X、Y、U、V等变化数值
9、；编程控制一体化，绘图编 程软件使用流行线切割软件Autop、Towedm。,三峡大学工程训练中心,手工编程,编 程 方 法,自动编程,数控线切割机床的控制系统是按照人的“指令”去控制机床加工的。因此，必须事先把要切割的图形，用机器所能接受的语言编排好“指令”。,图样分析 数据计算 编写程序单 输入、校验等,绘制图形 确定起割点及路径 计算机辅助,三峡大学工程训练中心,1）标准坐标系(也称绝对坐标系),标准坐标轴遵循右手笛卡尔坐标系。,坐标值是相对于原点O来计算的。,1、坐标系,笛卡尔坐标系,三峡大学工程训练中心,2）增量坐标系（相对坐标系）,坐标值是相对于前一位置来计算的。,三峡大学工程训练
10、中心,3B格式如下： B x B y B J G Z 其中： B-分隔符号，表示一段程序的开始，并用其将x、y和J分离，以避免执行指令产生混淆。,2、 3B格式编程,三峡大学工程训练中心,分隔符,坐标值,计数长度,计数方向,加工指令,分隔符,分隔符,坐标值,x、y,x、y值的确定 以直线的起点为原点，建立正常的直角坐标系，x、y表示终点相对起点的坐标绝对值。单位为微米。 若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x、y均可写作0或不写。,三峡大学工程训练中心,直线3B代码编程,X、Y,三峡大学工程训练中心,直线3B代码编程,A(25,13),O,X=25000 Y=13000,O,B25000B1
11、3000,B(25,0),B25000B0或BB,X=25000 Y=0,G-计数方向,BxByBJGZ,G分Gx与Gy两种，它确定在加工直线时按哪一坐标轴方向取计数长度值。 直线G的确定 直线编程的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为 原点，建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为 计数方向。 具体确定方法为：设终点为（xe，ye），令x=xe，y=ye，若 |x|y|，G=Gx。|x|y|，G=Gy, |x|=|y|时，取Gx、Gy均可。,三峡大学工程训练中心,直线3B代码编程,BxByBJGZ,G的确定, |xe| |ye | G取GX, |xe|= |ye | G取G
12、X、 GY均可, | xe | | ye | G取GY,三峡大学工程训练中心,直线3B代码编程,J-计数长度,当加工直线时，J值为该直线在计数方向上的投影长度。单位为微米。 J的取值方法为： 由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将直线向X轴投影得到长度的绝对值，即为J的值。若G=Gy，则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为J的值。,直线的计数长度,三峡大学工程训练中心,直线3B代码编程, G取GX J=|OM|, G取GY J=|ON|,当直线位于X轴 正方向为L1,当直线位于Y轴 正方向为L2,当直线位于X轴 负方向为L3,当直线位于Y轴 负方向为L4,三峡大学工程训练中心,加工指令的确
13、定：按照直线的走向和终点的坐标不同可分为L1L4。,Z-加工指令,直线3B代码编程,三峡大学工程训练中心,手工编程实例（一）,B40000,B30000,B40000,GX,L1,B30000 B0 B30000 GX L1,x、y值的确定 以圆弧的圆心为原点，建立直角坐标系，x、y表示圆弧的起点相对于圆心的坐标绝对值。单位为微米。,圆弧3B代码编程,三峡大学工程训练中心,A(26.458,30),B(20,34.641),X=26458 Y=30000,三峡大学工程训练中心,圆弧3B代码编程,圆弧编程的计数方向的选取方法是： 以某圆心为原点建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数方向。
14、具体确定方法为：若圆弧终点坐标为（xe，ye），令x=xe，y=ye。若xy，则G=Gx；xy，则G=Gy；x=y，则G=Gx、Gy均可。 由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反。,G的确定,J-计数长度,取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影； 若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影，J值为各个象限圆弧投影长度绝对值之和。 单位为微米。,圆弧的计数长度,J=0A|,J=|ef|+|of|,三峡大学工程训练中心,圆弧3B代码编程,B(20,34.641),A(26.458,30),J-计数长度,三峡大学工程训练中心,J=26.458
15、+40+40+20=126.458,Z-加工指令,Z的确定 加工指令按照圆弧起点进入的象限可分为R1、R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆弧S和逆圆弧N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、SR4，NR1、NR2、NR3、NR4。,三峡大学工程训练中心,圆弧3B代码编程,三峡大学工程训练中心,圆弧的加工指令,SR 1: 起点在第一象限的顺时针圆弧。,NR 1: 起点在第一象限的逆时针圆弧。,圆弧3B代码编程,三峡大学工程训练中心,圆弧的加工指令(特例),三峡大学工程训练中心,手工编程实例（二）,SR2,B10000,B20000,B0,GY,三峡大学工程训练中心,B2000B0B2000GXL3 BB6000B12000GXNR2 B25000B6500B25000GXL3 BB6500B6500GYL2 BB6000B12000GXNR4 BB6500B6500GYL2 B25000B6500B25000GXL4 B2000BB2000GXL1,手工编程（三）,三峡大学工程训练中心,谢谢同学们,三峡大学工程训练中心,编程练习,1),2),3）,4）,三峡大学工程训练中心,编程练习,5）,6),三峡大学工程训练中心,编程练习,7),8),三峡大学工程训练中心,编程练习,9),10),三峡大学工程训练中心,编程练习,11),12),三峡大学工程训练中心,编程练习
