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1、第七章 电火花线切割加工编程,7.1 电火花线切割加工概述,7.2 电火花线切割编程方法,1.1 电火花线切割的基本原理,1.2 电火花线切割的加工特点,第一节 电火花线切割加工概述,1.5 电火花线切割加工机床,1.3 电火花线切割的工艺范围,1.4 电火花线切割的工艺范围实例,1.1 电火花线切割的基本原理,7-1电火花线切割的基本原理,线切割加工的基本原理：利用作为负极的电极丝和作为正极的金属材料工件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,对工件加工的一种工艺方法。,线切割加工时，线电极一方面相对于工件不断地移动(慢速走丝是单向移
2、动，快速走丝是往返移动)，另一方面，装夹工件的十字工作台，由数控伺服电动机驱动，在x、y轴方向实现切割进给，使线电极沿加工图形的轨迹运动对工件进行切割加工。,1.2 电火花线切割的加工特点,1、数控线切割加工是轮廓切割加工，勿需设计和制造成形工具电极，降低费用，缩短了生产周期。,2、直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，适宜于加工低刚度零件及细小零件。,3、无论工件硬度如何，只要是导电或半导电的材料都能进行加工。,4、切缝可窄达仅 0.005mm ，只对沿工件材料轮廓进行加工，材料利用率高，能有效节约贵重材料。,5、移动的长电极丝连续不断地通过切割区
3、，单位长度电极丝的损耗量较小，加工精度高。,1.2 电火花线切割的加工特点,8、不能加工盲孔及纵向阶梯表面。,9、被加工材料必须导电。,6、一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。,7、通常用于加工零件上的直壁曲面，也可进行锥度切割和加工上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件。,1.3 电火花线切割的工艺范围,线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。如形状复杂、带有尖角窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，也可简化模具设计和制造。此外，电火花线切割还可加工除盲孔以外的其它难加工的金属
4、零件。,1.4 电火花线切割的工艺范围实例,1.高硬材料 2.微细结构 3.复杂形状 4.高精度尺寸零件 5.高表面质量零件,复杂型腔零件,精密冷冲模具,1.4 电火花线切割的工艺范围实例（续）,各种零件的加工,棱锥体形件,冷冲凸模的加工,多孔窄缝加工,1.5 电火花线切割加工机床,图7-2 数控电火花线切割机床组成,数控装置,脉冲电源,主机,一、分类：,1.按电极丝运动速度分,快走丝 6-10m/s,慢走丝 0.001-0.25m/s,立式,卧式,冲液式,浸液式,3.按工作液供给方式分,2.按电极丝位置分,表7-1 快、慢走丝线切割机床的主要区别,快速走丝机床：常用钼丝、钨丝或钨钼合金作线电
5、极；工作液采用乳化液或水基工作液。 慢速走丝机床：可用各种铜丝、铁丝，专用合金丝以及镀层(如镀锌等)的电极丝；工作液采用去离子水，个别场合使用煤油。,二、组成：床身、坐标工作台、走丝机构、线架、工作液 箱、附件和夹具,(1)床身：一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及线架的支承和固定基础。通常采用箱式结构，有足够的强度和刚度。床身内部安置电源和工作液箱。,(2)坐标工作台：装夹工件；工作台的移动精度直接影响工件的加工质量，因此各拖板均采用滚珠丝杠传动副和滚动导轨，便于实现精确和微量移动，且运动灵活、平稳。,线切割机床的坐标系 ：以右手直角笛卡尔坐标系为基础，参考电极丝相对静止工件的运动方向来决定
6、：面向机床正面，横向为 X 方向，且丝向右运行为 X正方向，向左运行为 X负方向；纵向为 Y 方向，且丝向外运行为 Y正方向，向内运行为 Y负方向。,(3)走丝机构：使电极丝以一定的速度并保持一定的张力连续不断进入和离开放电区域，是线切割机床区别于普通机床的主要标志。快走丝机构的电极丝材料一般采用钼丝，慢走丝机构的电极丝材料一般采用成卷的黄铜丝。,(4)脉冲电源：把工频交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。脉宽较窄(260s)，单个脉冲能量、平均电流一般较小。 形式：晶体管短形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、并联电容型脉冲电源。,(5)数控装置：在电火花
7、线切割加工过程中，按加工要求自动控制电极丝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。,2.1 3B代码编程,2.2 4B代码编程,第二节 电火花线切割编程方法,2.3 ISO代码数控程序编程,2.4 计算机自动编程,2.1 3B代码编程,编程格式： BX BY BJ G Z,B间隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开来；,J表示加工线段的计数长度，单位为m ，为正数； G表示加工线段计数方向，记为GX或GY； Z表示加工指令。,X、Y表示增量(相对)坐标值；单位为m，负号不写。,整个程序的最后，应有停机符“MJ”，表示程序结束(加工完毕)。,2.1 3B代码编程(续),坐标系
8、与坐标值X、Y的确定：,坐标系：,X、Y的确定：编程时，采用相对坐标系，即坐标系的原点随程序段的不同而变化。,参考电极丝相对静止工件的运动方向来决定。面向机床正面，横向为 X 方向，且丝向右运行为X正方向；纵向为 Y 方向，且丝向外运行为 Y正方向。,加工直线时，以该直线的起点为坐标系的原点，X、Y取该直线终点的坐标值；,加工圆弧时，以该圆弧的圆心为坐标系的原点，X、Y取该圆弧起点的坐标值。,2.1 3B代码编程(续),计数方向G的确定：按终点的位置来确定。,加工直线时，终点靠近何轴，则计数方向取该轴。如图7-3。,加工圆弧时，终点靠近何轴，则计数方向取另一轴。如图7-4。,图7-3 直线的计
9、数方向 7-4 圆弧的计数方向,2.1 3B代码编程(续),计数长度J的确定：被加工的直线或圆弧在计数方向坐标轴上投影的绝对值总和。,例1：在图7-5中加工直线OA时，试确定G和J。,答：因为加工终点靠近X轴,故计数方向G为X轴，记为GX； 计数长度J为OB，数值等于A点的X坐标值。,O,图7-5 加工直线时的计数方向和计数长度,例3：加工图7-6b所示圆弧，加工终点B,试确定G和J。,b答：因加工终点B靠近X轴，故计数方向取GY；J为各象限的圆弧段在Y轴上投影长度的总和,即J=Jy1+Jy2+Jy3。,a答：因为加工终点靠近Y轴,计数方向取GX； 计数长度为各象限中的圆弧段在X轴上投影长度的
10、总和，即J=JX1+JX2。,2.1 3B代码编程(续),加工指令Z的确定：用于表达被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息 。共有12种加工指令。,加工直线时有四种加工指令：Ll、L2、L3、L4。 直线在第象限时，加工指令记作L1。如图7-7(a)。,加工顺时针圆弧时有四种加工指令：SRl、SR2、SR3、SR4。圆弧的起点在第象限时，加工指令记作SR1。如图7-7(b)。,加工逆时针圆弧时有四种加工指令：NRl、NR2、NR3、NR4。 当圆弧的起点在第象限时，加工指令记作NRl。如图7-7(c)。,(a)加工直线时的指令范围 (b)加工顺圆弧时的指令范围 (c)加工逆圆弧时的指令范围
11、 图7-7 加工指令的确定范围,2.1 3B代码编程(续),例4：零件的图形如图7-8所示。该图由六条直线和二个圆弧组成，编制其程序。,确定加工路线：起始点为A，加工路线按逆时针方向进行。 分别计算各段曲线的坐标值。 按“3B”格式编写程序单。 程序如下：,图7-8 例4图,Example.3b；扩展名为3B的文件名 B40000 B0 B40000 GX L1；AB直线段 B20000 B0 B40000 GY SR2；BC圆弧 B40000 B0 B40000 GX L1；CD直线段 B0 B50000 B50000 GY L2； DE直线段 B120000 B10000 B120000
12、GX L2； EF直线段,B0 B20000 B20000 GY L4；FG直线段 B0 B10000 B20000 GX NR2；GH圆弧 B0 B20000 B20000 GY L4；HA直线段 MJ ；结束语句,补充的例子,请写出下图所示轨迹的3B程序。,解： 对图(a)，起点为A，终点为B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000 故其3B程序为： B30000 B40000 B130000 GY NR1 对图(b)，起点为B，终点为A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000 故其3B
13、程序为： B40000 B30000 B170000 GX SR4,2.2 4B代码编程,自学内容,2.3.1程序段编程格式：,N_ G_ X_ Y_,N_语句号字，用于识别程序段的编号，由地址码N和后面若干数字组成。如：N30表示该语句的语句号为30。, G_为功能字。由地址码G和后面的数字组成。, X_ Y _ 为尺寸字。尺寸字由地址码(X、Y)、“、”符号、后面若干数字组成。单位为m 、以及绝对数值组成。,2.3.2 程序格式：,一个完整的加工程序是由程序名、程序的主体(若干程序段)、程序结束指令组成。,2.3 ISO代码数控程序编程,2.3.2 程序格式(续),P10.CUT N01
14、G92 X0 Y0 N02 G01 X5000 Y5000 N10 G01 X0 Y0 N11 M02,程序名,程序段,程序结束,程序主体,功能字,程序名：由文件名和扩展名组成。文件名可用字母和数字，最多可用8个字符，文件名不能重复。扩展名最多用3个字母，如P10.CUT。,程序的主体：由若于程序段组成。分为主程序和子程序。,程序结束指令M02：安排在程序的最后，单列一段。当数控系统执行到M02程序段时，就会自动停止进给并使数控系统复位。,2.3.3 ISO代码及其编程 ：,表3 电火花线切割数控机床常用的ISO代码,快速定位指令G00,使指定的某轴以最快速度移动到指定位置。,程序段格式：G0
15、0 X_ Y_,图7-9 快速定位,G00 X60000 Y80000,直线插补指令G0l,在各个坐标平面内加工任意斜率的直线轮廓,如图7-10直线插补,G92 X40000 Y20000 G01 X80000 Y60000,程序段格式：G01 X_ Y_,圆弧插补指令G02G03,程序段格式：G02/G03 X_ Y_ I_ J_,图7-11圆弧插补,G92 X10000 Y10000 起切点A G02 X30000 Y30000 I20000 J0 AB段圆弧 G03 X45000 Y15000 I15000 J0 BC段圆弧,X、Y圆弧终点；,I、J圆弧圆心相对圆弧起点在X、Y方向的增量
16、；,指令G90、G9l、G92,G90绝对坐标指令。表示程序段中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。 G91增量坐标指令。表示程序段中的编程尺寸是按增量坐标给定的，即坐标值均以前一个坐标作为起点来计算下一点的位置值。,G92设置加工坐标系指令。,程序段格式：G92 X_ Y_,X、Y加工程序的起点的坐标值。,例5：加工图7-12所示零件（电极丝直径与放电间隙忽略不计）。,P1 /程序名 N01 G92 X0 Y0 /确定加工程序起点O，设置加工坐标系 N02 G01 X10000 Y0 N03 G01 X10000 Y20000 N04 G02 X40000 Y20000 I15000 J0 N05
17、 G01 X40000 Y0 N06 G01 X0 Y0 N07 M02 /程序结束 35,用G90编程,图7-12,间隙补偿指令G40、G41、G42,G41左偏补偿指令，其程序段格式为：G41 D ； G42右偏补偿指令，其程序段格式为：G42 D ；,注：左偏、右偏是沿加工方向看，电极丝在加工图形左边为左偏；电极丝在加工图形右边为右偏。,(a) G41加工 (b) G42加工,图7-13凸模加工间隙补偿指令的确定,(a) G41加工 (b) G42加工,图7-14 凹模加工间隙补偿指令的确定,锥度加工指令G50、G5l、G52,沿走丝方向看，电极丝向左偏离。顺时针加工，锥度左偏加工的工件
18、为上大下小；逆时针加工，左偏时工件上小下大。,G5l锥度左偏指令 程序段格式：G51 A,G52锥度右偏指令 程序段格式：G52 A,沿走丝方向看，电极丝向右偏离。顺时针加工，锥度右偏加工的工件为上小下大；逆时针加工，右偏时工件上大小下。,G50取消锥度指令。,A表示锥度值；,例5：用绝对坐标编写如图7-15所示的凸模加工程序，切入长度为10mm，间隙补偿量f0.1mm。,图7-15 例5,A4 N01 G92 X0 Y0 起始点坐标 N02 G41 D100 左侧补偿，f0.1 N03 G01 Xl0000 线，切入长度10mm N04 Y10000 线，终点(10，10) N05 X200
19、00 线，终点(20，10) N06 G02 X30000 Y10000 I5000 J0 顺圆,终点坐标 (30,10),圆心对起点坐标 (5,0) N07 G01 X40000 Y10000 线，终点(40，10) N08 G02 X40000 Y-10000 I0 J-10000 顺圆,终点坐标(40,-10),圆心对起点坐标 (0,-10) N09 G03 X30000 Y-10000 I-5000 J0 逆圆,终点为(30,-10),圆心对起点坐标为(-5, 0) N10 G02 X20000 Y-10000 I-5000 J0 顺圆,终点坐标(20,-10),圆心对起点坐标(-5,
20、 0) N11 G01 X10000 Y-10000 线，终点为(10，-10) N12 Y0 线，终点为(10，0) N13 G40 消除补偿线 N14 G01 X0 Y0 线，回起始点 N15 M02 加工结束,2.4 计算机自动编程,SCAM的进入：在CNC主画面下按F8键，进入SCAM自动编程系统，屏幕显示如图：,图7-16 SCAM系统屏幕,2.4 计算机自动编程（续）,一、 CAD绘图功能,可绘制零件图，并可把该零件图转换成加工路径状态（指定穿丝点，切入点，切割方向等）,图7-17 CAD屏幕,2.4 计算机自动编程（续）,二、 CAD系统参数,图形文件选择、基本参数设定、放电条件
21、设定,图7-18 CAM屏幕,图7-19 生成NC代码画面,F1反向-改变切割方向，若当前为顺时针方向，按F1后变为逆时针方向。,F2均布-把一个图形按给定的角度和个数分布在圆周上。,F3 -生成ISO格式的NC代码。 F4 -生成3B格式的NC代码。,THE END! THANKS!,补充的例子,例6 请写出图7-20所示轨迹的3B程序。,图7-20 编程图形,解： 对图7-31(a)，起点为A，终点为B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000 故其3B程序为： B30000 B40000 B130000 GY NR1 对图7-31(b)，起点为B，终点为A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=170000 故其3B程序为： B40000 B30000 B170000 GX SR4,