数控线切割编程

1、1 2 第八章第八章 数控线切割编程数控线切割编程 8.1 线切割加工概述线切割加工概述 8.2 线切割编程特点线切割编程特点 8.3 线切割编程实例线切割编程实例 3 8.1 线切割加工概述线切割加工概述 v线切割机床的加工原理线切割机床的加工原理 v线切割机床分类线切割机床分类 v线切割加工工艺指标线切割加工工艺指标 v影响加工工艺指标的因素影响加工工艺指标的因素 v线切割加工形式线切割加工形式 4 一、线切割机床的加工原理一、线切割机床的加工原理 v数控电火花线切割加工简数控电火花线切割加工简 称称“线切割线切割”，它是利用，它是利用 移动的金属丝作工具电极，移动的金属丝作工具电极， 并

2、在金属丝和工件间通以并在金属丝和工件间通以 脉冲电流，利用脉冲放电脉冲电流，利用脉冲放电 的腐蚀作用对工件进行切的腐蚀作用对工件进行切 割加工的。由于它利用的割加工的。由于它利用的 是丝电极，因此，只能作是丝电极，因此，只能作 轮廓切割加工。轮廓切割加工。 5 二、线切割机床分类二、线切割机床分类 v根据电极丝走丝方式，分：根据电极丝走丝方式，分： v快走丝切割机床快走丝切割机床 v慢走丝线切割机床慢走丝线切割机床 6 快走丝线切割机床快走丝线切割机床是指其线电极运行速度较是指其线电极运行速度较 快（快（300700m/min （540m/min） ），且双向），且双向 往复运行，即丝电极可重

3、复使用，直到丝电极损往复运行，即丝电极可重复使用，直到丝电极损 耗到一定程度或断丝为止。快走丝线切割常用线耗到一定程度或断丝为止。快走丝线切割常用线 电极为铜丝、钼丝（电极为铜丝、钼丝（0.10.2mm），），工作液工作液 通常为乳化液或皂化液。由于电极丝的损耗和电通常为乳化液或皂化液。由于电极丝的损耗和电 极丝运动过程中换向的影响，其加工精度极丝运动过程中换向的影响，其加工精度 （ 0.010.02mm ）和表面光洁度要比慢走丝机）和表面光洁度要比慢走丝机 床差一些。床差一些。 7 慢走丝线切割机床慢走丝线切割机床线电极运行速度较低线电极运行速度较低 （0.515m/min），），而且线电极

4、只能单向运动，而且线电极只能单向运动， 不能重复使用，这样就避免了电极损耗对加工精度不能重复使用，这样就避免了电极损耗对加工精度 带来的影响。慢走丝线切割常用丝电极主要有紫铜、带来的影响。慢走丝线切割常用丝电极主要有紫铜、 黄铜、钨、钼和各种合金等，直径一般为黄铜、钨、钼和各种合金等，直径一般为0.1 0.35mm。工作液主要用去离子水或煤油。慢走丝工作液主要用去离子水或煤油。慢走丝 线切割的尺寸精度可以达到线切割的尺寸精度可以达到0.001mm，表面粗糙表面粗糙 度可以达到（度可以达到（0.3（1.6）m/R。 8 三、线切割加工工艺指标三、线切割加工工艺指标 v 线切割机床的性能一般用加工

5、工艺指标来衡量，常线切割机床的性能一般用加工工艺指标来衡量，常 用的工艺指标有：用的工艺指标有： 1切割速度切割速度单位时间内电极丝中心所切割过的有效面积（单位时间内电极丝中心所切割过的有效面积（mm2/min） 2加工精度加工精度形状精度、位置精度形状精度、位置精度 3加工表面粗糙度及质量加工表面粗糙度及质量 9 四、影响加工工艺指标的因素四、影响加工工艺指标的因素 1.电参量对加工工艺指标的影响电参量对加工工艺指标的影响 脉冲峰值、脉冲宽度、脉冲频率、电源电压脉冲峰值、脉冲宽度、脉冲频率、电源电压 2.非电参量对加工工艺指标的影响非电参量对加工工艺指标的影响 走丝速度、电极丝张力、电极丝材

6、料、工件厚度走丝速度、电极丝张力、电极丝材料、工件厚度 工作液工作液 、 进给速度进给速度 10 五、线切割的加工形式五、线切割的加工形式 v线切割加工可以分为：线切割加工可以分为： v1.平面加工平面加工 v2.锥度加工锥度加工 v3.二次切割加工二次切割加工 11 1. 平面加工平面加工 v所谓平面加工是指电极丝在加工过程中始终是垂所谓平面加工是指电极丝在加工过程中始终是垂 直的，电极丝只在直的，电极丝只在X、Y方向移动，进行二维平方向移动，进行二维平 面形状的加工。面形状的加工。 12 2. 锥度加工锥度加工 v锥度加工装置如锥度加工装置如 图图8-2所示。所示。 13 v锥度锥度A值的

7、定义与所使用的丝半径偏置方式（值的定义与所使用的丝半径偏置方式（G41、G42） 及程序面位置有关，如下图及程序面位置有关，如下图84所示所示 +A（G41） -A（G41） -A（G42） +A（G42） 14 3. 二次切割加工二次切割加工 v二次切割加工：所谓二次切割加工就是预先留出精加工二次切割加工：所谓二次切割加工就是预先留出精加工 余量进行第一次切割加工，然后针对留下的精加工余量，余量进行第一次切割加工，然后针对留下的精加工余量， 把加工条件改为精加工条件，分段缩小偏置量，再进行把加工条件改为精加工条件，分段缩小偏置量，再进行 切割加工。一般可分为切割加工。一般可分为15次切割，习

8、惯上称为二次切次切割，习惯上称为二次切 割加工法。割加工法。 v二次切割加工有如下三个目的：二次切割加工有如下三个目的： 15 1）去掉第一次切割时在起始接头处）去掉第一次切割时在起始接头处 留下的凸起部分留下的凸起部分 。 2）改善表面粗糙度，逐渐改变每次切割时的电条件，降低）改善表面粗糙度，逐渐改变每次切割时的电条件，降低 单个脉冲能量，使加工表面粗糙度得到改善。单个脉冲能量，使加工表面粗糙度得到改善。 3）提高尺寸精度。经过热处理的材料，内部会产生应力，）提高尺寸精度。经过热处理的材料，内部会产生应力， 这种应力在内部是处于稳定状态的，但经过线切割放电这种应力在内部是处于稳定状态的，但经

9、过线切割放电 机加工后，会破坏这种稳定状态，以至于内部应力释放机加工后，会破坏这种稳定状态，以至于内部应力释放 产生变形。因此对进行粗加工后的工件，再进行产生变形。因此对进行粗加工后的工件，再进行14次次 的精加工，不但可改善表面粗糙度，还能修正尺寸精度。的精加工，不但可改善表面粗糙度，还能修正尺寸精度。 图图86给出了给出了FX20线切割加工次数与表面粗糙度和尺寸线切割加工次数与表面粗糙度和尺寸 精度的关系。精度的关系。 16 8.2 线切割编程特点线切割编程特点 v本节将以日本三菱本节将以日本三菱FX20线切割为例介绍线切割编程线切割为例介绍线切割编程 的方法和步骤。的方法和步骤。 vFX

10、20编程常用命令字（P107见表见表8-2） vFX20编程常用G代码（P108见表见表8-3） vFX20编程常用M代码 （P114见表见表8-5） 17 常用常用G代码使用格式说明代码使用格式说明 快速定位（快速定位（G00） 直线插补（直线插补（G01） 圆弧插补（圆弧插补（G02,G03） 倒直角（倒直角（c） 倒圆角（倒圆角（R） 子程序调用（子程序调用（G22， G23） 工件坐标系设定工件坐标系设定G43 工件坐标系选择（工件坐标系选择（G54G59） 上、下表面统一圆角定义（上、下表面统一圆角定义（G87） 18 1）快速定位（）快速定位（G00） v功能：电极丝从当前位置，走

11、最短的路径以最快的功能：电极丝从当前位置，走最短的路径以最快的 速度到指定位置。速度到指定位置。 格式：格式： G00 Xx1，Yy1，Zz1, Uu1，Vv1 说明：说明：x1, y1, u1, v1 定义了定义了 x, y, u, v 轴的移动坐标值。轴的移动坐标值。 19 2）直线插补（）直线插补（G01） G01 电极丝从当前位置以指定的速度直线移动到指定位置。电极丝从当前位置以指定的速度直线移动到指定位置。 格式：格式： G01 Xx1，Yy1，Zz1, Uu1，Vv1，Ff1 ; 说明：说明： x1, y1, u1, v1定义了定义了x, y, u, v 轴的移动坐标值，轴的移动坐

12、标值，f1 定义了进定义了进给给速度。速度。 例：例：图图8-7 在在Z1Z1平面上电极丝从当前位置沿直线移动相对增平面上电极丝从当前位置沿直线移动相对增 量（量（1010，1515），在），在Z5Z5平面上电极丝从当前位置沿直线移平面上电极丝从当前位置沿直线移 动相对增量（动相对增量（2020，2020），则程序指令为：），则程序指令为： G91 G01 X10. Y15. U10. V5. 20 G91 G01 X10. Y15. U10. V5. 21 M78 上水上水 M78 M80 喷水喷水 M82 走丝走丝 M84 放电放电 G90 G92 X0 Y0 G41 G01 X0 Y15

13、. X-15. Y-15. X15. Y15. X0.3 M01 G01 X0 G40 G00 Y0 M02 22 3）圆弧插补（）圆弧插补（G02,G03） v功能：电极丝从当前位置，以指定的速度按圆弧移功能：电极丝从当前位置，以指定的速度按圆弧移 动到指定位置。动到指定位置。 格式格式1：G02（G03） Xx1 Yy1 Ii1 Jj1 Ff1 格式格式2：G02（G03） Xx1 Yy1 Rr1 Ff1 格式格式3：G02（G03） Xx1 Yy1 Ii1 Jj1 Qq1 Ff1 v说明：说明：x1,y1定义了终点坐标值，定义了终点坐标值，i1,j1定义了圆心定义了圆心相相 对于圆弧起点

14、的增量对于圆弧起点的增量，r1定义了圆弧半径。定义了圆弧半径。q1定义定义 了了Z5面上的圆弧。见图面上的圆弧。见图8-8。 23 v图图8-8中由起始点到（中由起始点到（X，Y）上下两不同半径圆弧）上下两不同半径圆弧 段的加工指令为：段的加工指令为： G90 G03 X-. Y-. I0 J10. Q3. 24 M78 M78 M80 M82 M84 G90 G92 X0 Y0 G42 G01 X0 Y15. G02 Y-15. I0 J-15. G02 Y15. I0 J15. M01 G40 G00 X0 Y0 M02 25 M20 M78 M78 M80 M82 M84 G90 G92

15、 X0 Y0 G42 G01 Y25. X25. Y15. G02 Y-15. I0 J-15. G01 Y-25. X-25. Y-15. G02 Y15. I0 J15. G01 Y25. X-0.3 M01 G01 X0 G40 G00 Y0 M21 M02 26 M78 M78 M80 M82 M84 G90 G92 X0 Y0 G41 G01 Y-20. G03 X17.321 Y10. I0 J20. G01 X5.774 Y30. X-20. G02 X-30. Y20. I-10. J0 G03 Y-20. I0 J-20. G01 X-0.3 M01 G01 X0 G40 G

16、00 Y0 M02 27 9）倒）倒直直角（角（c） 功功 能：在两条曲线连接处倒角。能：在两条曲线连接处倒角。 格式格式1：G01 Xx1 Yy1 Cc1 格式格式2：G02（03） Xx1 Yy1 Ii1 Jj1 （Rr1） Cc1 说说 明：明：x1，y1定义了该程序段几何元素与下一程序段定义了该程序段几何元素与下一程序段 几何元素的交点坐标，几何元素的交点坐标，c1定义了倒角长度定义了倒角长度, ,并仅在并仅在 当前程序段有效，若该程序段为圆弧，当前程序段有效，若该程序段为圆弧，i1，j1 为圆为圆 心相对于圆弧起点的增量或用心相对于圆弧起点的增量或用Rr1表示圆弧半径。表示圆弧半径。

17、 28 例例8-6 G91 G01 X100. C10. X100. Y100. 29 M78 M78 M80 M82 M84 G92 X0 Y0 G90 G01 Y-15. G41 X15. C2. Y15. C2. X-15. C2. Y-15. C2. X-0.3 M01 G01 X0 G00 Y0 G40 M02 30 10）倒圆角（）倒圆角（R） 功功 能：在两条曲线连接处倒圆角能：在两条曲线连接处倒圆角 格式格式1：G01 Xx1 Yy1 Rr1 格式格式2：G02（G03）Xx1 Yy1 Ii1 Jj1 （Rr0） Rr1 说说 明明：（：（x1，y1）定义了该程序段几何元素与下

18、一程定义了该程序段几何元素与下一程 序段几何元素的交点，序段几何元素的交点，r1定义了倒圆角的半径，定义了倒圆角的半径， 且且 Rr1 仅在当前程序段有效。仅在当前程序段有效。 31 例例8-7 G90 G03 X100. Y100. I-10. J60. R20. G01 X180. Y80. 32 M20 M78 M78 M80 M82 M84 G90 G92 X0 Y10. G01 G41 Y0 X20. R2. X0 Y35. R2. Y0 X-20. R2. X-0.3 M01 G01 X0 G00 Y10. G40 M21 M02 33 6）工件坐标系设定）工件坐标系设定G43 v

19、功能：设置多个工件坐标系功能：设置多个工件坐标系 格式格式1：G43 G54 Xx1 Yy1 G54到到G59 格式格式2：G43 G54.1 P00 Xx1 Yy1 P00到到P99 说明：说明：G54G59，P00P99可定义可定义106个工件坐标个工件坐标 系，系，x1，y1为工件坐标系原点在机床坐标系中的位为工件坐标系原点在机床坐标系中的位 置。置。 34 7）工件坐标系选择（）工件坐标系选择（G54G59） 功能：选择所需的工件坐标系功能：选择所需的工件坐标系 例例： G00 G90 G54 X100. Y100. 电极丝从当前位置移动到电极丝从当前位置移动到G54坐标系的坐标系的

20、（100，100）位置。）位置。 35 5）子程序调用（）子程序调用（G22， G23） v功功 能：能：G22调用子程序，调用子程序，G23从子程序返回从子程序返回 格式格式1： G22 Ll1 Hh1 Pp1 说说 明：明： l1是子程序程序号；是子程序程序号；h1被调用子程序的起始行号，被调用子程序的起始行号， 全部调用时该参数可省略，全部调用时该参数可省略，p1重复调用次数，调用重复调用次数，调用1次时可次时可 以省略以省略。 例如：例如：G22 L100 功能：调用功能：调用100号子程序号子程序1次，从子程序首行开始。次，从子程序首行开始。 36 v例例8-9 已知工件在机床上的安

21、装位置，工件形状已知工件在机床上的安装位置，工件形状 及尺寸如图及尺寸如图813 所示，编写该零件的加工程序。所示，编写该零件的加工程序。 37 L100 M20 M78 M78 M80 M82 M84 G91 G01 G42 Y10. X25. R2. Y-50. R2. X-50. R2. Y50. R2. X24.7 M01 G01 X0.3 G00 G40 Y-10. M21 G23 38 G43 G54 X100. Y-100. G43 G55 X250. Y-100. G43 G56 X100. Y-300. G43 G57 X250. Y-300. G28 X0 Y0 G90 G

22、54 G00 X0 Y0 G22 L100 G90 G55 G00 X0 Y0 G22 L100 G90 G56 G00 X0 Y0 G22 L100 G90 G57 G00 X0 Y0 G22 L100 M02 39 5）子程序调用（）子程序调用（G22， G23） v功功 能：能：G22调用子程序，调用子程序，G23从子程序返回从子程序返回 格式格式2：G22 Ll1 Hh1 Ii1 Jj1 Pp1 说说 明：明：l1是子程序程序号；是子程序程序号；h1被调用子程序的起始行号，被调用子程序的起始行号， 全部调用时该参数可省略；（全部调用时该参数可省略；（i1，j1）子程序调用时子程序调用时

23、旋转中旋转中 心相对于调用起始点的增量心相对于调用起始点的增量；p1重复调用次数，调用重复调用次数，调用1次时次时 可以省略可以省略。 40 v例例8-8 已知一内齿轮形状及尺寸如图已知一内齿轮形状及尺寸如图8-12 所所 示，试编写该零件线切割加工程序。示，试编写该零件线切割加工程序。 8.3 线切割编程举例线切割编程举例 41 L100 M78 M78 M80 M82 M84 G90 G92 X0 Y0 G41 G01 X50. G22 L7 P40 I-50. J0 G40 G00 X0 Y0 M02 42 L7 G03 X54.999 Y0.251 I0 J50. X54.812 Y4

24、.544 I-54.999 J-0.251 X49.810 Y4.358 I-0.644 J-49.996 X49.240 Y8.682 I-49.810 J-4.358 G23 43 练习与思考练习与思考 1. 图图8-15 所示为一型孔尺寸图，试编写其线所示为一型孔尺寸图，试编写其线 切割程序。切割程序。 44 M78 M78 M80 M82 M84 G90 G92 X0 Y0 G01 G42 X19.774 Y3. G22 L10 P06 I-19.774 J-3. G40 G00 X0 Y0 M02 45 L10 G01 X24.819 G02 Y-3. I-24.819 J-3. G01 X19.774 G02 X12.485 Y-15.625 I-19.774 J3. G23 46 8）上、下表面统一圆角定义（）上、下表面统一圆角定义（G87） v功能：功能：锥度加工锥度加工时定义时定义Z1、 Z5面具有相同的面具有相同的 圆角半径。圆角半径。 格式：格式：G01（G02/G