线切割教案

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1、1线切割实训教案工 程 训 练 中 心2009 年 12 月2长春工业大学工程训练课程教案教师姓名 实训项目名称 线切割实训时 间 90 分钟 地 点 线切割实训室讲 授 内 容【教学目的与要求】掌握电火花线切割机床的组成与结构特点、分类和主要加工对象，掌握其工作原理和工作过程，电火花线切割机床坐标系的确立，操作系统的功能及其操作使用方法，加工工艺，加工方法。【实训工具设备及仪器】FW1 型数控电火花线切割机床【重点难点】电火花线切割机床的组成、特点及主要加工对象，电火花线切割机床的工作原理和工作过程，坐标系的确立，操作系统的功能及其操作使用方法，加工工艺和主要加工方法。【教学方法与课时安排】

2、教师讲授、演示和指导，学生练习操作，学时半天。【讲授内容】电加工工艺简介11 电加工制造业的历史发展自从电加工机床投入实际应用以来已有五十多年的历史，最初人们在机械加工中发现了放电现象，并发现放电现象对金属有一定的电蚀作用，这对于加工产品来说是有害的，所以人们尽量去避免放电现象的发生。但人们同时又发现电蚀作用对金属来说也是一种加工，只要能够合理地控制好放电的电蚀过程，就可以对金属进行有目的的加工。后来经过不断的研究和完善，生产出了电加工机床。电加工机床电加工机床的产量随着模具生产量的增加而相应增长（其主要用途之一是加工模具） 。由于在各种模具的加工中，难加工材料增加以及加工形状变得更加复杂，电

3、加工机床已成为通用机床，而不再是特殊的专用的加工设备。12 电加工的特点：1） 、电加工的放电过程是火花放电，而不是电弧放电，两者有区别。2） 、脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件，不受材料硬度及热处理状况的影响。3） 、加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极不需要比加工材料硬，即可以柔克刚，故电极制造容易。22 实现电火花加工的条件1） 、工具电极和工件电极之间必须加以 60V300V 的脉冲电压，同时还需维持合理的距离 放电间隙。大于放电间隙，介质不能被击穿，无法形成火花放电；小于放电间隙，会导致积炭，甚至

4、发生电弧放电，无法继续加工。2） 、两极间必须充满介质。电火花成形加工一般为火花液或煤油，线切割一般为去离子水或乳化液。3） 、输送到两极间脉冲能量应足够大。即放电通道要有很大的电流密度（一般为 104109A/cm2） 。4） 、放电必须是短时间的脉冲放电。一般为 1s 1ms。这样才能使放电产生的热量来不及扩散，从而把能量作用局限在很小的范围内，保持火花放电的冷极特性。5） 、脉冲放电需要多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的，避免发生局部烧伤。6） 、脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电顺利进行。1 快走丝线切割结构原理及特点快走丝一般分成数控电源柜和主

5、机两大部分，电柜主要由管理控制系统、高频电源和伺服驱动等部分组成；主机主要由 X、Y 轴（有的带 U、V 轴） 、工作台、丝筒、立柱（或丝架） 、工作液箱等部分组成，3其结构示意图如图所示。其工作原理是利用工具电极对工件进行脉冲放电时产生的电腐蚀现象来进行加工，但是电火花线切割加工不需要制作成形电极，而是用运动着的金属丝作电极，利用电极丝和工件的相对运动切割出各种形状的工件，若使电极丝相对于工件进行有规律的倾斜运动，还可以切割出带锥度的工件。与成形机比较，电火花线切割机的特点有：1） 不需要制造成形电极，工件材料的预加工量小；2） 能方便的加工出复杂形状的工件、小孔、窄缝等；3） 脉冲电源的加

6、工电流小，脉冲宽度较窄，属中、精加工范畴，一般采用负极性加工，即脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝；4） 由于电极丝是运动着的长金属丝，单位长度电极损耗较小，所以对切割面积不大的工件，因电极损耗带来的误差较小；5） 只对工件进行平面轮廓加工，故材料的蚀除量小，余料还可利用；6） 工作液选用乳化液，而不是煤油，成本低又安全。4工件的装夹与找正2 1 快走丝线切割机床的装夹特点1） 由于快走丝线切割的加工作用力小，不象金属切削机床要承受很大的切削力，因而其装夹夹紧力要求不大，有的地方还可用磁力夹具定位。2） 快走丝线切割的工作液是靠高速运行的丝带入切缝的，不象慢走丝那样要进行高压冲水，因此对切缝周

7、围的材料余量没有要求，便于装夹。3） 线切割是一种贯通加工方法，因而工件装夹后被切割区域要悬空于工作台的有效切割区域，因此一般采用悬臂支撑或桥式支撑方式装夹。42 工件装夹的一般要求1） 工件的定位面要有良好的精度，一般以磨削加工过的面定位为好，棱边倒钝，孔口倒角。2） 切入点要导电，热处理件切入处要去积盐及氧化皮。3） 热处理件要充分回火去应力，平磨件要充分退磁。4） 工件装夹的位置应利于工件找正，并应与机床的行程相适应，夹紧螺钉高度要合适，避免干涉到加工过程，上导轮要压的较低。5） 对工件的夹紧力要均匀，不得使工件变形和翘起。6） 批量生产时，最好采用专用夹具，以利提高生产率。3 常见的工

8、件装夹方法1） 悬臂式支撑工件直接装夹在台面上或桥式夹具的一个刃口上，悬臂式支撑通用性强，装夹方便，但容易出现上仰或倾斜，一般只在工件精度要求不高的情况下使用，如果由于加工部位所限只能采用此装夹方法而加工又有垂直要求时，要拉表找正工件上表面。2） 垂直刃口支撑工件装在具有垂直刃口的夹具上，此种方法装夹后工件也能悬伸出一角便于加工。装夹精度和稳定性较悬伸式为好，也便于拉表找正，装夹时夹紧点注意对准刃口。3） 桥式支撑方式此种装夹方式是快走丝线切割最常用的装夹方法，适用于装夹各类工件，特别是方形工件，装夹后稳定。只要工件上、下表面平行，装夹力均匀，工件表面即能保证与台面平行。桥的侧面也可作定位面使

9、用，拉表找正桥的侧面与工作台 X 方向平行，工件如果有较好的定位侧面，与桥的侧面靠紧即可保证工件与X 方向平行。4） V 型夹具装夹方式此种装夹方式适合于圆形工件的装夹，工件母线要求与端面垂直，如果切割薄壁零件，注意装夹力要小，以防变形。V 型夹具拉开跨距，为了减小接触面，中间凹下，两端接触，可装夹轴类零件。5） 板式支撑方式加工某些外周边已无装夹余量或装夹余量很小，中间有孔的零件，可在底面加一托板，用胶粘固或螺栓压紧，使工件与托板连成一体，且保证导电良好，加工时连托板一块切割。6） 分度夹具装夹4轴向安装的分度夹具，如小孔机上弹簧夹头的切割，要求沿轴向切两个垂直的窄槽，即可采用专用的轴向安装

10、的分度夹具，分度夹具安装于工作台上，三爪内装一检棒，拉表跟工作台的 X 或 Y 方向找平行，工件安装于三爪上，旋转找正外圆和端面，找中心后切完第一个槽，旋转分度夹具旋钮，转动 90切另一槽。端面安装的分度夹具，如加工中心上链轮的切割，其外圆尺寸已超过工作台行程，不能一次装夹切割，即可采用分齿加工的方法。工件安装在分度夹具的端面上，通过心轴定位在夹具的锥孔中，一次加工 23齿，通过连续分度完成一个零件的加工。FW 线切割机床操作1手控盒共有 20 个操作功能键左一键为点动高速档；中一健为点动中速档，开机时为中速；右一为点动单步档；左二、中二、左三、中三、左四、中四、左五、中五、左六、中六键为点动

11、移动键，各键指定轴及运动方向，轴及运动方向定义如下：面对机床正面，工作台向左移动（相当于电极丝向右移动）为+X，反之为-X，工作台移近工作者为+|Y，远离为-Y ，U 轴与 X 轴平行，V 轴与 Y 轴平行，方向定义与 X、Y 轴相同；右二键为 PUMP 键，为加工液泵开关。按下开泵，再按停止；右四键为 HALT 键，即暂停键，在加工状态，按下此键将使机床动作暂停；右五键为 ACK 键，即确认键，在出错或某些情况下，其他操作被中止，按此键确认；右六键为 WR 键，为启动或停止丝筒运转。按下运转，再按停止；右七键为 ENT 键，为开始执行 NC 程序或手动程序；中七键为 RST 键，即恢复加工键

12、，加工中按暂停键，加工暂停，按此键恢复暂停的加工；左七键为 OFF 键，为中断正在执行的操作。右三键在本系统中无效。在手动、自动模式，只要没按 F 功能键，没执行程序，即可用手控盒操作。注意：每次开、关机时间间隔要大于 10 秒钟，否则有可能出现故障。2手动模式开机后计算机首先进入“手动模式”屏，在其它模式按“手动”所对应的 F 功能键，可返回手动模式。手动模式最多可两轴（X、Y）直线加工。2 1 手动程序输入按“格式说明区”所提示的格式在“程序区”输入简单的程序，最多可输入 51 个字符，按回车键执行，如果程序的格式不对，会有错误信息提示，按 ACK 解除后重新输入。数据的单位为 m 或 0

13、.0001 英寸，有小数点则为 mm 或英寸。共有六项使用操作：感知（G80）：实现某一轴向的接触感知动作。例如： G80X- （ENT） ，X 负方向感知，在感知前，应将工件接触面擦干净，并启动丝筒往复运行两次，使丝上沾的工作液甩净，这有助于提高感知精度。设原点（G92）：设置当前点的坐标值。极限（G81）：指定轴运动到指定极限。例如： G81U+ （ ENT） ，U 轴移动到正极限。半程（G82）：指定轴运动到当前点与坐标零点的一半处。例如：Y 轴当前坐标是 100，输入 G82Y （ENT） ，Y 轴移动到 50 处停止。移动（G00）：移动轴到指定位置，最多可输入两轴。例如：G00X-

14、1000Y （ENT） ，在绝对坐标系，移动到坐标 X-1mm，Y0 处，在增量坐标系， X 向负方向移动 1mm，Y 不动。加工（G01）：可实现 X、Y 轴的直线插补加工，加工中可修改条件和暂停、终止加工。在“自动”模式5设置的无人、响铃及增量、绝对状态有效，而模拟、预演状态无效。镜像、轴交换、旋转等功能不起作用。22 功能键1） 置零（F1）：按 F1 进入置零状态，参照提示按相应键将选定的轴置零，然后按 F1 返回。2） 起点（F2）：回到“置零”所设定的零点或在程序中 G92 所设定的点，以最后一次的设置为准。在回起点的过程中，如有感知、到极限发生，运动暂停并显示错误信息，解除后可继

15、续。3） 中心（F3）：找内孔中心。注意，若丝筒压住换向开关，应用摇把将丝筒摇离限位，否则无法找中心。4） 找正（F4）：可借助手控盒及找正块校正丝的垂直。将找正块擦干净，选定位置放好，移动 X（Y）轴接近电极丝，至有火花，然后移动 U（V ）轴，使火花上下一致。如果有校正器（DF55-J50A）找正，则不必按 F4（即不走丝不放电） ，校正器找正步骤如下： 擦净校正器底面、测试面及工作台面。 将校正器安放在台架表面上，使测量头探出工件夹具，且测量头两面分别与 X、Y 轴平行。 将鳄鱼夹夹在导电块上，插头插入校正器的插座内。 移动 U、V 轴，使丝与上下两测量头同时接触。 为校正精确，可反复调

16、整，直至两显示灯同时闪烁。校正器电池电压不足时，用刀将上盖板与支座粘接的硅胶切除，更换 6V 叠层电池后，再用 HZ-703硫化硅橡胶粘合剂粘合即可。5） 条件（F5）：非加工时，按 F5 进入加工条件屏，可输入 C001C020、C101C120 等 200 个加工条件，其中 C021C040、C121C140 为用户自定义加工条件，其余为系统固定加工条件。各条件均可编辑、修改：移动光标到欲修改处，输入两位数或者一位数加回车，如果希望保存所做修改，按 ALT+8 存储，如果只是临时修改，则不必存储，关机后所作修改即失效。在加工中，按 F5 进入加工条件区，可修改当前加工条件，再按 F5 退出，修改的条件仅对本次加工生效。如果希望恢复系统原始的加工条件，按 ALT-9 键。加工条件各项具体含义为：ON：设置放电脉冲时间，其值为 ON+1s，最大为 32m；OFF：设置脉冲间歇时间，其值为（OFF+1）*5s，最大为 160s；IP：设置