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1、特种加工实训报告院 系：工 学 部专 业： 机械工程及自动化 班 级： 11机自A5班 学 号： 20234817177姓 名：韩旭 指导老师： 杨浩泉完成日期：2023年12月13日 一、电火花线切割工作原理与特点电火花线切割工作原理：如图1a、b为往复高速走丝电火花线切割工艺及机床的示意图。利用细钼丝4作工具电极进行切割，贮丝筒7使钼丝作正反向交替移动。加工能源由脉冲电源3供给，工件接脉冲电源正极，钼丝接负极。电极丝与工件之间保持一定的轻微接触压力，才形成火花放电。加工时，在电极丝和工件之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而
2、合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。图1.工作原理 1-绝缘底板 2-工件 3-脉冲电源 4-钼丝 5-导向轮 6-支架 7-贮丝筒电火花线切割的特点：（1）以0.030.35mm的金属线为电极工具，不需要制造特定形状的电极，加工材料为导体或半导体的材料，无论硬度如何。（2）虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了内侧圆角（直径是金属线半径加放电间隙）等个别限制外，任何复杂的开头都可以加工。（3）轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。（4）电极丝损耗小，加工精度高。（高速走丝切割采用低损耗脉冲电源，加工精度能达到0.010.02mm；慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电
3、极丝加工，加工精度达到0.0020.005mm）（5）依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节。（6）采用乳化液或去离子水作工作液，不会引燃起火，可以昼夜无人连续加工。（7）任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。（8）采用四轴联动，可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。二、所使用的电火花线切割机床此次电火花线切割实训所使用的机床是往复高速走丝线切割机床，由北京阿奇夏米尔工业电子制造，型号是FW12P，电压是“3/PE380V”，频率是“50/60Hz”，功率
4、是“2kVA”，如图2所示：图2、往复高速走丝线切割机床 FW12P该机床设备组成部分：脉冲电源，工作液及循环系统，床身，坐标工作台，走丝机构，贮丝筒，数控装置。脉冲电源为线切割的能源；工作液及循环系统浇注工作液，防止放电引燃工件；床身用于支撑机床的各机构；坐标工作台用于安装固定工件；走丝机构，贮丝筒及在数控装置的控制下完成切割。图3-（1）操作界面1数控装置的一些操作界面如图3所示：图3-（2）操作界面2图3-（1）界面中，“置零”对应键盘上的F1按钮，用来设定加工坐标原点；“起点”对应键盘上的F2按钮，可使当前坐标点或是当前加工位置回到坐标原点；“中心”对应于键盘上的F3按钮，可使机床的钼
5、丝对圆形孔或是其他规则的形孔自动测查、记录并定位到孔的中心；“找正”对应于键盘上的F4按钮，可在手动操作下，将钼丝移动到工件边缘；“条件”对应于键盘上的F5按钮，一般不使用，因为“条件”中的各参数都是机床的已调好参数；“参数”对应于键盘上的F6按钮，可调节线切割的放电间隙，脉冲宽度，脉冲间隔，走丝速度等参数。图4.零件的轮廓图图3-（2）界面中，“装入”对应于键盘上的F1按钮，用于选取外部编好的线切割程序或是数控装置内D盘中的程序；“存盘”对应于键盘上的F2按钮，用于将外部的程序导入D盘中；其他按钮功能如其名称。三、零件轮廓图绘制与CNC程序根据实训要求，通过UG或是Auto-CAD软件绘制自
6、己的简单零件轮廓图。我所使用的是auto-CAD软件，所设计的零件轮廓图如图4所示，并将文件以“177.dxf”形式另存为。使用Cimatron系统编写零件的线切割程序图5 打开177.dxf后的显示。进入Cimatron系统，在“打开”菜单下选择刚才的“177.dxf”文件，如图5。然后进入Cimatron系统CAD/CAM环境，点击工具栏右上角的“线切割”图标，进入CAM环境，如图6所示，再点击“新建路径”，按钮，新建路径对话框打开，如图7所示。图8. 新建零件对话框图7. 新建路径对话框图6. CAM环境根据图4的零件轮廓与图5的零件坐标系，并要求钼丝的引入路径L=2mm。因此，加工零件
7、的x=-7，y=-5，z=0，单位是毫米，然后打绿色对勾确认所设置的参数，会出现图8的对话框。图8中的参数均为默认，接下来通过“选择X，Y”框选拾取全部轮廓来新建零件，并点击Enter。那定义好零件轮廓后，还需定义引入路径。点击“引入路径”后，打开定义引入运动窗口，如图9所示：图9. 引入运动窗口图10. 创建好引入路径接受默认的定义方式，在图5左下角的竖边轮廓上选取中点，再将线的另一端点指向红色坐标的原点，这样，一条引入线就定义好了，如图10所示。然后进入“编程”环境，点击“等锥加工”，将“Actspark2X”内的丝直径设为“0.18”mm，切割宽度为“0.2”mm，其他数据不改变。将“高
8、级”内的“切割条件”设为“104”，补偿号是“1”。其次，进入CAM环境，点击“计算”按钮，会在原零件轮廓外面再生成一个新的轮廓，即加工过程中钼丝的中心运动轨迹。再点击“模拟”按钮，进入模拟设置，取消“显示”喷嘴，点击播放，模拟过程如图11。图11. 模拟过程图12. 后处理对话框停止模拟过程，点击“封闭”，结束计算与模拟过程。接下来点击CAM环境下的“后置处理”按钮，命名CNC程序号为 “177”，如图12所示。点击图12中的“后处理”按钮，会弹出CNC程序的记事本文件，并保存。CNC程序如下：H000 =+00000000;H001 =+00000100;H005 =+00000000;(
9、 P001- );T84 T86 G54 G90 G92 X+0Y+0;C007;G01X+3000Y+0;G04X0.0+H005;G42H000;C104;G42H000;G01X+4000Y+0;G04 X0.0+H005;G42H001;G01X+4000Y-1000;G04X0.0+H005;G01X+9000Y-1000;G04X0.0+H005;G01X+14000Y-1000;G04X0.0+H005;G01X+14000Y+1000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+1000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+3000;G04X0.0+H005
10、;G01X+12500Y+3000;G04X0.0+H005;G01X+12500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+10500Y+7000;G04X0.0+H005;G03X+7500Y+7000I-1500J+2000;G04X0.0+H005;G01X+7500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+5500Y+5000;G04X0.0+H005;G01X+5500Y+3000;G04X0.0+H005;G01X+7500Y+3000;G04X0.0+H005;G01X+7500Y+1000;G04X0.
11、0+H005;G01X+4000Y+1000;G04X0.0+H005;G01X+4000Y+0;G04X0.0+H005;G40H000G01X+0Y+0;G01X+141Y+0;G04X0.0+H005;G01X+141Y+141;G04X0.0+H005;G01X-141Y+141;G04X0.0+H005;G01X-141Y-141;G04X0.0+H005;G01X+141Y-141;G04X0.0+H005;G01X+141Y+0;G04X0.0+H005;G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;T85 T87 M02;(: The Cutting length= 61.49
12、0MM);关闭CNC程序的记事本，回到Cimatron系统，以“177.vcm”保存好文件，退出Cimatron系统。四、用FW12P往复高速走丝线切割机床加工过程图13自动界面首先关闭机床，用数据线将笔记本电脑与机床的数控装置连接好，然后重新启动数控装置。在图3-（2）界面，通过“装入”按钮，从F盘选取“177”的CNC程程文件，enter确认，存入内存缓冲区。再通过“存盘”按钮，将内存中的程序文件存入数控装置的 D盘。再点击“装入”按钮，从D盘里面选取程序文件，enter确认。然后点击“自动”的F9按钮，进入另一个界面，如图13所示，按“F3模拟”按钮，使其“on”再点enter确认，开始
13、模拟。模拟加工，确认无误后，按F10回到手动界面，如图3-（1）。再使用“找正”按钮，将钼丝移动到工件边缘，停止运丝，置零，点x键与y键。其次使用手控盒（如图14），将钼丝在x负方向移动，离开板边缘一毫米内的距离，再按“模拟”，使其off，按enter确认，即开始自动加工。现场的加工过程及获得的成品如图15所示：图15. 图14.手控盒五、穿丝过程及注意事项图16.穿丝示意图1.主导轮 2.电极丝 3.辅助导轮 4.直线导轨 5.工作液旋钮 6.上丝盘 7.张紧轮 8.移动板 9.导轨滑块 10.贮丝筒 11.定滑轮12.绳索 13.重锤 14.导电块穿丝: (1)按一下互锁开关的小柱，置位互
14、锁保护功能。将定位销轴穿入移动板8及立柱的定位孔内，使其不能左右移动。(2)拉动电极丝头，依次从上至下绕接各导轮、导电块至贮丝筒（见图16与图17），将丝头拉紧并用丝筒的螺钉固定,调节贮丝筒下一端螺钉，使其对准相应一侧的光感限位。然后手动转动贮丝筒，使钼丝运动到另一端，同样使另一端的螺钉对准另一侧的光感限位。光感限位如图18。图17. 钼丝通过上下导轮，导电块(3)拔出移动板8上的定位销轴，转丝筒向中间移动约10mm。(4)将左右撞块向中间各移动58mm，使贮丝筒上的丝能完全利用，又要保证预留一定的安全换向间距，取下丝筒摇把。(5)机动操作丝筒往复运行二次，使张力均匀。至此整个穿丝过程结束。图
15、18. 黄颜色的光感限位穿丝注意事项: （1）穿丝前检查导轨滑块移动是否灵活，若有阻卡现象，可拆下移动板8(二个M8螺钉)，拆下直线导轨4(三个M6螺钉)，用汽油或煤油清洗，使滑块移动灵活，清洗干净后，注入润滑机油，重新装上。（2）机动运丝前，须将丝筒上罩壳盖上，关闭立柱侧门，防止工作液甩出，并确保安全。（3）在使用操作面板上的运丝开关运丝时，或用遥控盒上的运丝开关丝时，断丝保护开关(在立柱内)、立柱侧门互锁开关和丝筒罩的互锁开关均起保护作用。（4）穿丝前，检查导电块，若其上切缝过深，可松掉M5螺钉，将导电块转90使用，使用中应经常保持导电块清洁，接触导电良好。（5）在上主导轮1与上张紧轮7之间新安装了夹丝机构，在从上至下穿丝时，在夹丝处可先将电极丝夹住，然后继续穿丝至主导轮、下导轮至贮丝筒。穿丝完毕，一定要将电极丝从夹丝机构中取出。（6）当丝筒互锁开关和立柱侧门互锁开关的小柱被拉出时，其互锁作用失效。在这种情况下，如果丝筒装有电极丝或摇把没有取下，严禁启动丝筒。六、电极丝垂直找正图19. 校直仪当要进行精密零件加工时，或进行精加工时，需要重新调整电极丝对工作台架平
