数控线切割实验指导书

1、数控线切割加工实验指导书一、实验忖的1. 了解数控线切割加工的原理、特点和应用。2. 了解数控线切割机床的结构和保养常识。3. 了解数控线切割机床的操作。二、实验内容1. 讲解数控线切割机床的结构、原理、特点和应用。2. 操作机床，加工简单的工件3. 学生上机演示。三、实验设备苏州金马线切割机床（DK7732F）台。四、线切割加工介绍1、电火花线切割的起源1943年前苏联拉扎连柯夫妇和古雪夫几乎同时分别发明了电蚀加工和阳极机械加工，1955年，询苏联捉出电火花线切割加工（ Wire Cut EDM,简称WEDM）方案并于次年生产出第 一台电火花线切割机床。我国于1958年开始着手设计制造简易电

2、火花线切割机床，并于 1960 年首次展出电火花线切割机样品。2、电火花线切割加工原理线切割加工是电火花加工的一种，其基木原理如图所示。数控装胃电脉冲信号丝杠步进电机绝缘块贮丝筒导轮铝丝工件 切割台脉冲一电源JUUL1被切割的工件作为工件电极，钳丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工 件 电极和工具电极上。钳丝与工件之间施加足够的具有-?定绝缘性能的丁作液（图中未画出）。当 钳丝与工件之间的距离小到一立程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在 铝丝与匚件 之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化其至汽化而被蚀除下來。 电极丝与工件 之问脉冲性地火花放电，电极丝沿其轴

3、向（垂直或 Z方向）作定丝运动，工件 相对于电极丝在 工卩平面内作数控运动，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，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形电火花线切割加工设备一般山脉冲电源、口动控制系统、机床床身和丄作液循环过滤 系统 纟成。脉冲电源为电火花加匸提供放电能量；自动控制系统使电极与工件间维持适当的 间隙距 离（通常为数微米到数仃微米），防止发牛短路和拉弧烧伤等界常情况发牛 ；机床给加工过程提 供支撑，并使电极打工件的相对运动保持一定的精度，工作液冇助于脉冲放电，并 起冷却及间 隙消电离（使通道中的带电粒子恢复为中性粒子）作用，循环过滤系统

4、保证蚀出产 物的有效排 出，以防止工作液中的导电微粒过多而减小绝缘强度。3、电火花线切割加工主要用途和适用范围 电火花加工方法是一种与机械加工性质完全不同的新工艺、新技术，它不同于普通车 削等 机加工，不是靠比工件材料更硬的刀具來切除工件上多余的部分，而是靠两电极间脉冲 放电时 产生的电腐蚀(包括热融化、气化，液动力、电子轰击等造成的工件及电极的腐蚀) 对材料进行 去除加工，可以用较软的材料来加工任何硬、脆、韧、软、高熔点的导电材料， 如果釆用特殊方 法还可用来加工半导体、 甚至非导电体。 主要用在模具加工行业， 全壯界约 有 70%的 WEDM 机 床是用來加工模具的。电火花线切割加工，是电

5、火花加工的一个分支，是一种冑接利用电能和热能进行加丄的 新 工艺，对于新型材料、传统冷加工困难的材料和复杂型腔等情况，线切割加工成为好的解决方法，为新产品试制、精密零件加工及模具制造开辟了一条新的工艺途径。1) 加工模具。 适用于各种形状的模具。 切割凸模、 凸模固定板、 凹模及卸料板等， 模具 配 合间隙、加工精度通常都能达到耍求。还可加工挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑压模等通常带锥度的模具。2) 加工电火花成形加工用的电极。一般穿孔加工用的电极和带锥度型腔加工用的电 极， 以及铜钩、银钩介金之类的电极材料，同时也适用于加工微细复杂形状的电极。3) 加工零件。在试制新产品时，用电火花线切割在

6、坯料上直接割出零件，加工薄件时还 可多片叠在一起加工。在零件制造方面，可用于加工品种多，数量少的零件，特殊的、难加 工 材料的零件，材料试验样件，各种型孔、特殊凸轮、样板、成型刀具。同时述nJ 进行微细 加工，异形槽、窄槽和标准缺陷的加工等。苏州金马公司生产的线切割机床适介加工高精度、高硕度、高韧性的导电金属模具， 样板 及形状复杂的零件。广泛应用于电子仪器，家用电器，精密机械，轻工，军工等部门。 能加工 各种高破度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。加工时 , 钥丝与 工件始终不接触，有 0.01mm 的左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、 凸轮、样 板等外形

7、复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达 0.020.01mi】i,表而粗糙度R； i值可达1. 6 帥。五、 DK7732-F 型机床的介绍：一)、 DK7732-F 型数控线切割机床主要结构数控线切割机床的外形如图所示，包括机床主机、脉冲电源、数控装置、工作液循环过 滤 四人部分。1 、 机床上机部分：由床身、运丝机构、锥度装置、工作台、夹具与附件等组成。1 ) 床身：床身是一基座。因该机床切削力小，床身和地基采用犁铁接触。床身上安装中 拖板，上拖板，通过螺母丝杆运动，实现工作台运动。床身后部连接立柱，锥度装置及 卷 丝筒组合件。2) 运丝部件与丝架：运丝部件上的卷丝筒旋转带动电极丝往复运动，

8、丝架上的排丝轮， 导轨保持电极丝的运动轨迹，导电块用来给电极丝加高频电。3) 锥度装置：线架的锥度通过两个步进电机控制十字拖板U、V 向运动，实现锥度切 割。4) 工作台：工作台及上拖板，工作台上冇 T 型槽，是用来安装夹紧装置。5) 夹具与附件：本机床有一套夹具。附件有上丝机构，紧丝轮组合，断丝保护装置，顶尖夹具等。2、 脉冲电源：乂称髙频电源，是线切割加工中提供加工电源的部件。调节功能如下：1 ) 、功率管个数选择开关：共 8 个开关，全部开通时加工峰值电流最大，全部关闭时峰值 电流最小。根据加工工件的厚度选择功率管个数。一般厚度为 2-5mm 时开二至三只 , 5 lOnim 时开三至四

9、只，最多开六个，留两个备用。2) 、脉冲宽度开关：分 10 扌妝可调节脉冲电流脉宽。脉宽人时，放电能量大，可加工较 厚材料。加大脉宽还可加快加工速度，但对表面质量冇影响。脉冲宽度选择45 档。3) 、脉冲间隔开关：调节脉冲脉间。脉间比例的调整，可提高加工的稳定性。脉冲间隔 开关调节范围大于 4小于 12。3、 数控装置：以PC机为核心，配备HF编程软件。加工程序可用键盘输入或磁盘输入。其控 制精度为). 001mm,加工精度为). 001mino4、工作液循环过滤：采用专门的乳化液，水泵强制循环。二) 、机床的传动路线 机床机械部分主耍山床身，工作台，运丝部件，线架，冷却系统，夹具，防水罩等部

10、件组成。传动路线如下。1 、 工作台的传动路线：X向：控制系统发出进给脉冲一一步进电机 Q齿轮23/齿轮24丝杆13螺母14Y向：控制系统发出进给脉冲一一步进电机 P齿轮11/齿轮12丝杆16 一一螺母15控 制系统 每发出一个进给脉冲，工作台就移动 0.001mm,另外通过X、丫向两个摇手柄也 可以让 工作台实现 X、 Y 向移动。2、运丝部件的传动路线电动机M 联轴节 卷丝筒高速旋转齿轮 17/齿轮18齿轮19/齿轮20丝 杆22 一一螺母 21 带动拖板一一行程开关。 运丝部件带动电极丝按一处线速度运动，并将电极丝整齐的排绕在卷丝筒上，行程式开关控制卷丝筒的正反转。3、线架卷丝筒带动电极

11、丝往复运动，排丝轮，导轮保持电极丝轨迹，导电块进电，两步进电机E、B 控制锥度十字拖板 U、 V 向运动，实现锥度切割。U 向：控制系统发出进给脉冲 - 步进电机 E 齿轮 10/齿轮 9 丝杆 5 螺母 4V向：控制系统发出进给脉冲一一步进电机 B齿轮6/齿轮8丝杆7螺母3 摇手柄摇动蜗轮杆副，带动上悬臂升降，实现变跨距。4、走丝方式： 卷丝筒一一排丝轮宝石挡丝块导电块一一上导轮一一下导轮导电块 宝石 挡丝块一一宝石棒一一断丝保护一一卷丝筒。用户可根据需要变更挂丝途径。三) 、机床的润滑和维护保养 开机前，要将各润滑部位充分润滑以保证机床的寿命和性能。六、数控线切割机床操作方法(现场讲述)1

12、 、机床按钮面板：两表： A 加工电流， V 工件与钳丝间隙电压七开关：急停旋钮，运丝开关，水泵开关，高频开关 功放管开关，脉宽选择开关，脉间调节开关，1 ) 急停按钮一一按下急停按钮，运丝机构及水泵同时停止。指示灯同时亮起。2) 运丝开关按钮一一按下运丝 0N 按钮，运丝机构开始工作，运丝指示灯灭。3) 水泵开关按钮一一按下水泵 0N 按钮，水泵开始丄作，水泵指示灯灭。4) 脉冲电源开关按钮一一按下脉冲电源 0N 按钮，脉冲电源接通。2、 操作步骤1）、启动电源开关2）、把加工程序输入控制主机，修改、检查、后置、存储、调用加工程序。3）、根据工件的厚度调节丝架跨距（允许在电极丝安装后调整，但

13、必须在启动运丝电机 前，切割工件时不得调节跨距）。4）、绕电极丝（电极丝缠绕结束后，应手动紧丝一到两遍，紧丝时应用力均匀），5）、工件安装在夹具上。6）、丝速选择：根据工件厚度决定丝速，工件越厚丝速越高。 （允许运丝电机开机选择，但不得在切割时选择）7）、开运丝电机（不得接触运丝筒、电极丝和工件）。注意：确定手摇把不在丝筒上。8）、开水泵电机，调节喷水量。 开水泵时，请先把调节阀调至关状态，然后逐渐开启，调节至上下水柱包容电极丝 , 水柱射向切割区即可，水量不必太人。注意造成冷却液 E 溅9）、开高频，选择电参数：用户可根据对切割效率或表面粗糙度的要求进行选择。电极 丝切入时，把脉冲间隔相对拉

14、开，待切入后，稳定时再调节脉冲间隔，使加工电流 满 足耍求。10）启动程序运行，进入切割时，调节电位器旋钮，观察机床电流农，使指针稳定。 （允许电流表指针略有晃动）11）加工结束：应先关脉冲电源，然后关水泵电机，再关运丝电机，检查X 、Y 朋标是否到终点，到终点时拆下工件并检查质量；（注：控制柜控制面板上有红色急停按钮，工作中如有意外情况或误操作发牛，按下 此 开关即可断电停机。）进入全绘式编程界而1 清屏；2 绘图（用 cad 绘图存为 dxf 格式文件，再调用 dxf 文件，或直接在本机作图）；3 排序（复杂的图形，在 cad 中绘，不考虑绘图顺序，只需加排序一步）；4 添加引入引出线（加

15、工时的钮丝的切入线）；5 执行，间隙补偿、后置，生成 G 代码存盘；转到加工界面，6 读盘，读所存的 G 代码程序；7 工件装夹钳丝定位；8 开运丝电机、开工作液、开高频；9 加工界而上点切割，进行加工；10 加工结束，关机，关电源。七、数控线切割机床编程方法（见 IIF 使用说明书）八、实验报告实验报告要求：1、 用规范的实验报告纸2、 写淸实验的冃的、原理、内容、方法、设备等。3、 本实验为演示性实验，写出心得体会。思考题一、线切割加工的原理特点及应用。二、如何上丝，调整，润滑？（保养“十字”作业方针？）三、如何提高加工的质量？（ 1）合理安排切割路线。指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的

16、内部应力平衡，防止工件 材 料在切割过程中因在夹具等作川卜 ?，由于切割路线安排不介理而产生显著变形，致使切割 表而 质量下降。正确选择切割参数。 加工过程中应将各项参数调到最佳适配状态。 对于不同的粗、 精加 工，其 丝速、丝的张力和喷流压力应以参数表为基础作适当调整，为了保证加工工件具冇更 高的精度 和表向质量，应在不断丝的前提下适当调高丝速和张力。 （3） 注意加工工件的固定。 当加工工 件行将切割完毕时，其与母体材料的连接强度势必下降，此时要防止因加工液的 冲击使得加工 工件发生偏斜，（ 4）实施少量多次加工。对于这个量，一般 rh 机床的加工参数决定，四、如何作异面合成？ 随着牛产技术的发展， 耍求数控线切割能切割加工具有落料角的冲模， 亦即电极丝不仅能始终 处 于垂直运动状态，也能根据需要倾斜某一角度。 其基本原理是： 除了工件 （工作台） 能在 X, Y 轴 方向作数控运动外，电极丝的上支承（上导