第3章 数控高速走丝线切割

1、第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 第第3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.1 线切割机床加工概述线切割机床加工概述 3.2 机床结构组成与性能机床结构组成与性能 3.3 编程规则与程序输入编程规则与程序输入 3.4 基本操作方法基本操作方法 3.5 线切割加工工艺及应用线切割加工工艺及应用 3.6 常见故障及其排除方法常见故障及其排除方法 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.1 线切割机床加工概述线切割机床加工概述 3.1.1 电火花线切割机床的分类 (1) 按控制方式分:有靠模仿形控制的、 光电跟踪控 制的、 数字程序控制的线切割机床等

2、。 (2) 按加工特点分:有大、 中、 小型以及普通直壁 切割型与锥度切割型。 (3) 按走丝速度分:有高速走丝方式和低速走丝方式 的线切割机床。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 我国机床型号的编制是根据JB/T 7445.11994 特种加工机床:种类划分和JB/T 7445.21998特 种加工机床:型号编制方法的规定进行的。 机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成， 它 表示机床的类别、 特性和基本参数。例如， 数控电火 花线切割机床型号DK7725的含义如下: 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切

3、割 3.1.2 数控电火花线切割机床的主要技术参数 表3-1为国家已颁布的电火花线切割机床参数 (GB 792587)标准。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 表3-1 电火花线切割机床参数(GB 792587) 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 数控电火花线切割机床的主要技术参数包括： 工 作台行程(纵向行程和横向行程)、 最大切割厚度、 加 工表面粗糙度、 加工精度、 切割速度以及数控系统的 控制功能等。 表3-2为DK77系列数控电火花线切割机 床的主要型号及技术参数。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 表3-2 DK77系列数

4、控电火花线切割机床的主要型号及技术参数 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.1.3 线切割加工的安全技术规程 (1) 操作者必须熟悉线切割机床的操作技术， 开机 前应按设备润滑要求， 对机床有关部位注油润滑。 (2) 操作者必须熟悉线切割加工工艺， 恰当地选取 加工参数， 按规定操作顺序操作， 防止造成短路、 断 丝等故障。 (3) 用手摇柄操作贮丝筒后， 应及时将手摇柄拔出， 防止贮丝筒转动时将摇柄甩出伤人。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (4) 正式加工工件之前， 应确认工件位置已安装正 确， 防止碰撞丝架和因超程撞坏丝杠、 螺母等传动部件。

5、(5) 开始切割时， 先开贮丝筒， 再开工作液， 最后 开脉冲电源。 (6) 尽量消除工件的残余应力， 防止切割过程中工 件爆裂伤人。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (7) 在检修机床、 机床电器、 脉冲电源、 控制系 统时， 应注意适当地切断电源， 防止触电和损坏电路 器件。 (8) 定期检查机床的保护接地是否可靠， 注意各部 位是否漏电。 (9) 一旦发生因电器短路造成火灾时， 应首先切断 电源， 立即用合适的灭火器灭火， 不准用水救火。 (10) 停机时， 与开始切割时操作顺序相反， 应先 停高频脉冲电源， 后停工作液， 让电极丝运行一段时 间， 并等贮丝筒换向后

6、再停走丝。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2 机床结构组成与性能机床结构组成与性能 数控高速走丝线切割机床一般由数控装置、 机床 本体、 供液系统、 走丝机构、 工作台、 高频脉冲电 源等组成。 图3-1所示是用PC机控制的DK7725EJ数控 高速走丝线切割机床。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-1 用PC机控制的高速走丝线切割机床 数控装置 走丝机构 上丝架(可移动) 手控面板 工作台 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2.1 走丝机构 走丝机构的功用， 一方面使电极丝来回快速走丝， 另一方面把电极丝整齐地来回

7、排绕在贮丝筒上， 如图3- 2所示。 走丝机构有如下特点： (1) 贮丝筒组合件旋转时， 其径向跳动小于0.02 mm， 否则可能引起电极丝抖动， 出现断丝现象。 (2) 为了保证贮丝筒上整齐排绕电极丝， 不出现叠 丝现象， 在贮丝筒组合件转动时， 必须让贮丝筒作相应 的轴向位移， 且轴向位移应平稳和轻便。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (3) 贮丝筒组合件由三相四极交流马达通过弹性联 轴节直接带动， 保证电极丝走速为810 m/s。 采用弹 性联轴节可以减缓因走丝换向带给贮丝筒的冲击。 (4) 为了循环使用电极丝， 必须要让贮丝筒能自动 正反转换向。 第第3 3章章

8、数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-2 循环走丝机构 走丝电机 滑动走丝拖板 丝杆 双向预紧螺母 座体 齿轮箱 手摇柄 贮丝筒挡丝块 弹性联 轴节 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2.2 丝架 丝架应满足如下要求： (1) 有足够的刚度和强度， 确保电极丝来回高速走 丝时， 丝架头部应没有向上或向下的变形现象。 (2) 丝架上装有导电装置， 使电极丝与高频电源的 负极相接。 (3) 导轮与丝架之间必须有良好的绝缘， 防止导轮 或支承轴承产生电蚀现象。 (4) 上下导轮的轴线应平行， 否则会使上下导轮产 生单边磨损。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走

9、丝线切割 图3-3 可调式丝架结构示意图 副导轮 (排丝轮) 断丝检测杆 贮丝筒 进电块导轮 活动丝臂 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2.3 工作台 为了使工作台阻力小、 运动灵活， 一般都采用滚 动导轨结构。 有的机床采用交叉滚柱代替滚珠。 滚动 导轨形式如图3-4所示。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-4 工作台导轨的结构形式 运动件 滚珠 承导件 重力 力封式导轨 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 若因安装或使用中变形等原因， 丝杠与螺母的螺 纹间有了间隙， 则当丝杠的转动方向改变时， 螺母不 能立即随之改变移动

10、方向， 只有当丝杠转过某一角度 后， 螺母才开始随着移动。 这样丝杠便有了一段没有 产生传动效果的空行程。 此时因系统照样在进行转角 计数， 但实际上并没有产生有效移动， 因此直接造成 了机床的加工误差， 即空程误差。 消除空程误差的方 法是尽量减小这个间隙。 比如可采用弹性螺母径向调 节法来消除间隙。 如图3-5所示， 将螺母一端的外表 面加工成圆锥形， 并在其径向开四条窄槽， 使螺母在 径向收缩时带有弹性。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-5 弹性预紧螺母 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2.4 机床本体 床身台面用于固定走丝机构、 丝

11、架和工作台， 里 面安装高频脉冲电源、 工作液循环装置和机床电器等。 为了减少热源， 提高精度， 有的厂家把机床电器放置 在床身之外。 床身的面板上安装操作必须的按钮开关、 旋钮和电流表等。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2.5 控制系统 1 单片微机控制系统 图3-6所示是采用单片微机控制的高速走丝线切割 机床的控制面板。 这类控制系统一般具有如下功能： (1) 程序输入。 (2) 具有图形缩放、 象限变换及对称加工的功能。 (3) 电极丝偏移功能。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (4) 齿隙补偿功能。 (5) 回退功能。 (6) 具有对加

12、工暂态随时检查的功能以及逆向加工 功能。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-6 控制系统面板 PROM 状态转换 MOVE 纸带输入 PORT 信息转储 BP 追检 MEM 检查 REG 切割 LAST 输入 NEXT 增量 987 4 A 56B MON 地址增量 MON 监控 STEP 单步执行 C D 3 EF 21 0 EXEC 执行 复位 RESET 显示器 变频钮自动 手动 暂停 点动 加工 电源 高频进给 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2 PC机控制的系统 图3-7所示为一DK7725EJ型高速走丝线切割机床的 软件系统控制面板，

13、 采用486以上微机， 编程、 控制 为一体。 系统具有如下特点： (1) 上下异形面， 大锥度工件加工。 (2) 双CPU结构， 编程控制一体化， 加工时可同机 编程。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (3) 放电状态波形显示， 自动跟踪， 无需变频调节。 (4) 支持ISO、 3B代码方式控制。 (5) 加工轨迹实时跟踪显示工件轮廓三维造型。 (6) 屏幕控制台方式， 全部操作均用鼠标实现， 方便直观。 (7) 现场数据停电记忆， 上电恢复， 无需维护。 (8) 绘图式(YH)线切割自动编程系统。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-7 基于P

14、C的软件系统控制面板 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.2.6 机床技术性能 数控高速走丝线切割机床可用于加工各种由圆弧 和直线构成的图形形状的冲裁模中的各种模板零件、 型腔模中的通孔零件或镶件、 新产品试制零件、 成形 刀具、 样板、 卡规、 凸轮等， 可用圆弧或直线来近 似加工由其他曲线构成图形的零件， 如摆线、 渐开线 齿轮等。 特别是可以通过控制改变线径补偿的方法来 先后加工出具有配合要求的模具零件。 高速走丝线切 割机床的主要技术性能指标如表3-3所示。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 表3-3 高速走丝线切割机床的主要技术性能指标 第第

15、3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.3 编程规则与程序输入编程规则与程序输入 3.3.1 程序编制规则 高速走丝线切割机床用的3B程序格式为： B JX B JY B J G Zn 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 1 编程坐标系的建立 尽管对3B格式程序来说， 程序中的数据与坐标原 点所处的位置无关， 但其总的坐标轴方向应该是确定 不变的， 否则将无法放置到机床上。 2 基本坐标计数的确定 直线： 应先将坐标原点假想地移到该线段的起点 上， 求得线段终点在该假想坐标系中的坐标值(X， Y)。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 平行轴线

16、： 经假想平移后， 与坐标轴重合的直线 段， 即图形中与原始X、 Y坐标轴方向平行的直线段。 无论该线平行于哪根轴， 都按JX=JY=0处理。 斜线： 指图形中， 与X、 Y坐标轴方向夹角都不 为0的直线。 此时， JX=|X|， JY=|Y|。 圆弧： 先将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心上， 若圆弧起点与终点在该坐标系中的坐标分别为(X1， Y1)和(X2， Y2)， 则JX=|X1|， JY=|Y1|。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3 主计数轴与主计数长度的确定 直线： 先假想地将坐标系原点移到该线段的起点 上， 再看线段终点所处的位置， 按图3-8(a)所示以

17、45的线分界。 在阴影区内时， 主计数轴为GX； 在 非阴影区内时， 主计数轴为GY。 亦即在假想坐标系 里终点坐标X和Y值中哪个大， 则哪个轴即为主计数轴 (当终点刚好在45线上时， 从理论上讲， 应该是在 插补运算加工过程中最后一步走的是哪个轴， 就取该 轴作主计数轴。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 因此， 1、 3象限取GY， 2、 4象限取GX)。 相应地， 主计数长度即为终点在该主计数轴上的坐标值。 若线 段终点在该假想坐标系中的坐标为(X， Y)， 则： |X|Y|时， 记为GX， J=|X|； |Y|X|时， 记为GY， J=|Y|。 此规则同样适于平行轴

18、线。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-8 主计数轴的确定 Y X GX GX GY GY GY GY X GX GX Y 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-9 计数长度的确定 X Y Y X J1J2 J3 JJ1J2J3 X1 Y1 X2 Y2 JY2 JX1 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 圆弧： 同样将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心 上， 看圆弧终点所处的位置， 同样按图3-8(b)所示以 45的线分界。 在阴影区内时， 主计数轴为GX; 在非 阴影区内时， 主计数轴为GY。 而圆弧段的主计数长 度则为在主计数轴

19、方向上， 从圆弧起点到圆弧终点所 走过的总的投影长度， 如图3-9所示。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 4 加工指令 同样地， 直线时将坐标原点移到线段起点上， 圆 弧时将坐标原点移到圆心上， 再进行如图3-10所示的 判断。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-10 加工指令的确定 X Y SR2 NR3 SR3 NR4 SR4 NR1 SR1 NR2 L1 L1 L2 L2 L3 L3 L4 L4 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 直线： 根据直线终点所处的象限有L1、 L2、 L3、 L4四种指令。 圆弧段加工指令根据从

20、起点到终点的圆弧加工走向 有顺圆和逆圆之分。 顺圆： 根据圆弧起点所处的象限有SR1、 SR2、 SR3、 SR4四种指令。 逆圆： 根据圆弧起点所处的象限有NR1、 NR2、 NR3、 NR4四种指令。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 程序书写时， 对平行轴线， 其格式通常是： B B B J G Zn 对于斜线与圆弧， 其格式通常是： B JX B JY B J G Zn 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 对于具有公差的尺寸数据， 根据大量的统计， 加 工后的实际尺寸大部分是在公差带的中值附近， 因此 应采用中差尺寸编程。 中差尺寸的计算公式为 中

21、差尺寸=基本尺寸+ 上偏差+下偏差 2 03.32 2 02. 004. 0 32 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.3.2 编程实例 例1 如图3-11(a)所示的凸模由三段直线与一段圆弧 组成， 应编制四条程序段。 此外还应增加电极丝从工 件外部切入到轮廓线的引入段和从轮廓结束顺原路径 引出的程序段。 若不考虑线径补偿， 直接按图形轮廓 编程， 则所编加工程序见表3-4。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-11 编程零件图例 2 1 6 3 4 5 A B C D A B C D 60 R50 40 10 90 0.07 R50.07 (a

22、)(b) 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 表3-4 不考虑补偿时的程序清单 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 若考虑线径补偿， 设所用电极丝直径为0.12 mm， 单边放电间隙0.01 mm， 则应将整个零件图形轮廓沿 周边均匀增大0.01+0.12/2=0.07 mm。 得到图3-11(b)中 虚线所示的轮廓后， 按虚线轮廓(即丝中心轨迹)编程， 所编加工程序清单见表3-5。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 表3-5 考虑补偿时的程序清单 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 例2 若要切割一个直径为20 mm的

23、圆孔， 设穿丝 预孔打在孔中心处， 所用电极丝直径为0.12 mm， 单边放电间隙0.01 mm， 则切割时， 丝中心应在直径 为19.86 mm的圆上， 整个加工程序应为： B B B 9930 GX L1 引入直线段 B 9930 B 0 B 39720 GY NR1 切割整圆 B B B 9930 GX L3 引出直线段 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.3.3 程序的输入和修改 1 单片机系统控制台 程序输入主要有人工输入、 纸带输入以及计算机 输入等。 这里只对人工输入指令进行说明。 机床控制 系统中是按格式： B JX B JY B J B G B Zn 的

24、先后顺 序进行输入的。 和前述3B格式程序相比， 就是在计数 长度和加工指令前都要敲间隔符号B以进行分隔。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 1) 键值说明 JX、 JY： 坐标数值， 以m为单位。 J： 计数长度数值， 以m为单位。 G： 计数方向， GX输入时敲0键， GY输入时敲1键。 Zn： 加工指令。 直线： L1， 输入时敲“11”， 即敲两次1键， 将“L” 用“1”代替。 同样地， L2、 L3、 L4分别用“12”、 “13”、 “14”代替。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 顺圆： SR1用“21”代替， SR2用“22”代替， S

25、R3 用“23”代替， SR4用“24”代替。 逆圆： NR1用“31”代替， NR2用“32”代替， NR3 用“33”代替， NR4用“34”代替。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2) 程序输入过程 (1) 开机： 电源开关打到“开”， 按RESET(清零) 键。 置初始状态。 (2) 键入2000， 按MEM(检查)键 ， 显示 2000 xx ， 再根据环形分配器选择及坐标轴选择送入适当数值。 如键入01， 则显示 2000 01 。 (3) 按MON(地址增量)键， 显示 2001 xx， 再根 据是否齿补和要否缩放送入适当数值。 (4) 按PROM(状态转换

26、)键， 显示 GOOD。 (5) 根据是否偏移分为以下情况。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (6) 按001键， 显示P001。 (7) 输送程序(第一段程序的内容)。 (8) 按NEXT(增量)键， 显示P002。 (9) 送完加工指令后， 再送特征指令。 (10) 按REG(切割)键 ， 显示 P001 ， 则加工便从 P001开始。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3) 程序的检索和编辑 (1) 检索： 若需检索第xxx段程序是否正确， 则先 按LAST(输入)键， 然后将需检索的 程序号输入， 显示Pxxx。 按MEM(检查)键， 显示JX

27、值； 按MEM(检查)键， 显示JY值； 按MEM(检查)键， 显示J值； 按MEM(检查)键， 显示G值； 按MEM(检查)键， 显示Zn值。 若再按MEM(检查)键， 则显示xxx+1的程序号。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (2) 修改： 在检索中发现错误， 则按LAST(输入) 键， 然后输入需要修改的程序号， 将正确的程序输入。 按NEXT(增量)键， 继续修改； 按F键， 显示GOOD， 结束修改。 (3) 删除： 若需删除某段程序， 则可按LAST(输入) 键， 然后将删去的程序号送入， 按D键， 内存程序库 将删去该段程序， 并自动对库内的程序重新排列，

28、 使 删去的程序的程序号都减1， 并显示下一条程序段号。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (4) 插入： 如需在第xxx段程序处插入一段程序， 则可按LAST(输入)键， 然后将所需插入的程序号送入。 按E键后， 送插入程序内容。 按NEXT(增量)键， 显示 器显示下一段程序号。 (5) 坐标和切割状态检查： 按控制盘面板上的“暂 停”按钮。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 按1键， 显示器显示X坐标的即时值； 按2键， 显示器显示Y坐标的即时值； 按3键， 显示器显示J坐标的即时值； 按4键， 显示器显示F(F为逐点比较的偏差值)； 按5键， 显

29、示器显示现时加工指令及指令特征； 按7键， 显示器显示电极丝偏移量及偏移参数。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2 PC机系统控制台 1) 程序代码的读入 程序代码可通过软盘读入或由系统设定的磁盘中 读入。 只要用鼠标点读盘或按L键， 屏幕将列出 磁盘上存储的全部代码文件名， 选择所需的文件名并 确认后， 系统自动读入程序代码， 并快速绘出图形。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2) 程序代码的编辑 在代码显示状态下用光标点取任一有效代码行， 该行即点亮， 系统进入编辑状态。 此时显示调节功能 钮上的标记符号变为： S、 I、 D、 Q、 、 。 各

30、键 功能为： S代码存盘； I代码倒置(倒走代码变换)； D删除当前行； Q退出编辑状态； 向上翻页； 向下翻页。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3) 模拟检查 读入程序代码后， 用鼠标点模拟或按D键即可 进入模拟检查状态， 此时可检验代码及插补的正确性。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.3.4 坐标变换与缩放处理 1 坐标变换 变换参数送到2000H存储单元， 参数值如图3-12所 示。 据此可实现坐标系旋转90、 180、 270的加 工变换和相对于X轴、 Y轴、 45线、 135线对称的 加工变换。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控

31、高速走丝线切割 2 缩放加工 缩放加工时应进行相应齿补开关及齿补量的注入。 缩放齿补开关设在2001H存储单元。 当2001H为 “2”时缩小1倍， 其高位数为“1”。 齿补量置入2002H 存储单元， 高位为X轴方向齿补量， 低位为Y轴齿补 量。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-12 坐标系旋转和镜像加工格式设定 Y X 11(01) 0Y X X 12(02) 逆转90 逆转180 Y 13(03) 14(04) 逆转270 Y X 18(08) Y 135 X 对称于135 对称于45 X 45 17(07) Y Y 16(06) XX 对称于Y轴 对称于X轴

32、 15(05) Y 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.4 基本操作方法基本操作方法 3.4.1 基本调试操作 1 熟悉工作台的坐标轴方向 熟悉拖板的坐标轴方向对工件编程及安装放置等 有相当重要的意义。 机床工作台的X轴和Y轴的正负方 向通常是按如图3-13所示布置的(图示是假设工作台不 动， 而电极丝移动的坐标情况)。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-13 机床坐标系统 Y X 丝架 十字拖板 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 检查拖板轴向的方法是： 输入一段程序指令， 操 作控制台分别控制工作台向X轴和Y轴正向移动。 可

33、能 有的机床的轴向布置不像上述那样， 所以一定要了解 并熟记所用机床的坐标轴方向， 以免加工出废品。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2 机械控制精度检查 先将工作台X轴和Y轴的手柄刻度盘分别放置在零 线上， 然后输入指令， 控制拖板X轴和Y轴进给一定 的长度， 再由刻度盘刻度来初步检查进给尺寸是否符 合要求。 3 加工精度校验 输入程序， 装上工件， 并进行正式加工。 分别切 割正方形或长方形及圆形， 检查切割下来的工件尺寸 与要求是否相符。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 4 电极丝垂直度的调整 如图3-14所示， 先把刀刃角尺放在十字拖板工作台

34、 上的夹具上， 调节X轴拖板， 使刀刃角尺与电极丝靠 近， 观察刀刃角尺与电极丝之间的间隙， 上下应均匀。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-14 电极丝垂直度的调整 丝架导轮 刀刃角尺 垫铁 拖板 电极丝 电极丝 导轮 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 5 工作液的准备 选用工作液时必须注意， 一种适用的工作液必须 有一定的绝缘性能， 具有较好的洗涤性能， 有较好的 冷却性能， 对环境无污染， 对人体无害。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.4.2 工件的装夹方法 工件的装夹形式对加工精度有直接影响。 线切割 机床的夹具比

35、较简单， 一般是在通用夹具上采用压板 螺钉固定工件， 当然有时也会用到磁力夹具、 旋转夹 具或专用夹具。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 1 工件装夹的一般要求 (1) 工件的基准表面应清洁无毛刺， 经热处理的工 件， 在穿丝孔内及扩孔的台阶处， 要清除热处理残物 及氧化皮。 (2) 夹具应具有必要的精度， 将其稳固地固定在工 作台上， 拧紧螺丝时用力要均匀。 (3) 工件装夹的位置应有利于工件找正， 并应与机 床行程相适应， 工作台移动时工件不得与丝架相碰。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (4) 对工件的夹紧力要均匀， 不得使工件变形或翘 起。

36、(5) 大批零件加工时， 最好采用夹具， 以提高生产 效率。 (6) 细小、 精密、 薄壁的工件应固定在不易变形的 辅助夹具上。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2 支撑装夹方法 (1) 悬臂支撑方式： 通用性强， 装夹方便。 但由 于工件单端压紧， 另一端悬空， 因此工件底部不易与 工作台平行， 所以易出现上仰或倾斜致使切割面与工 件上下平面不垂直或达不到预定的精度。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (2) 两端支撑方式： 如图3-15(a)所示。 其支撑稳定， 平面定位精度高， 工件底面与切割面垂直度好， 但对 于较小的零件不适用。 (3) 桥式

37、支撑方式： 如图3-15(b)所示。 (4) 板式支撑方式： 如图3-15(c)所示。 (5) 复式支撑方式： 如图3-15(d)所示。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-15 工件支撑装夹方式 (a) 两端支撑方式； (b) 桥式支撑方式； (c) 板式支撑方式； (d) 复式支撑方式 (c)(d) 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.4.3 加工步骤及要求 (1) 根据图纸尺寸及工件的实际情况来计算坐标点， 并编制程序， 或采用自动编程方法编制出程序。 (2) 将编好的程序输入到机床数控装置中， 并进行 空程校验或用薄料试切割以校对程序。 (

38、3) 把工件装夹在机床的工作台上， 必须注意装夹 位置， 使加工型孔与图纸要求及编程安排相符。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (4) 将丝盘安装在上丝电机轴上， 接通上丝电机电源， 将电极丝顺次通过导电块、 上挡丝块、 上导轮、 工件上 的穿丝预孔、 下导轮、 下挡丝块， 再引到贮丝筒， 固定 在贮丝筒一端的螺钉上。 (5) 调节好换向开关的位置， 开启走丝电机， 检查走 丝情况， 并注意对电极丝的预紧。 (6) 进行起始位置的调整操作， 如对中心、 找端面等。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 (7) 开启机床电源和走丝马达、 水泵马达， 再开启

39、高频电源， 接着开启控制台的进给开关， 检查步进电 机是否吸住， 并复查工作台起点的X、 Y坐标值。 (8) 加工结束后， 先后关闭加工开关、 高频电源、 水泵马达、 走丝马达， 并检查加工结束时工作台的X、 Y轴向坐标值。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.4.4 加工过程中的调节 如何合理地调节控制加工过程， 要根据加工状态 决定。 电火花加工机床一般都有电压表和电流表， 从它 们的指示值可以粗略地判断加工状态。 当合上脉冲电源开关开始加工时， 因为电极丝和 工件还相距比较远， 故不会发生火花放电。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.4.5

40、特殊情况的处理 1 中途停车处理 加工过程中因某些特殊原因必须停车时， 应先关 闭加工开关、 高频电源， 然后再关闭水泵马达、 走丝 马达。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2 断丝后的继续加工处理 加工过程中突然断丝， 应先关闭高频电源和加工 开关， 然后关闭水泵马达、 走丝马达， 把变频粗调放 置在“手动”一边， 开启加工开关， 让工作台继续按 规定程序走完， 直到回到起始点位置， 接着去掉断丝。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3 意外断电后的处理 加工过程中， 有时会出现控制台故障或突然断电 的现象。 若是控制台出现故障， 则切割的图形就与要

41、 求不相符合。 如果割错的部分是在废料上， 则工件还 可挽救。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 4 短路故障处理 微机控制DK7725EJ机床在加工过程中， 一旦出现 高频短路情况， 系统即停止插补。 若在设定的控制时 间内短路达到设定的次数， 系统将自动回退。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 采用单片微机控制的机床也提供加工路线回退处 理功能， 具体操作如下： 先断开“加工开关”， 然后 按一下控制面板上的暂停按钮， 合上“手动开 关”， 再按6键， 按B键， 再连续按点动按钮。 此时， 拖板按原加工路线回退， 回退次数与按点动 按钮次数相同。 直

42、到短路状态消除， 再断开“手动” 开关， 按暂停按钮， 按6键， 按B键， 然后合上 加工开关， 切割加工则继续进行。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.5 线切割加工工艺及应用线切割加工工艺及应用 3.5.1 线切割加工工艺路线 数控电火花线切割机床的加工工艺路线如图3-16所示。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-16 数控线切割机床的加工工艺路线图 工艺 准备 补偿 设置 机床的检查与调整 工作液的选配 电极丝的选择及校正 穿丝孔的加工 其 它 人工预补偿 机床自动补偿 工件装夹 分析 图纸 夹具的选用 工件的找正 确定丝中心的坐标 检

43、验 通用量具 专用量具 仪器测量 其 它 加 工 故 障 处 理 临时停机 断 丝 突然断电 短 路 其 它 直线K和圆弧 R检验法 控制台显示 机床空走 试切样板 先割非重要零件 程 序 校 验 编 制 程 序 先确定装夹方向及位置 手工编程 专用编程器编程 微机自动编程 其 它 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.5.2 线径补偿问题 在数控线切割加工中， 由于数控装置所控制的是 电极丝中心的行走轨迹， 而实际加工轮廓却是由丝径 外围和被切金属间产生电蚀作用而形成的。 也就是说， 实际加工得到的轮廓轨迹和电极丝中心的轨迹是有一 定偏移的， 这一偏移就是编程加工中应考虑

44、的线径补 偿量。 其值通常为 f=丝半径+单边放电间隙(+精加工余量) 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 线径补偿的编程控制有编程预补偿和机床补偿两 种方式。 (1) 编程预补偿： 根据加工对象是外形或者是内孔 的情况， 将整个轮廓轨迹向外或向内均匀地作线径补 偿值的偏移后， 得到一新的尺寸轨迹， 以此尺寸轨迹 数据作为电极丝中心的轨迹直接进行编程加工控制。 (2) 机床补偿： 直接按整个实际轮廓轨迹尺寸数据 进行编程， 通过在程序中嵌入有关线径补偿的代码， 以及在加工机床上进行有关补偿的设定来实施。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.5.3 冲裁模

45、的间隙控制 加工冲裁模的凸、 凹模时， 应考虑电极丝半径r， 电极丝与工件间的单面放电间隙电及凸模与凹模间的 单面配合间隙配。 首先应明确的是： 当用线切割机 床切割凸模外形时， 丝中心的轨迹应是在凸模外形基 础上沿周边均匀增大一个线径补偿量f， 即+f(正偏移)； 切割凹模孔时， 丝中心的轨迹应是在凹模孔形基础上 沿周边均匀减小一个线径补偿量f， 即-f (负偏移)。 线 径补偿量f=r+电。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 当加工冲孔模具时(即冲裁后要求保证孔的尺寸)， 冲孔凸模的尺寸基本上和工件孔的尺寸一致， 而冲孔凹 模的尺寸应该是冲孔凸模加上配。 若以加工直径为

46、d的 圆孔为例， 则加工凸模时丝中心的轨迹尺寸d丝凸应为 d丝凸=d+2f=d+2(r+电)=d+2f凸 加工凹模时丝中心的轨迹尺寸d丝凹应为 d丝凹=d+2配-2f=d-2(f-配)=d-2f凹 即加工冲孔凸模时应该考虑的线径补偿量为 f凸=f=r+电 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 加工冲孔凹模时应该考虑的线径补偿量为 f凹=f-配=r+电-配 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 当加工落料模时(即冲裁后要求保证冲下的工件尺 寸)， 落料凹模由工件的尺寸确定， 落料凸模则是落 料凹模的尺寸减配。 若以加工直径为D的圆外形为例， 则加工凹模时丝中心的轨

47、迹尺寸D丝凹应为 D丝凹=D-2f=D-2(r+电)=D-2f凹 加工凸模时丝中心的轨迹尺寸D丝凸应为 D丝凸=D-2配+2f=D+2(f-配)=D+2f凸 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 即加工落料凸模时应该考虑的线径补偿量为 f凸=f-配=r+电-配 加工落料凹模时应该考虑的线径补偿量为 f凹=f=r+电 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 对于凸模固定板和卸料板而言， 其线径补偿量的 确定原则和凹模类似。 若卸料板与凸模间的单边配合 间隙为卸(卸料板的单边尺寸比凸模大卸)， 凸模固定 板与凸模间的单边配合过盈量为固(设固定板的单边尺 寸比凸模小固)

48、， 则： 对冲孔模具， f卸=r+电-卸， f固=r+电+固 对落料模具， f卸=r+电+配-卸， f固=r+电+配+固 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 冲裁模具配作加工时各主要零部件的线径补偿量 设置如图3-17所示。 只要熟知各零件相对的线径补偿 量关系， 无论是采用人工补偿编程加工还是机床自动 补偿， 或者是利用微机自动编程， 都能够正确地设置 而获得所需的程序。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-17 冲裁模具配作时各零件的线径补偿量设置 (a) 冲孔模具； (b) 落料模具 f f f f 电 r 凸模 凹模孔 卸料板孔 固定板孔f 卸

49、料板孔 凸模 f 凹模孔 f f 电极丝 R凹 R凸R凹配 R凹配卸f R凹配固f f凹f配 f凸f配 f凹f 卸 配 固 卸 固 R凹配f 电极丝 R凸 f凸fr电 R凸f R凸配f R凸卸f R凸固f 配 f卸f卸 f固f固 R凹f f卸f卸配 固定板孔 f固f固配 (a) 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 前述图3-11所示的零件外形， 是采用落料模具冲 制而成的。 当采用机床自动补偿的加工方式时， 通常 只需要直接按冲件外形进行编程即可。 但对于国产大 多数高速走丝线切割机床而言， 由于其线径补偿功能 不很完善， 必须在对图形中所有尖角进行修圆(添加过 渡圆)后，

50、才可使用机床的自动补偿功能。 若不考虑 引入、 引出线， 对图3-11所示零件按基本尺寸并以0.2 mm的半径修圆后， 其程序清单应为： 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 B 0 B 0 B 39642 GX L 1 直线AB B 0 B 200 B 178 GY NR 4 过渡圆 B 9968 B 89708 B 89708 GY L 1 直线BC B 199 B 22 B 82 GX NR 4 过渡圆 B 29908 B 40069 B 59816 GX NR 1 圆弧CD B 120 B 160 B 182 GY NR 2 过渡圆 B 9968 B 89708 B 8

51、9708 GY L 4 直线DA B 199 B 22 B 199 GX NR 3 过渡圆 D 程序结束 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 若丝半径r=0.06 mm， 电=0.01 mm， 配=0.015 mm， 卸=0.02 mm， 固=0.01 mm， 则各个 补偿量分别为： f 凹=f=r+电=0.07 mm f凸=r+电-配=0.055 mm f卸=r+电+配-卸=0.065 mm f固=r+电+配+固=0.095 mm 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 3.5.4 加工路线与防变形处理 1 工件材料内部残余应力对加工的影响 由于电切削加工可以

52、切割很硬的金属材料， 因此， 在模具零件等的加工工序安排上， 通常都将电切削工 序放在热处理淬火之后进行， 这也正是电加工的优势 所在。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-18 加工路线的确定 夹压端 A B D EI L C F GH J K A BC D E FG H I JK L ( a)( b) ( c) 夹压端 夹压端 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 切割孔类工件， 为减少变形， 可采用两次切割法， 如图3-19所示。 第一次粗加工型孔， 周边留余量0.2 0.5 mm， 以补偿材料应变后的变形。 第二次切割为精 加工， 这样可达到较满

53、意的效果。 为更好地避免切割 大孔形时产生尖角应力开裂的可能性， 还可以用其他 加工方法对型孔预先进行镂空处理， 同时对尖角处添 加过渡圆。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-19 两次切割法 第二次切割的图形第一次切割路线 第一次切割后的实际图形 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 2 装夹方位和定位找正 为防止加工变形， 对工件坯料最好采用对称的多 点夹压， 或根据工件复杂程序安排多个夹压点。 对单 边悬臂装夹或单点夹压的， 如前所述， 应将夹压点安 排在最后一条程序线段的方位上。 对于工件在工作台上安放方位， 通常是为方便编 程， 使程序尽可能

54、简单。 如图3-20所示， 若使工件安 放的角为0或90以外的任意角， 则矩形轮廓各线 段都成了斜线， 使编程复杂化了。 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-20 装夹方位与编程难度 Y X 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 图3-21 装夹方位与行程范围 Y X 行程范围 Y X (a) (b) 第第3 3章章 数控高速走丝线切割数控高速走丝线切割 对于普通的线切割机床可以用如下碰火花的方法 找到基准孔的中心： 先把控制部分置于切割状态， 开启机床， 使电极 丝运行， 合上高频开关， 摇动X轴手柄， 使工件孔的 一边缓缓靠近电极丝， 直到看见孔的上下部位