工程训练(第四讲)

1、嘉庚学院 机电系1. 在去上工程训练课之前，一定要检查自己的着装，上身必须穿戴工作服或军训服，如果是长头发，必须将头发盘起来戴上工作帽。下身必须穿长裤，裤脚盖过脚踝。脚上不能穿凉鞋或拖鞋，穿可以盖住脚背的运动鞋或休闲鞋。2. 最好提前十分钟到达工程训练中心。3. 进入训练场地要听从指导教师安排，安全着装，认真听讲，仔细观摩，严禁嬉戏打闹，保持场地干净整洁。4. 学生必须在掌握相关设备和工具的正确使用方法后，才能进行操作。5. 安装车刀时，刀尖应与工件轴线在同一高度，刀杆伸出刀架外不易过长。6. 开动机床前要检查机床周围有无障碍物，各操作手柄位置是否正确，工件及刀具是否装夹牢固。7. 加工过程中

2、严禁戴手套进行操作，不准用手触摸运动的工件和刀具，不准站在切屑飞出的方向，不准用棉纱或手清理切屑。设备上不准存放夹具、量具、工件、刀具等物品。在进行机械操作时，不得擅自离开工作岗位8. 调整转速、更换车刀或测量工件时，都必须在机床停止运转后进行。停车时，不准用开倒车来代替刹车，严禁用手去刹卡盘。9. 使用钻床进行钻削操作时，必须有指导教师现场指导，严禁私自操作。调整钻床转速时必须先停车，然后转动变速手柄。装配练习时，应遵守正确的安装工艺，不准野蛮操作。钻削工件必须牢固地装夹在台钳中或用压板固定在工作台上，严禁止用手握持工件进行钻削。10. 手工锻造操作时，应检查锤把是否牢固，并检查周围是否有人

3、和障碍物,防止伤人和出事故。大锤操作者应斜对掌钳者站立，听从掌钳者指挥，以免发生意外。拿取工件要使用钳子，严禁徒手触摸训练场地内的各种工件，以免被烫伤。砧面上不允许积存氧化皮，禁止用手清除，勿使砧面粘上油或水渍。垛切工件时应朝向没人的方向，或让周围人员避开，以防料头飞出伤人。11. 造型操作前要注意砂箱、工具及模样的安放位置。造型使用手风器时要朝向无人方向，禁止用嘴吹分型砂。所用工具应放于工具箱内，砂箱不得随便乱放，以免损坏或妨碍他人操作。在实习训练场内行走时应注意脚下，以免踏坏砂型。不可用手、脚触及未冷却的铸件，以免烫伤。必须将铁钉、毛刺、铁丝、木片等杂物及时从型砂中清除，以防造型时发生事故

4、。12. 焊接操作前要检查电器线路是否完好，外壳接地是否牢固，检查周围环境，不能有易燃易爆物品。操作时必须佩戴防护用具，以免弧光灼伤眼睛和皮肤。电焊钳不准放于工作台上，以免短路烧毁。用小锤敲击焊缝去除熔渣时要当心，防止渣皮溅入眼睛。氧气瓶严禁与油污接触，不能强烈振动，以免爆炸。气焊操作时，必须由指导教师调整好后，指挥学生现场操作，严禁学生私自操作。13. 数控铣床为贵重精密设备，必须严格按机床操作规程进行操作。对机床数控系统内部存储的所有参数，严禁私自打开、改动和删除。严禁将未经指导老师验证的程序输入数控装置进行零件加工。每一位同学都必须在脑海里建立起强烈的安全意识，把每一个操作细节都看做与自

5、己的生命息息相关，把每一个道具都当做杀人不眨眼的魔头，然后谨慎小心的进行的每一个相关的操作 ，这样，才能在安全的基础上做出好的成果。所谓多轴加工就是在原有三轴加工的基础上增加了旋转轴的加工S=1000VC/DVC=S*D/1000D=0VC=0视频旋转工作台A轴特点：机床刚性好，但受旋转台的限制，不适合大型零件。旋转主轴特点：旋转灵活，适合各种形状大小零件，但是机床刚性差，不能重切削。视频视频特点：机床刚性好，但受旋转台的限制，不适合大型零件。视频视频视频特点：旋转灵活，适合各种形状大小零件，但是机床刚性差，不能重切削。由于双摆头机床主要是针对大型零件而设计的,所以以龙门式为主 视频特点：主轴

6、旋转灵活，C轴不限制零件旋转，但A轴同样会限制零件大小 加工中心：安装了刀库的数控铣床特 点：具有自动交换刀具的功能可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能五轴数控加工中心数控系统的控制原理1. 三轴数控系统的控制原理2. 四轴数控系统的控制原理3. 五轴数控系统的控制原理五轴数控加工中心数控系统的控制原理五轴数控加工中心数控系统的控制原理 数控机床的坐标系 基本坐标系：直线进给运动直线进给运动的坐标系（的坐标系（X.Y.ZX.Y.Z）。坐标轴相）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。互关系：由右手定则决定。 回转坐标回转坐标：绕：绕X.Y.Z

7、X.Y.Z轴转动的轴转动的圆进给坐标轴分别用圆进给坐标轴分别用A.B.CA.B.C表示，表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定则而定。五轴数控加工中心数控系统的控制原理数控机床坐标系确定方法 1、假设：工件固定，刀具相对工件运动。 2、标准：右手笛卡儿直角坐标系拇指为 X 向， 食指为 Y 向，中指为 Z 向。 3、顺序：先 Z 轴，再 X 轴，最后 Y 轴。Z 轴机床主轴；X 轴装夹平面内的水平向；Y 轴由右手笛卡儿直角坐标系确定。 4、方向：退刀即远离工件方向为正方向。五轴数控加工中心数控系统的控制原理Z Z坐标坐标正方向正方向规定：刀具远离工件的方向规定：刀具远

8、离工件的方向五轴数控加工中心数控系统的控制原理 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的互关系是至关重要的五轴数控加工中心数控系统的控制原理机床原点与机床坐标系机床原点与机床坐标系 机床原点机床原点 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：机床原点的建立：用回零方式建立用回零方式建立。 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建机床原点建立过程实质上是机

9、床坐标系建立过程。立过程。机床坐标系机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。床固有的坐标系，它具有唯一性。 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。标系的参考坐标系。五轴数控加工中心数控系统的控制原理工件原点与工件坐标系工件原点与工件坐标系 工件原点工件原点：为编程方便在零件、工装夹具：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以与对刀点重合。与对刀点重合。 工件坐标系工件坐标系：以工件原点为零点建立的一：以工

10、件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。系计算。 工件原点偏置工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离后，工件原点与机床原点间的距离。Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴五轴数控加工中心数控系统的控制原理五轴数控加工中心数控系统的控制原理 第一部分 三轴数控系统的控制原理一. 三轴数控（CNC）加工中心的特点 1.可以加工任意形状的板式工件； 2.可将多种加工

11、工艺（铣钻锯等）集中到一台机床上完成加工； 3.能迅速变换加工其他的工件。五轴数控加工中心数控系统的控制原理三轴加工：采用三个线性轴（X,Y,Z)形成直角坐标系统三轴二联动：对于平面加工，一般三根轴中只采用两根进行加工，第三根作为辅助三轴三联动：对于空间曲面加工，三根轴同时进行加工二. 三轴数控加工的分类及举例五轴数控加工中心数控系统的控制原理三轴二联动两轴同时运动yiLixiIJ五轴数控加工中心数控系统的控制原理YXZX两轴半联动加工两轴半联动加工-“行切法行切法” 以以X X、Y Y、Z Z轴中任意两轴作插补运动，轴中任意两轴作插补运动，另一轴作周期性进给。例如：钻孔机另一轴作周期性进给。

12、例如：钻孔机五轴数控加工中心数控系统的控制原理五轴数控加工中心数控系统的控制原理三轴三联动五轴数控加工中心数控系统的控制原理SSXYSSZXYXZ五轴数控加工中心数控系统的控制原理三轴联动视频（A、B、C轴）五轴数控加工中心数控系统的控制原理第二部分 四轴数控系统的控制原理同时控制X、Y 、Z三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动直纹扭曲面五轴数控加工中心数控系统的控制原理 在四坐标机床上加工，除了三个直角坐标联动外，为了保证刀具与工件型面在全长上始终贴合，刀具还应绕O1（或O2）作摆动联动。飞机大梁五轴数控加工中心数控系统的控制原理四轴联动雕铣机视频五轴数控加工中心数控系统的控制原理第三部分 五

13、轴数控系统的控制原理五轴联动五轴数控加工中心数控系统的控制原理从结构上分为三种形式：双摆头式：双转台式：摆头转台式：五轴数控加工中心数控系统的控制原理五轴联动加工的特点： 可避免刀具干涉，加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件,加工适应性广。如图（a） 对于直纹面类零件,可采用侧铣方式一刀成型,加工质量好、效率高。如图（b）五轴数控加工中心数控系统的控制原理 对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面,可用大直径端铣刀端面逼近表面进行加工,走刀次数少,残余高度小， 可大大提高加工效率与表面质量。如图（c）五轴数控加工中心数控系统的控制原理 对工件上的多个空间表面可一次装夹进行多面、多工序加工,加工效

14、率高并有利于提高各表面的相互位置精度。如图（d）五轴数控加工中心数控系统的控制原理 五轴加工时,刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态。如图（e） 在某些加工场合, 可采用较大尺寸的刀具避开干涉,刀具刚性好,有利于提高加工效率与精度。如图（f）五轴数控加工中心数控系统的控制原理实例分析 电火花加工又称放电加工(ElectricalDischargeMachining，简称EDM)是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。按加工方式不同电火花加工又分为电火花成形加工、电火花线切割加工!电火花成形加工原理第一阶段：放电通道形成第二阶段：放电通道形成高温 第三阶段：蚀除物抛出，介质恢复绝缘 电火花

15、成形加工的基本原理:是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求! 由于放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。【日本、英国、美国称之为放电加工，俄罗斯称之为电蚀加工。】 电腐蚀现象早在20世纪初就被人们发现，【例如：在插头或电器开关触点开、闭时，往往产生火花而把接触表面烧毛，腐蚀成粗糙不平的凹坑而逐渐损坏。】长期以来，电腐蚀一直被认为是一种有害的现象，人们不断地研究电腐蚀的原因并设法减轻和避免电腐蚀的发生。 1940年前后，前苏联科学院电工研究所拉扎连柯夫妇的研究结果表明，电火花放电时火通道中瞬时产生大量的热

16、，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、汽化而被蚀除掉，形成放电凹坑。 这样，人们在研究抗电腐蚀办法的同时，开始研究利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工，终于在1943年拉扎连柯夫妇研制出利用电容器反复充电放电原理的世界上第一台实用化的电火花加工装置，并申请了发明专利，以后在生产中不断推广应用，拉扎连柯因此被评为前苏联科学院院士。 n必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙；n脉冲波形是单向的； n放电必须在具在有一定绝缘性能的液体介质中进行； n有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属被熔化或气化。 初始状态介质电离、击穿，形成放电通道火花放电产生熔化、气化、

17、热膨胀抛出蚀除物间隙介质消电离（恢复绝缘状态）没有机械力施加在工件上、无宏观切削力 传统加工需要的较大的夹紧力传统加工受工件材料硬度限制不受工件材料硬度等方面的限制EDM只须很小的夹紧力EDM不受工件材料硬度限制 目前这一工艺技术已广泛用于加工淬火钢、不锈钢、模具钢、硬质合金等难加工材料，以及用于加工模具等具有复杂表面的零部件，在民用和国防工业中获得愈来愈多的应用，已成为切削加工的重要补充和发展。 极性效应概念 火花放电时电极和工件都会被蚀除掉，但蚀除的速度是不同的，这种现象称为极性效应！ 产生原因 由于电子的质量小、离子质量大，它们在电场力作用下轰击阳极和阴极的能量不同。 长脉冲加工时，正离

18、子对负极的轰击能量大，工件接负极（称负极性加工）。短脉冲加工时正好相反！电极材料常用电极材料种类电极材料的选用应选择损耗小、加工过程稳定、生产率高、机械加工性能良好、来源丰富、价格低廉的材料作电极材料 型腔加工常用电极材料主要是石墨； 电火花穿孔：紫铜、铸铁、钢等。紫铜：紫铜组织致密，适用于形状复杂轮廓清晰、精度要求较高模具。石墨电极容易成形，密度小，宜作大、中型电极 电极材料电极材料 电火花加工性能电火花加工性能机械加机械加工性能工性能 说说 明明加工稳定性加工稳定性电极损耗电极损耗 钢钢 较差较差 中等中等 好好在选择电参数时应注意加工的稳定性在选择电参数时应注意加工的稳定性铸铸 铁铁 一

19、般一般 中等中等 好好石石 墨墨 尚好尚好 较小较小 尚好尚好机械强度较差，易崩角机械强度较差，易崩角黄黄 铜铜 好好 大大 尚好尚好电极损耗太大电极损耗太大紫紫 铜铜 好好 较小较小 尚好尚好磨削困难磨削困难铜钨合金铜钨合金 好好 小小 尚好尚好价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔银钨合金银钨合金 好好 小小 尚好尚好价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工 电火花线切割加工(WireCutEDM，简称WEDM)是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，是用线状电极(铜丝或钼丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为

20、电火花线切割，有时简称线切割。 是利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。 电火花线切割具有电火花加工的共性，“”，常用来加工淬火钢和硬质合金，对于非金属材料的加工，也正在开展研究，当前绝大多数的线切割机，都采用数字程序控制，其工艺特点为： 适合于机械加工方法难于加工的材料的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。以金属线为工具电极，节约了电极设计和制造费用和时间，能方便地加工形状复杂的外形和通孔，能进行套料加工。冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节 被加工材料必须导电 不能加工盲孔 传统加工不可能获得直角EDM

21、很容易获得直角1）机床分类、型号分类按控制方式分按脉冲电源形式分加工特点分靠模仿形控制光电跟踪控制数字程序控制RC电源自适应控制电源大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型，还有切割上下异形的线切割机床等。在加工前，预先制造出与工件形状相同的模，加工时把工件毛坯和模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧地贴着模边缘作轨迹移动，从而切割出与模形状和精度相同的工件来； 在加工前，先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上，跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动，从而切割

22、出与图样形状相同的工件来； 用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工 【】快速走丝线切割机床慢速走丝线切割机床(WEDM-HS)(WEDM-LS)按电极丝的走丝速度smDnVc601000电 这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8 10ms，常用的电极丝为钼丝，加工液为乳化液。经济性好，但运丝稳定性差，加工精度相对较低，表面较粗糙。目前能达到的加工精度为0.01mm，表面粗糙度Ra3.20.8m 这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2ms，常用的电极丝为铜丝，加工液为去离子水。运丝稳定性好，加工精度高，表面

23、质量好，但成本高。加工精度可达0.00l mm，表面粗糙度Ra0.4m。 高速走丝系统示意图 低速走丝系统示意图 回忆： 机械加工工艺规程（数控加工内容选择，有错误吗？）测试：如图所示端盖，材料：HT200，规格：170X110X50，试进行工艺分析，并完成加工程序编制！1、装夹几次？每次如何装夹？对刀？ 2、各表面的加工方案？3、各表面的加工刀具、量具、切削用量？4、您能绘制出每次装夹下的进给路线吗？基点坐标能确定出吗 ？5、您认为工件坐标原点选择在哪里好些？为什么？尝试着编一下程序吧！机械加工工艺规程（数控加工内容选择）项目高速走丝电火花线切割机床低速走丝电火花线切割机床走丝速度8 12

24、ms-11 15 mmin-1走丝方向 往复 单向工作液 线切割乳化液、水基工作液 去离子水电极丝材料 钼、钨钼合金 黄铜、铜、钨、钼电源 晶体管脉冲电源，开路电压80100V，工作电流15A 晶体管脉冲电源，开路电压300V左右，工作电流132A放电间隙 0.01mm 0.020.05mm切割速度 20 160 mm2min-1 20 240 mm2min-1表面粗糙度 3.2 1.6 m 1.6 0.8 m加工精度 0.01 0.02 mm 0.005 0.01 mm电极丝损耗 加工（310）104 mm2时损耗0.01 mm 不计重复精度 0.01 0.002高速与低速走丝电火花线切割机

25、床的主要区别型号国标规定的数控电火花线切割机床的型号DK7725基本含义为D如机床的类别代号，表示是电加工机床为机床的特性代号，表示是数控机床K第一个7组代号，表示是电火花加工机床第二个7快走丝线切割机床为7慢走丝线切割机床为6电火花成型机床为1系代号25基本参数代号工作台横向行程为250 mm1-软盘驱动器 2-电源总开关 3-键盘 4-开机按钮 5-关机按钮 6-急停按钮 7-彩色显示器 8-电压表 9-电流表 10-机床电器按钮 11-运丝机构 12-丝架 13-坐标工作台 14-床身（1）床身 一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和固定基础，通常采用箱式结构，应有足够的强度和

26、刚度。 床身内部安置电源和工作液箱，考虑电源的发热和工作液泵的振动，有些机床将电源和工作液箱移出床身外另行安放。2）数控电火花线切割机床的基本组成（2）坐标工作台 由步进电动机、滚珠丝杠和导轨组成。带动工件实现X、Y两个坐标方向各自的进给运动，可合成获得各种平面图形曲线轨迹。（3）走丝机构 通过与储丝筒同轴的走丝电机的正反旋转使电极丝往复运行并保持一定的张力，储丝筒再旋转的同时做轴向移动。（4）锥度切割装置 电极丝是由丝架支撑，当直壁切割时，电极丝与工作台面垂直。需要锥度切割时，采用偏移上下导轮的方法，可使电极丝倾斜一定的几何角度。 主要作用是在电火花线切割加工过程中，按加工要求自动控制电极丝

27、相对工件的运动轨迹和进给速度来实现对工件的形状和尺寸加工。 提供工件和电极丝之间的放电加工能量。线切割加工总是用正极性加工。思 考线切割加工如图凹模刃口尺寸，已知材料为Cr12，已知凸凹模双面间隙为0.010.02 mm。讨论以下问题：落料模凹模1.分析零件图 2.选择线电极的材料和尺寸 3.确定穿丝孔的位置 4.加工过程中应注意的问题 电参数、工艺指标一、审图（工艺分析） 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。 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。 非导电材料。 厚度超过丝架跨距的零件。 加工长度超过x、y

28、拖板的有效行程长度，且精度要求较高的工件。 分析图样是保证工件质量和工件的综合技术指标的第一步。 在零件图的工艺分析中，要挑出不能进行或不宜用线切割加工的工件图样，大致有如下几种情况：凹、凸模的配合间隙加工精度和表面粗糙度应符合要求电火花线切割加工表面：由无方向性的无数小坑和硬凸边所组成，特别电火花线切割加工表面和机械加工的表面不同 两者相比，在相同的表面粗糙度和有润滑油的情况下，其表面润滑性能和耐磨损性能均比机械加工表面好。所以，在确定加工面表面粗糙度Ra值时要考虑到此项因素。 机械加工表面：存在着切削或磨削刀痕，具有方向性。合理确定线切割加工表面粗糙度Ra值是很重要的。 对线切割速度影响很

29、大【？规律】 线切割的加工所能达到的表面粗糙度Ra值有限！ 因此，若不是特殊需要，零件上标注的Ra值尽可能不要太小。 合理确定线切割加工的有关工艺参数 工件电极丝1.指定工艺路线例如，以线切割加工为主要工艺时，钢件的加工工艺路线一般为： 下料锻造退火机械粗加工淬火与高温回火磨加工（退磁）钳工修整。 2.工件加工基准的选择 以外形为校正和加工基准 外形是矩形的工件，一般需要有两相互垂直的基准面，并垂直于工件的上、下平面;以外形为校正基准，内孔为加工基准 锻打后的材料，在锻打方向与其垂直方向会有不同的残余应力；淬火后也会出现残余应力。加工过程中残余应力的释放会使工件变形，从而达不到加工尺寸精度要求

30、，淬火不当的工件还会在加工过程中出现裂纹，因此，工件需经二次以上回火或高温回火。另外，加工前还要进行消磁处理及去除表面氧化皮和锈斑等。 二、工艺准备 为了便于线切割加工，根据工件外形和加工要求，应准备相应的校正和加工基准，并且此基准应尽量与图样的设计基准一致，常见的有以下两种形式： 3.穿丝孔的确定直径一般310mm为使切割轨迹短和便于编程，穿丝孔应设在边角处、在已知坐标尺寸的交点处或型孔中心 为避免将坯件外形切断引起变形，应在坯料内打穿丝孔 凸模类零件穿丝孔的尺寸应尽量安排从工艺孔开始加工，避免从坯件侧面开始；进给路线应配合工艺孔，并尽量从远离装夹位置的方向开始进行安排，最后回到靠近装夹处结

31、束加工; 4正确选择起始点和切割路线 预孔预孔 切缝理想情况下的电极丝真实情况下的电极丝待加工部分待加工部分(a)(b)(c)(d)AAXY主程序面副程序面(a) 从Z+轴方向看到的电极丝的动作(b) 锥度加工立体图EAC工件下模具(DIES)上模具(DIES)工作台下模具距离BDF25000300002000050000工作台上模具距离工作台图 工作中电极丝的挠曲 二次切割三、工件的装夹和位置校正工件校正和装夹工件的校正 目视法 火花法 自动法 利用机床自动找正功能找孔中心 利用线电极与工件在一定间隙时发生火花放电来确定线电极的坐标位置 直接利用目视或借助于放大镜来确定线电极的坐标位置 悬臂

32、式两端支撑式桥式支撑式工件的装夹方式工件的找正方法拉表法拉表法 拉表法是利用磁力表架，拉表法是利用磁力表架，将百分表将百分表固定在丝架或其它固定位置上固定在丝架或其它固定位置上，百分，百分表表头头与工件与工件基面基面接触，往复移动工作台，接触，往复移动工作台，按百分表指示数值调整工件，按百分表指示数值调整工件，直至百分直至百分表指针的偏摆范围达到所要求的数值。表指针的偏摆范围达到所要求的数值。校正应在校正应在三三个方向上进行。个方向上进行。划线法划线法 工件待切割图形与定位基准相互位工件待切割图形与定位基准相互位置要求不高时，可采用划线法。利用置要求不高时，可采用划线法。利用固固定在丝架上的划

33、针定在丝架上的划针对正工件上划出的对正工件上划出的基基准线，准线，往复移动工作台，目测划针、基往复移动工作台，目测划针、基准间的偏离情况，将工件调整到正确位准间的偏离情况，将工件调整到正确位置。该法也可以在粗糙度较差的基面校置。该法也可以在粗糙度较差的基面校正时使用。正时使用。固定基固定基面靠定法面靠定法 利用通用或专用夹具纵、横方向的利用通用或专用夹具纵、横方向的基准面，经过一次校正后，保证基面与基准面，经过一次校正后，保证基面与相应坐标方向一致。于是相应坐标方向一致。于是具有相同加工具有相同加工基准面的工件可以直接靠定基准面的工件可以直接靠定，就保证了，就保证了工件的正确加工位置。工件的正

34、确加工位置。 观察基准面目测法 观察基准面来确定线电极位置。 观测基准线来确定线电极位置。 基准线电极丝位置的调整自动找中心自动找中心 具体方法为：移动横向床鞍具体方法为：移动横向床鞍，使电极丝与孔壁相接触，记下坐标值，使电极丝与孔壁相接触，记下坐标值x x1 1，反向移，反向移动床鞍至另一导通点，记下相应坐标值动床鞍至另一导通点，记下相应坐标值x x2 2，将拖板，将拖板移至两者绝对值之和的一半处，即（移至两者绝对值之和的一半处，即（|x|x1 1| |x|x2 2| |）2 2的坐标位置。同理也可得到的坐标位置。同理也可得到y y1 1和和y y2 2。则基准孔中。则基准孔中心与线电极中心

35、相重合的坐标值为心与线电极中心相重合的坐标值为 （|x|x1 1| |x|x2 2| |）2 2，（，（|y|y1 1| |y|y2 2| |）22。火花法火花法 与正常切割条件下的放电间隙不完全相同而产生误差。（使用半程移动指令G82） 电火花线切割加工，一般是作为工件加工中最后工序。要达到加工零件的加工要求，应合理控制线切割加工的各种工艺因素，同时配合选择合适工装。 悬臂支撑方式悬臂支撑方式通用性强，装夹方便。但工件平面难与工作台面找平，工件受力时位置易变化。因此只在工件加工要求低或悬臂部分小的情况下使用。两端支撑方式两端支撑方式是将工件两端固定在夹具上。这种方式装夹方便，支撑稳定，定位精

36、度高。但不适于小工件的装夹。桥式支撑方式桥式支撑方式 桥式支撑方式是在桥式支撑方式是在两端支撑两端支撑的夹的夹具上，再架上具上，再架上两块支撑垫铁两块支撑垫铁。此方式。此方式通通用性强，装夹方便，大、中、小型工件用性强，装夹方便，大、中、小型工件都适用。都适用。板式支撑方式板式支撑方式 板式支撑方式是根据板式支撑方式是根据常规工件的常规工件的形状形状，制成具有矩形或圆形孔的支撑板，制成具有矩形或圆形孔的支撑板夹具。此方式装夹精度高，适用于夹具。此方式装夹精度高，适用于常规常规与批量生产与批量生产。同时，也可增加纵、横方。同时，也可增加纵、横方向的定位基准。向的定位基准。复式支撑方式复式支撑方式

37、 在在通用夹具通用夹具上装夹上装夹专用夹具专用夹具，便，便成为复式支撑方式。此方式对于成为复式支撑方式。此方式对于批量加批量加工工尤为方便，可大大缩短装夹和校正时尤为方便，可大大缩短装夹和校正时间，提高效率。间，提高效率。 目前，针对不同的零件，很多线切割机床制造商都配有自己的专用加工夹具，这些夹具可以快速准确地安装工件。例如瑞典3R夹具，如有兴趣请请上网查阅。（1）压板夹具 由于线切割机床主要用于切割冲模的型腔，因此机床出厂时通常只提供一对夹持板形工件的压板夹具(压板、紧固螺钉等)。压板夹具主要用于固定平板状的工件，对于稍大的工件要成对使用。（2）磁性夹具 采用磁性工作台或磁性表座夹持工件，

38、不需要压板和螺钉，操作快速方便，定位后不会因压紧而变动。（3）分度夹具 分度夹具是根据加工电机转子、定子等多型孔的旋转形工件设计的，可保证高的分度精度。近年来，因微机控制器及自动编程机对加工图形具有对称、旋转等功能，所以分度夹具用得较少。专用分度夹具示意图1-电极丝 2-工件 3-螺杆 4-压板 5-垫板 6-轴承 7-定位盘 8-定位销 9-底座 10-工作台 （4）3R夹具 它能给线切割机床的工作台提供x、y、z方向的固定基准。并且可以有不同的长度和不同位置的安装孔，以应用于不同的线切割机床。3R基准导轨 1-基准导轨 2-定位块 3-安装孔(沉孔)L-基准导轨长度 P-安装孔距 D-距台

39、架边缘的尺寸 1、如何确定穿丝孔？2、确定切割路径需要注意什么问题？3、常见装夹方式有哪些？如何找正工件？如何调整电极丝位置？4、如何选择定位和加工基准？5、什么是切割速度？电火花线切割加工工艺指标切割速度切割精度表面粗糙度单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和；快走丝线为40 80mm2min；慢走丝可达350mm2min； 快走丝线切割加工的Ra值一般为0.8 3.2m；慢走丝线切割的Ra值可达0.4m。 快走丝线切割精度可达一般为0.015 0.02mm；慢走丝线切割精度可达0.001mm左右； 主要电参数线电极工件厚度1）峰值电流2）脉冲宽度3）脉冲间隔4) 开路电压uo 5)

40、放电波形 工件太薄，电极丝易产生抖动，对加工精度和表面粗糙度不利。工件太厚，工作液难于进入和充满放电间隙，加工稳定性差 1）直径：2)走丝速度 学术上把脉冲定义为：在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量。加工精度主要受机械传动精度的影响。其次线电极直径、放电间隙大小、工作液喷流量的大小和喷流角度。线切割中，切去的金属越多，越易造成工件材料的残余变形。表面粗糙度主要取决于单个脉冲放电能量的大小。线电极的走丝速度和抖动的影响也很大。 主要非电参数1)放电峰值电流ip粗加工及切割厚件时，应取较大的放电峰值电流；决定单脉冲能量的主要因素之一。ip增大优点：单个脉冲能量亦大，线切割速度迅速提高；

41、缺点：表面粗糙度变差，电极丝损耗比加大甚至容易断丝；精加工时，取较小的放电峰值电流。2)脉冲宽度tw主要影响切割速度和表面粗糙度Ra值。tw增大时优点：单个脉冲能量增多，切割速度提高；缺点：表面粗糙度变差。粗加工及切割厚件时，取较大的脉宽；精加工时，取较小的脉宽。3)脉冲间隔t直接影响平均电流。t减小时优点：平均电流增大，切割速度加快；缺点：t过小，放电产物来不及排除，放电间隙来不及充分消电离，会引起电弧和断丝；粗加工及切割厚件时，脉冲间隔取宽些；精加工时，取窄些。4)开路电压uouo增大时优点：放电间隙增大，排屑容易，提高了切割速度和加工稳定性；缺点：易造成电极丝振动，工件表面粗糙度变差，加

42、工精度有所降低；粗加工及切割厚件时，取较高的开路电压。一般uo=60150V；精加工时，取的开路电压比粗加工低。5)放电波形晶体管矩形波脉冲电源高频分组脉冲电源应用应用脉冲宽度脉冲宽度t ti i/s/s电流峰值电流峰值I Ie e/A/A脉冲间隔脉冲间隔t tO O/s/s空载电压空载电压/V/V快速切割或加工大厚度工件快速切割或加工大厚度工件RaRa2.5m2.5m202040401212为实现稳定加工为实现稳定加工, ,一般选择一般选择t tO O/I/Ie e为为3 34 4以上以上一般为一般为70709090半精加工半精加工Ra=1.25Ra=1.252.5m2.5m6 620206

43、 61212精加工精加工RaRa1.25m1.25m2 26 64.84.8 图 高频分组脉冲波形 在相同的工艺条件下高频分组脉冲能获得较好的加工效果。（1）精加工：脉冲宽度选择最小档，电压幅值选择低档，幅值电压为75V左右，接通一到二个功率管，调节变频电位器，加工电流控制在0.81.2A,加工表面粗糙度Ra2.5um。 （2）最大材料去除率加工：脉冲宽度选择四五档，电压幅值选取“高”值，幅值电压为100V左右，功率管全部接通，调节变频电位器，加工电流控制在4 4.5A，可获得100mm2/min左右的去除率（加工生产率）。（材料厚度在40 60mm左右）。 （3）大厚度工件加工（300mm）

44、：幅值电压打至“高”档，脉冲宽度选五六档，功率管开45个，加工电流控制在2.5 3A,材料去除率30mm2/min。 （4）较大厚度工件加工（60 100mm）：幅值电压打至高档，脉冲宽度选取五档，功率管开4个左右，加工电流调至2.53A，材料去除率50 60mm2/min。 （5）薄工件加工：幅值电压选低档，脉冲宽度选第一或第二档，功率管开2 3个，加工电流调至1A左右。 注意，改变加工的电规准，必须关断脉冲电源输出，（调整间隔电位器RP1除外），在加工过程中一般不应改变加工电规准，否则会造成加工表面粗糙度不一样。 下列电规准实例可供使用时参考： 钨丝或其它昂贵金属丝因成本高而很少用，其它线

45、材因抗拉强度低，在快速走丝机床上不能使用。线电极直径d应根据工件加工的切缝宽窄、工件厚度及拐角尺寸大小等来选择。 )(2R21R高速走丝线切割加工时的走丝速度一般以小于10m/s为宜。慢速走丝线切割加工中，因为电极丝张力均匀，振动较小，因而加工稳定性、表面粗糙度及加工精度等均很好。走丝速度影响加工速度。若加工带尖角、窄缝的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。 即预置进给速度的调节，应紧密跟踪工件蚀除速度，如果预置进给速度调得太快，超过工件可能的蚀除速度，会出现频繁的短路现象，切割速度反而低，表面粗糙度也差，上下端面切缝呈焦黄色，甚至可能断丝；反之，进给速

46、度调得太慢，大大落后于工件的蚀除速度，极间将偏于开路，有时会时而开路时而短路，上下端面切缝发焦黄色。 一般调节变频进给，使加工电流为短路电流的0.85倍左右（电流表指针略有晃动即可）。就可保证为最佳工作状态，即此时变频进给速度最合理、加工最稳定、切割速度最高。 对快速走丝线切割加工，一般常用质量分数为10左右的乳化液，此时可达到较高的线切割速度。 对于慢速走丝线切割加工，普遍使用去离子水。适当添加某些导电液有利于提高切割速度。可达到较高的切割速度。工作液的电阻率过高或过低均有降低线切割速度的倾向。工 作 液工 作 液工 件工 作 液工 作 液工 作 液 工 作 液 放 电 产 物放 电 产 物

47、电 极 丝(a) 单向喷入方式(b) 双向喷入方式单向喷入工作液，入口部分工作液纯净，出口处工作液杂质较多，这样会造成加工斜度。双向喷入工作液，则上下入口较为纯净，中间部位杂质较多，介电系数低，这样造成鼓形切割面。浸泡式、喷入式和浸泡喷入复合式。项目高速走丝电火花线切割机床低速走丝电火花线切割机床走丝速度8 12 ms-11 15 mmin-1走丝方向 往复 单向工作液 线切割乳化液、水基工作液 去离子水电极丝材料 钼、钨钼合金 黄铜、铜、钨、钼电源 晶体管脉冲电源，开路电压80100V，工作电流15A 晶体管脉冲电源，开路电压300V左右，工作电流132A放电间隙 0.01mm 0.020.

48、05mm切割速度 20 160 mm2min-1 20 240 mm2min-1表面粗糙度 3.2 1.6 m 1.6 0.8 m加工精度 0.01 0.02 mm 0.005 0.01 mm电极丝损耗 加工（310）104 mm2时损耗0.01 mm 不计重复精度 0.01 0.002指定电火花线切割加工确定各面加工方案；查询余量，确定毛坯；编写机械加工工艺规程；完成数控工艺分析、填写工序卡；确定工装、刀具、切削用量；绘制进给路线并编程。 采用快走丝线切割机床，在一平板毛坯上切割加工出一个如图所示的工件（板厚），毛坯材料为淬火钢。 举 例、零件图分析 零件的轮廓由圆弧和直线组成，几何元素之间

49、关系清楚，条件充分，编程时所需节点坐标容易求得。工件材料为淬火钢，可用线切割进行加工。 、工艺处理（如刀具、加工参数、工艺卡片、毛坯等）为满足技术要求，采取以下措施：从避免或减少工件材料内部组织及内应力对加工变形的影响，以及从避免或减少加工痕迹等方面考虑，切割起点选在毛坯点。具体的切割加工路线为。 (a)(b)装夹部分装夹部分(c)(d)装夹部分装夹部分分析下面切割路线：6.1 电火花线切割编程电火花线切割编程6.2 线切割加工准备工作线切割加工准备工作6.3 线切割加工工艺线切割加工工艺习题习题前面讲过线切割加工的具体特点及其线切割加工的工艺规律，在具体加工中一般按图6-1所示步骤进行。 分

50、析图纸电极丝准备上 丝垂直度校核工件准备打穿丝孔工件装夹编 程 工艺分析 选择工艺基准 确定切割路线 编写加工程序电极丝定位加 工检 验加 工 时 间加 工 精 度表面粗糙度准备工作环节图6-1 线切割加工的步骤6.1.1 线切割3B代码程序格式线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧组成的，它们的3B程序指令格式如表6-1所示。 表6-1 3B程序指令格式 注：B为分隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；X、Y为增量(相对)坐标值；J为加工线段的计数长度；G为加工线段计数方向；Z为加工指令。 B X B Y B J G Z 分隔符 X坐标值 分隔符 Y 坐标值 分隔符 计数长度 计数方向 加工指

51、令 如图6-2(a)所示的轨迹形状，请读者试着写出其x，y值，具体答案可参考表6-2。(注：在本章图形所标注的尺寸中若无说明，单位都为mm。) 图6-2 直线轨迹AB100100C(a)ACXY(b)YAC(c)XYXAB(d)图6-3 G的确定 AXY取GGxyxJxB(xe , ye)JyXYA取GGyyxB(xe , ye)(b)XYGxGyGyGyGxGx(c)(a)图6-4 Z的确定XYYXL1L3L4L2L2L1L3L4(a)(b)综上所述，图6-2(b)、(c)、(d)中线段的3B代码如表6-2所示。表6-2 3B代码直线 B X B Y B J G Z CA B 1 B 1 B

52、 100000 Gy L3 AC B 1 B 1 B 100000 Gy L1 BA B 0 B 0 B 100000 Gx L3 2. 圆弧的3B代码编程1) x，y值的确定以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值，单位为m。如在图6-5(a)中，x=30000，y=40000；在图6-5(b)中，x=40000,y=30000。 图6-5 圆弧轨迹(a)B(40 , 30)J3J2J1YXA(30 , 40)由于yxGGy由于yxGGxA(30 , 40)(40 , 30)J3BXX(b)(c)GyGyGxGxYYJ2J1图6-6 Z的确定XYYXSR4SR

53、1SR2SR3NR2NR3NR4NR1(a)(b)例6.1 请写出图6-7所示轨迹的3B程序。图6-7 编程图形XJ1J4J3J2YY(a)A(30 , 40)B(40 , 30)J3J4B(40 , 30)X(b)J2J1A(30 , 40)例6.2 用3B代码编制加工图6-8(a)所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中A点为穿丝孔，加工方向沿ABCDEFGHA进行。图6-8 线切割切割图形 GFEDCBHA80340R20(a) 零件图(b) 钼丝轨迹图GFHBACDE解 (1) 分析。现用线切割加工凸模状的零件图，实际加工中

54、由于钼丝半径和放电间隙的影响，钼丝中心运行的轨迹形状如图6-8(b)中虚线所示，即加工轨迹与零件图相差一个补偿量，补偿量的大小为在加工中需要注意的是EF圆弧的编程，圆弧EF(如图6-8(a)所示)与圆弧EF(如图6-8(b)所示)有较多不同点，它们的特点比较如表6-3所示。表6-3 圆弧EF和EF特点比较表 起点 起点所在象限 圆弧首先进入象限 圆弧经历象限 圆弧 EF E X 轴上 第四象限 第二、三象限 圆弧 E F E 第一象限 第一象限 第一、二、三、四象限 900.191 . 0) 1 . 020(22圆弧EF首先在第一象限顺时针切割，故加工指令为SR1。由上可知，圆弧EF的3B代码

55、为(3) 经过上述分析计算，可得轨迹形状的3B程序，如表6-4所示。 E F B 19900 B 100 B 40000 G Y SR 1 表6-4 切割轨迹3B程序A B B 0 B 0 B 2900 G Y L 2 B C B 40100 B 0 B 40100 G X L 1 C D B 0 B 40200 B 40200 G Y L 2 D E B 0 B 0 B 20200 G X L 3 E F B 19900 B 100 B 40000 G Y SR 1 F G B 20200 B 0 B 20200 G X L 3 G H B 0 B 40200 B 40200 G Y L 4

56、 H B B 40100 B 0 B 40100 G X L 1 B A B 0 B 2900 B 2900 G Y L 4 例6.3 用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线OEDCBAEO。图6-9 加工零件图OE穿丝孔1425DCBAR10R6例6.3 用3B代码编制加工图6-9所示的凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图中O为穿丝孔拟采用的加工路线OEDCBAEO。解 经过分析，得到具体程序，如表6-5所示。表6-5 切割轨迹3B程序OE

57、 B 3900 B 0 B 3900 G X L 1 ED B 10100 B 0 B 14100 G Y NR 3 DC B 16950 B 0 B 16950 G X L 1 CB B 0 B 6100 B 12200 G X NR 4 BA B 16950 B 0 B 16950 G X L 3 AE B 8050 B 6100 B 14100 G Y NR 1 EO B 3900 B 0 B 3900 G X L 3 6.1.2 线切割ISO代码程序编制1. ISO代码简介同前面介绍过的电火花加工用的ISO代码一样，线切割代码主要有G指令(即准备功能指令)、M指令和T指令(即辅助功能指

58、令)，具体见表6-6。 表6-6 常用的线切割加工指令代 码 功 能 代 码 功 能 G00 快速移动，定位指令 G84 自动取电极垂直 G01 直线插补 G90 绝对坐标指令 G02 顺时针圆弧插补指令 G91 增量坐标指令 G03 逆时针圆弧插补指令 G92 制定坐标原点 G04 暂停指令 M00 暂停指令 G17 XOY 平面选择 M02 程序结束指令 G18 XOZ 平面选择 M05 忽略接触感知 G19 YOZ 平面选择 M98 子程序调用 G20 英制 M99 子程序结束 G21 公制 T82 加工液保持 OFF G40 取消电极丝补偿 T83 加工液保持 ON G41 电极丝半径

59、左补 T84 打开喷液指令 G42 电极丝半径右补 T85 关闭喷液指令 G50 取消锥度补偿 T86 送电极丝(阿奇公司) G51 锥度左倾斜(沿电极丝行进方向，向左倾斜) T87 停止送丝(阿奇公司) 表6-6 常用的线切割加工指令 对于以上代码，部分与数控铣床、车床的代码相同，下面通过实例来学习线切割加工中常用的ISO代码。G52 锥度右倾斜(沿电极丝行进方向，向右倾斜) T80 送电极丝(沙迪克公司) G54 选择工作坐标系 1 T81 停止送丝(沙迪克公司) G55 选择工作坐标系 2 T90 AWTI，剪断电极丝 G56 选择工作坐标系 3 G80 移动轴直到接触感知 T91 AW

60、TII，使剪断后的电极丝用管子通过下部的导轮送到接线处 G81 移动到机床的极限 T96 送液 ON，向加工槽中加液体 G82 回到当前位置与零点的一半处 T97 送液 OFF，停止向加工槽中加液体 例6.4 如图6-10(a)所示，ABCD为矩形工件，矩形件中有一直径为30 mm的圆孔，现由于某种需要欲将该孔扩大到35 mm。已知AB、BC边为设计、加工基准，电极丝直径为0.18 mm，请写出相应操作过程及加工程序。图6-10 零件加工示意图OABCDG80 X+电极丝G80 Y+(b) 电极丝找正轨迹图OABCD(a) 零件图302840(5) 若机床在找到中心后自动将坐标值清零，则需要同