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1、金工实习,特种加工,1.什么是特种加工？,特种加工是指直接利用电能、热能、光能、声能、化学能及电化学能等进行加工的总称。,4.特种加工有哪些种类？,主要有：电火花加工、电子束加工、等离子束加工，离子束加工，电化学加工，化学加工，超声加工，激光加工等。,2.为什么采用？ 用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料或复杂形状的特殊工件，亦称非传统加工或现代加工方法。,3.特种加工特点 加工范围不受材料物理 、机械性能限制，能加工任何硬、软、脆、耐热或高熔点金属及非金属材料。 加工复杂型面、微细表面及柔性零件。易获得良好的表面质量，残余应力等均较小。,5.电火花加工工艺方法分类,一、电火花加工
2、的概念,电火花加工（EDM）又称为放电加工，是一种利用电能和热能加工的方法。,第一部分 电火花加工,二、电火花加工的原理,1.电火花加工是在加工过程中工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀刻下来。,2.电火花加工过程,3.电火花加工的特点,（1） 属于不接触加工； （2） 加工过程中没有宏观切削力； （3）打破了传统的“以硬克软”的规律，可以“以柔克刚”。,三、电火花成型加工机床结构,机床主体、电源箱、工作液、工作循环过滤系统及附件等组成。,1. 主轴头,作用安装电极并控制电极与工件之间的放电间隙。,要求：刚性好、进给速度高、灵敏度高、运动直线性好、足够承
3、载力。,2.工具电极安装,步骤： 1. 准备电极装夹夹具； 2. 装夹电极； 3. 调整电极角度，找正电极。,四、电火花成型加工的应用,1.加工各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的电导材料。 2.形状复杂的零件加工，如复杂型腔模具、小孔、薄壁、窄槽、复杂截面等。 3.同一台电火花机床上，只需要修改参数即可完成粗、半精、精加工。,五、工具电极,1.对工具电极的要求 电导性能良好、电腐蚀困难、电极损耗小、具有足够的机械强度、加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等。 2.工具电极的种类及性能特点 常用电极材料为石墨和铜，一般精密、小电极用铜加工，而大电极用石墨。,3.电极材料的选择,4.工具电极
4、的制造方法,六、电火花加工样品,一、电火花线切割加工原理,线切割加工（WEDM)是利用线状电极丝（铜、钼、钨、钨钼）对工件进行脉冲放电时产生的电蚀现象进行加工的。,第二部分 电火花线切割加工,二、线切割加工的特点,1. 采用细金属丝作工具电极，不需要制造特定形状的电极。 2. 电极丝损耗对加工精度影响较小。 3. 自动化程度高，柔性大，且操作方便。 4. 切割缝隙小，故切割余料可以再利用。 5. 加工表面粗糙度值小，但表面有硬化层。 6. 热变形小。,三、线切割机床类型,1. 高速走丝线切割机床特点 电极丝走丝速度一般为810m/s，电极丝做往复移动，一般采用钼丝做电极丝。 经济性好，但运丝稳
5、定性差，加工精度相对较低，表面较粗糙。,高速走丝线切割机床,这类机床的电极丝作高速往复运动，常用的电极丝为钼丝，加工液为乳化液。,2.低速走丝线切割机床,运丝速度慢，一般小于0.2m/s，电极丝做单向移动，一般采用铜丝做电极丝。 运丝稳定性好，加工精度高，表面质量好，但成本高。,低速走丝线切割机床,这类机床的电极丝作低速单向运动，常用的电极丝为铜丝，加工液为去离子水。,慢走丝,MITSUBISHI,四、线切割加工的应用,1. 主要适合直纹面零件的加工。 2.用于高硬度、高熔点等难加工的金属材料。 3. 模具制造、电极制造和复杂零件的加工。,五、线切割机床结构及作用,机床主体 脉冲电源 控制系统
6、 加工液循环系统,1.锥度切割装置,作用：可切割有锥度的内外表面及异型面。,四维线切割装置,3.工作液作用,（1）有一定绝缘性能； （2）具有较好的洗涤性能； （3）具有较好的冷却性能； （4）对环境无污染； （5）对人体无害。,2.控制系统作用,按加工要求自动控制电极丝相对工件运动轨迹和进给速度，实现对工件形状和尺寸加工。,电极丝材质张力,材质，直径,张力,慢走丝机恒张力系统,恒定,六、线切割编程方法,3B格式 手工编程 ISO 格式 图形绘制 自动编程 生成轨迹 生成代码,1.线切割3B代码编程步骤,1）根据工件装夹和切割方向，确定统一坐标系 2）根据电极丝半径，计算电极丝中心补偿量。 3
7、）计算出各线段交点的坐标值。 4）根据交点坐标值及各线段的加工顺序，逐段编制切割程序。 5）对编制程序进行必要的检查和检验。,(一）3B编码,2.线切割3B格式,Bx By B J G Z (1)B-分隔符，表示一段程序的开始。 (2)X、Y-直线或圆弧的相对坐标值。 (3) J -计数长度。 (4) G-计数方向。 (5)Z-加工指令指明加工直线或圆弧类型。,3.直线编程,（1）建立坐标系 把直线的起点作为坐标原点， 过线段的起点建立坐标系。 （2）确定x、y的值 直线的终点坐标值为x、y， 均取绝对值，单位为 m。,（3）确定计算方向G 根据x、y值，哪个方向的数值大 ，就取该方向为计数方
8、向。,（4）确定计数长度J 根据计数方向选取线段在该方向的增量，单位为 m 。,（5）确定加工指令Z 直线的加工指令用L表示，L后面的数字表示该线段所在的象限。,例1： 编写如图所示线段OA的程序，单位为 mm。,4.圆弧编程,（1）建立坐标系 把圆弧圆心作为坐标原点，建立坐标系。 （2）确定X、Y值 圆弧起点坐标值为Bx、By值。,（3）确定计数方向G 根据圆弧在相对坐标系中的终点坐标绝对值，哪个方向数值小，就取该方向作为计数方向。,（5）确定加工指令Z 根据圆弧的走向可分为顺圆SR和逆圆NR。字母后面的数字表示该圆弧的起点第一步进入的象限。,（4）确定计数长度J 选取圆弧在对应方向上投影的
9、总和,单位m。,例1.编写圆弧的程序,例2：用3B代码手工编程，加工如图所示零件，钼丝的直径为0.18mm。,例3：用3B代码手工编程，加工如图所示的零件，钼丝的直径为0.18mm。,程序如下：,（二）线切割ISO代码编程方法,ISO代码又称G代码，其编程规则如下： （1）ISO代码有G代码、M功能码和E功能码三种。 （2）每一程序只允许含有一个代码。 （3）起始行（G92）一般情况下位于其它所有行之首。 （4）每一个程序必须含结束行（M02）,结束行以下的内容系统将被忽略。,1.常用功能代码,代码 功能说明 格式,2.工件坐标系设定,代码为G92,格式：G92 Xx Yy （1）用G92设定
10、工件坐标系时不需要找机床原点。 （2）将加工时绝对坐标原点（程序原点）设定在距钼丝中心现在位置一定距离处。 （3）G92是用来确定加工起点在工件坐标系中的实际位置的。,3.绝对编程方式,代码为G90,格式：G90 直线以图形中某一适当点位坐标原点，用X、Y 表示终点的绝对坐标值。 圆弧以图像中某一适当点为坐标原点，用X 、Y表示某段圆弧终点的绝对坐标值，用 I、J表示圆心相对于圆弧起点的坐标值。,4.增量编程方式,代码为G91, 格式为：G91 直线以线段的起点为坐标原点，用来X、Y表示线段的终点相对于起点的坐标值。 圆弧以圆弧的起点为坐标原点，用X、Y 表示圆弧终点相对于起点的坐标值，用I、
11、J来表示圆心相对于圆弧起点的坐标值。,5.直线（斜线）插补,代码为G01，格式：G01 X x Yy 使电极丝从当前位置以加工速度从起点运行至终点。,例1 ： 如图所示，电极丝从A点以进给速度移动到B点，试分别用绝对方式和增量方式编程。,6.圆弧插补,代码为G02(顺时针)、G03（逆时针）， 格式：G02(G03) Xx Yy Ii Jj 绝对方式编程，X、Y为圆弧终点的相对坐标；用增量方式编程，X、Y为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标；I、J是圆心相对于圆弧起点的坐标值。,例2 . 如图示的圆弧C D,7.间隙补偿,代码为G41,格式为：G41 Dd(09999 m) G41是偏移轨迹沿加工轨
12、迹方向左偏移d 代码为G42,格式：G42 Dd(09999 m) G42是偏移轨迹沿加工轨迹方向右偏移d,例3：用ISO代码手工编程，今有如图所示工件，钼丝的直径为0.18 mm (1)确定编程方式和编程原点 (2)确定加工路线 (3)画出钼丝的中心轨迹 (4)分别计算割断曲线的坐标值 (5)按ISO格式编写程序单,编程如下：,例4：利用ISO代码编写其加工程序 加工如图所示的内、外轮廓零件，电极丝直径为0.18mm的钼丝，单边放电间隙为0.01mm。,编程如下：,对于图形复杂或具有非圆曲线的情况，手工编程工作量大且易于出错，这时应考虑自动编程。,(三）电火花线切割的自动编程,自动编程只需向计算机输入必要的图形，就可由计算机求得各交点、切点坐标及所需要的数据，编写出数控加工程序。具体编程方法参见指导书。,七、线切割加工的工艺过程,1.线切割加工的工艺过程,2.线切割加工工艺及应用,合理选择切割路线,3.电火花线切割加工工艺指标,4. 影响工艺指标的主要因素,（1）机床精度 （2）脉冲电源的性能 （3）工作液脏污程度 （4）电极丝的直径 （5）工件材料 （6）切割工艺路线,练习题 ： 利用ISO代码编写其加工程序 利用如图所示的内外轮廓零件，电极丝直径为0.18mm的钼丝，单边放电间隙为0.01mm.,八、线切割加工样件,样件,样件,学生二维创意作品与作品图示例,
