特种加工技术课件

特种加工技术课件第一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电火花加工方法电火花穿孔加工冲裁模具的凹模

凹模的尺寸由工具电极来保证凹模的尺寸为L2，工具电极相应的尺寸为L1单边火花间隙值为SL，则L2=L1+2SL第二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电火花穿孔加工凹模方法介绍间接法优点缺点凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关电极与凸模分开制造配合间隙难以保证均匀直接法优点缺点获得均匀的配合间隙模具质量高加工过程很不稳定尺寸较长混合法电极一定要粘结在冲头的非刃口端注意阶梯工具电极加工法第三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日凸模与加工凹模用的电极分开制造首先根据凹模尺寸设计电极制造电极，进行凹模加工根据间隙要求来配制凸模返回第四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日直接法适合于加工冲模是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模将端部损耗的部分去除直接成为凸模返回第五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起反打正用”的方法实行加工返回第六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日(1)无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状将工具电极分为两段粗加工段精加工段特点特点缩小了尺寸的粗加工段保持凸模尺寸的精加工段第七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日(2)在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙将凸模做成阶梯状第八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电火花成型方法介绍单工具电极直接成型法先用低损耗电规准进行粗加工，然后用平动头使工具电极做圆周平行移动多电极更换法采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工分解电极加工法根据型腔的几何形状把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造手动侧壁修光法第九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日分解电极加工法侧壁轮流修光法示意图第十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电火花加工准备工作包括：1.电极材料选择2.电极设计3.电极制造电极结构形式电极的尺寸电极的排气孔和冲油孔垂直尺寸水平尺寸举例举例举例第十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极结构形式1.整体电极2.组合电极3.镶拼式电极返回第十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日L1为凹模板挖孔部分长度尺寸L2为电火花加工部分L3为电极加工中端面损耗部分L为型腔的有效高度L1为增加的高度L2为电极加工中端面损耗部分返回第十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日(2)水平尺寸电极的水平尺寸是指与机床主轴轴线相垂直的横截面尺寸电极的水平尺寸可用下式确定：

a=A±KbA——型腔的水平方向的尺寸K——与型腔尺寸标注法有关的系数b——电极单边缩放量第十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日±号和K值的具体含义当图中型腔尺寸完全标注在边界上K取2a2=A2-2b如：一端以中心线或非边界线为基准K取1如：a3=A3-ba5=A5-ba6=A6+b型腔中心线之间的位置尺寸角度值和某些特殊尺寸K取0如：a1=A1a4=A4第十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日习题讲解返回第十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极的排气孔和冲油孔电火花成型加工时，型腔一般均为盲孔，排气、排屑条件较为困难，这直接影响加工效率与稳定性原因解决方案大、中型腔加工电极都设计有排气、冲油孔原则开孔的位置应尽量保证冲液均匀和气体易于排出第十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电蚀产物的排除1)电极冲油2)工件冲油型腔电加工最常用的方法穿孔电加工最常用的方法冲油第十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日抽油工件抽油常用于穿孔加工抽油时要使放电时产生的气体(大多是易燃气体)及时排放，不能积聚在加工区，否则会引起“放炮”。“抽油的排屑效果不如冲油好。第十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日在实际设计中要注意事项（1）便于排气，经常将冲油孔或排气孔上端直径加大（2）气孔尽量开在蚀除面积较大以及电极端部凹入的位置第二十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日（3）冲油孔要尽量开在不易排屑的拐角、窄缝处（4）排气孔和冲油孔的直径约为平动量的1～2倍，一般取1～1.5mm第二十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日(5)尽可能避免冲液孔在加工后留下的柱芯第二十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极的制造切削加工线切割加工电铸加工主要用来制作大尺寸电极第二十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极装夹小型的整体式电极标准套筒钻夹头装夹第二十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日第二十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日尺寸较大的电极将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上第二十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极的校正电极装夹好后必须进行校正才能加工，不仅要调节电极与工件基准面垂直，而且需在水平面内调节、转动一个角度，使工具电极的截面形状与将要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致校正方法根据电极的侧基准面，采用千分表找正电极的垂直度第二十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日第二十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日(2)电极上无侧面基准时，将电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度第二十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日工件的固定工件常用压板、磁性吸盘虎钳等来固定在机床工作台上,多数用百分表来校正使工件的基准面分别与机床的X、Y轴平行。工件的固定工件的校正第三十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极的相对定位电极相对于工件定位是指将已安装校正好的电极对准工件上的加工位置，以保证加工的孔或型腔在凹模上的位置精度习惯上将电极相对于工件的定位过程称为找正如何实现电极相对于工件的定位的找正？答案接触感知功能第三十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电极相对于工件定位利用数控电火花成型机床的MDI功能手动操作实现电极定位第三十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日C代码和H代码介绍C***：加工条件代码

从C000到C999共有1000个条件代码，其中C000到C099为用户使用区，其余为机床内部使用。每个条件代码都代表一组放电参数H***：变量代码。从H000到H999共1000个，可进行赋值，也可进行运算例如：H970=10.000;H980=1.000；H000=5.000+2H001注意:H代码不能直接跟在运动指令后需与一个具体的数值后运算后才有效例如：H980=1.000G00Z0+H980；（不能写成G00ZH980）第三十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日程序结构

例:用C109、C106二个条件加工一个5mm深的孔，加工深度分别4.8、4.95mm，编一个加工程序，不要求修光侧面。按一般格式编制如下：

G54G90G92X0Y0Z1.0；（选工作座标，设加工起点。）G30Z+；（指定抬刀方向。）G00Z0.5；（快速定位电极至工件表面0.5mm的地方。）C109；（选取加工条件。）G01Z-4.8；（沿Z负方向加工4.8mm深。）M05G00Z0.5；（忽略感知、快速抬起电极至距工件表面0.5mm的高度。）C106；（换加工条件为C106。）G01Z-4.95；（换条件后向下加深一点深度。）第三十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日M05G00Z1.0；（忽略感知、快速抬起电极至距工件表面0.5mm的高度。）M02；（程序结束。）带平动的加工程序

上述加工若还要修光侧面，则在换条件后要带平动加工G54G90；(G92X0Y0Z1.0设起点指令为了安全起见一般不写）G30Z+；

H970=5.0；（H970一般用来代表理论加工深度。）H980=1.0；（H980一般用来代表电极换加工条件时抬起的高度）G00Z0+H980；（不管电极加工前距工件表面多高，均先快速定位至H980指定的高度。）G00Z0.5；C109；（选用加工条件。）第三十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日G01Z0.2-H970；

（沿Z方向向下加工，加工深度为理论深度扣除一个0.2的间隙。）M05G00Z0+H980

（以忽略感知的方式快速抬至距工件表面1mm的地方。）

G00Z0.5;C106LN001STEP0150;G01Z0.05-H970;M05G00Z0+H980;第三十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日图4-50单电极加工时的加工条件及加工图形第三十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日加工程序：H0000=+00005000; /加工深度N0000;

G00G90G54XYZl.0/加工开始位置，Z轴距工件表面距离为1.0mmG24; /高速跃动G01C170LN002STEPl0Z330-H000M04/以C170条件加工至距离底面0.33mmM04然后返回加工开始位置第三十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日返回第三十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日例4.3两个电极的精、粗加工(本实例所用机床为SodickA3R，其控制电源为ExcellenceXI)第四十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日按以下要求编一加工程序，采用自由圆平动，符合自动编程格式。沿Z-方向加工一10mm深的型腔，分别用C130、C128、C126加工，深度方向留量和平动量分别为：C130深度留量0.23mm、平动量为0；C128深度留量0.14mm、平动量为0.12mm；C126深度留量0.03mm、平动量为0.2mm；第四十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日第四十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日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，冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节

优点电火花线切割加工的特点缺点被加工材料必须导电不能加工盲孔第四十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电火花线切割加工的应用实例各种零件的加工冷冲凸模的加工棱锥体形件多孔窄缝加工第四十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日线切割加工工艺过程第四十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电火花线切割加工工艺规律主要工艺指标（评价加工效果的依据）切割速度加工精度表面粗糙度电极丝损耗量用单位时间内切除的面积表示第四十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日电参数对工艺指标的影响极性加工速度提高表面粗糙度值增大电极损耗增大加工精度下降同峰值电流切割速度提高表面粗糙度稍有增大正极性加工放电峰值电流脉冲宽度脉冲间隔第四十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日如何合理选取电参数加工精密小零件时：精度和表面粗糙度是主要的指标加工速度是次要指标选取原则：满足尺寸精度高和表面粗糙度好的要求加工中，大型零件时：精度和表面粗糙度要求可以低一些尽量获得高的加工速度不管加工对象和要求如何，都要合理选择脉冲间隔第四十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日非电参数对工艺指标的影响电极丝运动方法电极丝选择电极丝直径走丝速度广泛使用钼丝大电极丝加工速度高小电极丝可得到较小半径的内夹角机床操作说明书第四十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日线切割加工准备工作包括：1.电极丝的穿丝2.电极丝垂直找正3.工件的装夹4.工件的找正利用找正块用校正器第五十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日图6-21用火花法校正电极丝垂直度利用找正块返回第五十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日图6-22垂直度校正器用校正器返回第五十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日悬臂支撑方式悬臂支撑方式装夹方便、通用性强，但工件平面与工作台面找平困难，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。工件的装夹方式第五十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日两端支撑方式两端支撑方式是将工件两端固定在夹具上。用这种方式装夹方便、稳定，定位精度高。但不适于装夹较小的工件。第五十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日桥式支撑支式是在两端支撑的夹具上两块支撑垫铁。桥式支撑方式件方便，对大、中、小型工件都适用。第五十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日其他装夹方式第五十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日阿奇公司专用夹具及装夹第五十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日图6-263R专用夹具第五十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日线切割穿丝孔的作用及设计1.作用对于切割凹模或带孔的工件，必须先有一个孔用来将电极丝穿进去，然后才能进行加工。(2)减小凹模或工件在线切割加工中的变形第五十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日2.穿丝孔的注意事项1)穿丝孔的加工穿丝孔常常用钻头直接钻出来对于材料硬度较高或较厚的工件，用高速电火花加工等方法2)穿丝孔位置和直径的选择切割凹模时：穿丝孔设在型孔中心第六十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日大的型孔切割时：穿丝孔设在靠近加工轨迹的边角处最小距离一般不小于3mm原因？第六十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日图6-28穿丝孔的大小与位置第六十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日穿丝孔的直径穿丝孔直接用打孔机来加工操作较为困难先将底部铣削出一个较大的底孔来减小穿丝孔的深度第六十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日在同一工件上要切割出两个以上模孔时，应在相应模孔的位置设置各自独立的穿丝孔第六十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日数控电火花线切割加工凸模时，是否加工穿丝孔？答案：原因：是如果不加工穿丝孔，直接从外部切入，将破坏材料内部残留应力的平衡状态，使材料产生变形，影响加工精度，严重的会造型夹丝，断丝。第六十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日5.2数控电火花线切割编程5.2.13B格式程序编制1．程序格式3B无间隙补偿的程序格式如下：第六十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日B为分隔符作用:将X、Y、J数码区分开来X、Y为坐标值G为加工线段计数方向确定方法:对于圆弧，坐标原点移至圆心，X、Y为圆弧起点的坐标值。

对于直线（斜线），坐标原点移至直线起点，X、Y为终点坐标值选取X方向进给总长度进行计数，称为计X，用Gx表示；选取Y方向进给总长度进行计数，称为计Y，用Gy表示单位为μm，第六十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日加工直线时，计数方向按图示选取以直线的起点为切割坐标系的原点若直线终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域内则计数方向取GY若直线终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域外则计数方向取GX(Xe，Ye)落在45o线上？第六十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日加工圆弧时，计数方向按图示选取以圆弧的圆心为切割坐标系的原点若圆弧终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域内则计数方向取GX若圆弧终点坐标(Xe，Ye)落在阴影区域外则计数方向取GY第六十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日J为计数长度计数长度是指被加工图形在计数方向上的投影长度（即绝对值）的总和,以μm为单位编程时，计数长度应补足六位数，如计数长度为1988μm，应写成001988。书P89页第七十页，共八十一页，编辑于2023年，星期日加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象限因为|Ye|＞|Xe|故计数方向取GX计数长度J为各象限中（？）的圆弧段在X轴上投影长度的总和即J＝JX1＋JX2第七十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期日因|Xe|＞|Ye|，故计数方向取GYJ为各象限的圆弧段在Y轴上投影长度的总和即J＝JY1＋JY2＋JY3。第七十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期日加工指令Z加工指令Z用来表达被加工图形的形状所在象限加工方向等信息加工指令共12种第七十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期日直线加工指令顺时针圆弧指令逆时针圆弧指令第七十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期日b,c,d各图线段的3B代码第七十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期日程序应用举例例1加工如图5.15所示的斜线OA。程序为：B17000B5000B017000GXL1例2加工如图5.16所示的直线OA，其长度为21.5mmBBB021500GYL2程序为第七十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期日例3加工如图5.17所示的圆弧，加工起点的坐标为A(－5，0)程序为：B5000BB010000GYSR2第七十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期日例5.4加工如图5.18所示的1/4圆弧，加工起点的坐标为A(0.707，0.707)，终点的坐标为B(－0.707，0.707)。B707B707B001414GXNR1由于终点恰好在45°线上，故也可取GY程序为B707B707B000586GYNR1；书P92页第七十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期日练习例5.5加工如图5.19所示的圆弧，加工起点的坐标为A(－2，9)，终点的坐标为B(9，－2)。圆弧半径：R＝9220µm

B2000B9000B025440GYNR2第七十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期日例5.6如图5.20所示的凸模，试编制其加工程序。该凸模由三段直线与一段圆弧组成，编