数控电火花线切割加工工艺与编程

《数控加工工艺与编程》第一节 数控线切割加工原理、特点及应用 第七章 数控电火花切割加工工艺与编程第二节影响线切割加工工艺指标的主要因素 第三节 数控线切割加工工艺的制订 第四节 数控线切割的程序编制 《数控加工工艺与编程》第一节 数控线线切割加工原理、特点及应应用 一、数控线切割加工原理 线切割加工技术是线电极电火花加工技术，是电火 花加工技术中的一种，简称线切割加工，也是利用工具 电极对工件进行脉冲放电时产 生的电腐蚀现象来进行加 工的电火花线切割加工是用运动着的金属丝做电极， 利用电极丝和工件在水平面内的相对运动来切割出各种 形状的工件若电极丝相对工件进行有规律的倾斜运动 ，还可加工出带锥度的工件《数控加工工艺与编程》数控线切割的加工原理 1—工作台 2—夹具 3—工件 4—脉冲电源 5—电极丝 6—导轮 7 —丝架 8—工作液箱 9—储丝筒 《数控加工工艺与编程》二、数控线切割加工特点 （1）加工对象不受硬度的限制，可用于一般切削方 法难以加工或者无法加工的金属材料和半导体材料，特别 适合淬火工具钢、硬质合金等高硬度材料的加工；但无法 加工非金属导电材料。

2）能加工细小、形状复杂的工件由于电极丝直 径最小可达0.01mm，所以能加工出窄缝、锐角（小圆角 半径）等细微结构3）加工精度较高由于电极丝是不断移动的，所 以电极丝的磨损很小，目前电火花加工精度已经能达到 μm级，表面粗糙度可达Ra0.05μm，完全可以满足一般精 密零件的加工要求《数控加工工艺与编程》（4）用户不需要制造电极，节约了电极制造时间 和电极材料，减低了加工成本5）工作液选用乳化液或去离子水等，而不是煤油 ，可节约能源物资，防止着火6）一般采用精规准一次加工成形，在加工中大都 不需要转换加工规准7）工件材料被蚀除的量很少，这不仅有助于提高 加工速度，而且加工下来的材料还可以再利用8）便于实现自动化，采用数控技术、只要编好程 序，就能自动加工，操作方便、加工周期短，成本低， 较安全 《数控加工工艺与编程》三、数控线切割的应用 （1）加工模具2）加工电火花成形加工用的电极3）加工零件4）稀有、贵重、超硬金属材料的加工《数控加工工艺与编程》常见数控线切割加工的零件 a）各种形状及键槽 b） 齿轮内外齿形 c）窄长冲模 d）斜直纹表面曲面体 e）各种平面图案 《数控加工工艺与编程》第二节 影响数控线线切割加工工艺艺指标标的主要因素一、线切割加工的技术指标切割速度表面粗糙度加工精度技术指标《数控加工工艺与编程》二、影响线切割工艺指标的主要因素脉冲参数电极丝及其移动速度进给速度影响技术指 标的因素工件材料及其厚度工作液《数控加工工艺与编程》第三节节 数控线线切割加工工艺艺的制订订一、零件图的工艺分析不适合或不能使用电火花线切割加工的工件，有如下 几种：1）表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后无法进 行手工研磨的工件。

2）窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件，或图形 内拐角处不允许带有电极丝半径加放电间隙所形成的圆 角的工件3）非导电材料4）厚度超过丝架跨距的零件5）加工长度超过x，y拖板行程长度，且精度要求较 高的工件《数控加工工艺与编程》二、工艺准备（一）合理地确定切割路线正确的切割路线能减少工件变形，容易保证加工精度为避免 材料内部组织和内应力对加工精度的影响，除了考虑工件的坯料中 取出位置外，还必须合理选择程序的走向和起点如图所示加工程序引入点为A ，起点为a，则走向可有： ①A-a-b-c-d-e-f-a-A ②A-a-f-e-d-c-b-a-A 如选②走向，则在切割过程中， 工件悬留在被切缝af切开后易变 形的部分，会带来较大误差如 选①走向，就可减少或避免这种 影响如加工程序引入点为B点 ，起点为d，这时无论选哪种走 向，其切割精度都会受到材料变 形的影响 程序起点对加工精度的影响 《数控加工工艺与编程》（二）工件毛坯的准备 毛坯的准备工序是指凸模或凹模切割加工之前的全部加工工序 1．凹模的准备工序 1）下料—用锯床切断所需材料 2）锻造—改善内部组织，并锻成所需的形状 3）退火—消除锻造内应力，改善加工性能。

4）刨（铣）—刨六面，并留磨削余量0.4～0.6mm 5）磨—磨出上下平面及相邻两侧面,对角尺 6）划线—划出刃口轮廓线和孔(螺孔、销孔、穿丝孔等)的位置 7）加工型孔部分—当凹模较大时，为减少线切割加工量，需将型孔漏 料部分铣（车）出，只切割刃口高度；对淬透性差的材料，可将型孔 的部分材料去除，留3～5mm切割余量 8）孔加工—加工螺孔、销孔、穿丝孔等 9）淬火—达设计要求 10）磨—磨削上下平面及相邻两侧面，对角尺 11）退磁处理《数控加工工艺与编程》2．凸模的准备工序凸模的准备工序，可根据凸模的结构特点，参照凹模 的准备工序，将其中不需要的工序去掉即可但应注意以 下几点：1）为便于加工和装夹，一般都将毛坯锻造成平行六面 体对尺寸、形状相同，断面尺寸较小的凸模，可将几个 凸模制成一个毛坯2）凸模的切割轮廓线与毛坯侧面之间应留足够的切割 余量（一般不小于5mm）毛坯上还要留出装夹部位3）在有些情况下，为防止切割时模坯产生变形，要在 模坯上加工出穿丝孔切割的引入程序从穿丝孔开始《数控加工工艺与编程》（三）穿丝孔和电极丝切入位置的选择 切入位置的选择 a）凹模 b）凸模 《数控加工工艺与编程》（四）电极丝位置的调整线切割加工之前，应将电极丝调整到切割的起始坐标 位置上，其调整方法有以下几种：1．目测法目测法调整电极丝位置 利用穿丝处划出的十 字基准线，分别沿划线方 向观察电极丝与基准线的 相对位置，根据两者的偏 离情况移动工作台，当电 极丝中心分别与纵横方向 基准线重合时，工作台纵 、横方向上的读数就确定 了电极丝中心的位置。

《数控加工工艺与编程》2.火花法火花法调整电极丝位置 移动工作台使工件 的基准面逐渐靠近电极 丝，在出现火花的瞬时 ，记下工作台的相应坐 标值，再根据放电间隙 推算电极丝中心的坐标 此法简单易行，但往 往因电极丝靠近基准面 时产生的放电间隙，与 正常切割条件下的放电 间隙不完全相同而产生 误差 《数控加工工艺与编程》3．自动找中心 就是让电极丝 在工件孔的中心自 动定位此法是根 据线电极与工件的 短路信号，来确定 电极丝的中心位置 数控功能较强的 线切割机床常用这 种方法 自动找中心 《数控加工工艺与编程》三、零件的装夹和位置校正（一）工件的装夹 1．悬臂式装夹 悬臂式装夹 装夹简单方便， 通用性强但由于工 件平面难与工作平台 找平，工件悬伸端易 受力挠曲，易出现切 割出的侧面与工件上 、下平面间的垂直度 误差通常只在工件 加工要求低或悬臂部 分短的情况下使用 《数控加工工艺与编程》2．两端支撑方式装夹 两端支撑方式装夹 工件两端固定 在两相对工作台面 上，装夹简单方便 ，支撑稳定，定位 精度高但要求工 件长度大于两工作 台面的距离，不适 合装夹小型工件， 且工件刚性要好， 中间悬空部不会产 生挠曲。

《数控加工工艺与编程》3．桥式支撑方式装夹桥式去撑方式装夹 在通用夹 具上放置垫铁后 ，先在两端支撑 的工作台面上架 上两根支撑垫铁 ，再在垫铁上安 装工件，垫铁的 侧面也可做定位 面使用方便灵 活，通用性强， 对大、中、小型 工件都适用 《数控加工工艺与编程》4．板式支撑方式装夹根据常规工件 的形状和尺寸大小 ，制成带各种矩形 或圆形孔的平板作 为辅助工作台，将 工件安装在支撑板 上装夹精度高， 适用于批量生产各 种小型和异型工件 但无论切割型孔 还是外形都需要穿 丝，通用性也较差 板式支撑方式装夹 《数控加工工艺与编程》5．复式支撑方式在工作台 面上装夹专用 夹具并校正好 位置，再将工 件装夹于其中 对于批量加 工可大大缩短 装夹和校正时 间，提高效率 复式支撑方式 《数控加工工艺与编程》（二）工件的调整1．用百分表找正用磁力表架将 百分表固定在丝架或 其它位置上，百分表 的测量头与工件基面 接触，往复移动工作 台，按百分表指示值 调整工件的位置，直 至百分表指针的偏摆 范围达到所要求的数 值找正应在相互垂 直的三个方向上进行 用百分表找正 《数控加工工艺与编程》2．划线法找正工件的切割图 形与定位基准之间 的相互位置精度要 求不高时，可采用 划线法找正，如图 所示。

利用固定在 丝架上的划针对准 工件上划出的基准 线，往复移动工作 台，目测划针、基 准间的偏离情况， 将工件调整到正确 位置划线法找正 《数控加工工艺与编程》四、加工参数的选择 （一）脉冲参数的选择脉冲电源的波形及参数的影响是相当大的，如矩形 波脉冲电源的参数主要有电压、电流、脉冲宽度、脉冲 间隔等所以根据不同的加工对象选择合理的电参数是 非常重要的 应应用脉冲宽宽度ti/s 电电流峰值值Ie/A 脉冲间间隔t0/s 空载电压载电压 /V 快速切割或加大 厚度工件 Ra>2.5m 20～40大于12为实现稳为实现稳 定加 工,一般选择选择 t0/ti=3～4以上一般为为70～90半精加工 Ra=1.25～2.5m 6～206～12精加工 Ra|Xe|时 ，取Gy；|Xe|>|Ye|时，取 Gx；|Xe|=|Ye|时，取Gx或 Gy均可斜线的计数方向 《数控加工工艺与编程》2．加工圆弧圆弧计数方向的选取， 应看圆弧的终点的情况而定 ，从理论上讲，应该是当加 工圆弧达到终点时，走最后 一步的是哪个坐标，就应选 此坐标作为计数方向实际 加工中，将45°线作为分界线 ，当圆弧终点坐标为（Xe， Ye）时，若|Xe|>|Ye|时，取 Gy；|Ye|>|Xe|时，取Gx； |Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可 。

圆弧的计数方向 《数控加工工艺与编程》（四）计数长度J当计数方向确定后，计 数长度J是指被加工图形在计 数方向坐标轴上的投影长度 （即绝对值）的总和，以μm 为单位1．对于斜线加工图所示斜线OA， 其终点为A（Xe,Ye），且 Ye>Xe，因为|Ye|>|Xe|，OA 斜线与X轴夹角大于45°时， 计数方向取Gy，斜线OA在Y 轴上的投影长度为Ye，故 J=Ye斜线的G和J 《数控加工工艺与编程》2．跨两象限的圆弧加工图所示圆弧，加 工起点A在第四象限，终 点B(Xe,Ye)在第一象限， 因为加工终点靠近Y轴， |Ye|>|Xe|，计数方向取Gx ；计数长度为各象限中的 圆弧段在X轴上投影长度 的总和，即J=JX1+JX2跨两象限的圆弧的G和J 《数控加工工艺与编程》加工如图所示 圆弧，加工终点 B(Xe,Ye)，因加工终 点B靠近X轴， |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 J=Jy1+Jy2+Jy33．跨多个象限圆弧跨多个象限圆弧的G和J 《数控加工工艺与编程》（五）加工指令Z1.直线段加工指令 a）直线加工指令 b）坐标轴上直线加工指令 《数控加工工艺与编程》2.圆弧加工指令 c）顺时针圆弧指令 d）逆时针圆弧指令 《数控加工工艺与编程》（六）应用举例例例 7-17-1加工如图所示斜线OA，终点A的坐标为 Xe=17mm，Ye=5mm，写出加工程序。

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，故程序可写为：B17 B5 B17000GxL1《数控加工工艺与编程》例例 7-27-2加工图中所示直线，其长度为21.5mm，写出其程序 在与坐标轴重合的程序中，X或Y的数值即使不为零，也不必写出因此，相应的程序为： BBB021500GyL2《数控加工工艺与编程》例例 7-37-3加工如图示圆弧，加工起点的坐标为A(-5,0),试编制程序 其程序为： B50。