数控编程与加工 第8章 数控电火花线切割机床编程与加工

第,8,章 数控电火花线切割机床编程与加工,数控编程与加工,*,*,*,本章内容：,8.1,数控电火花线切割机床概述,8.2,数控电火花线切割加工工艺,8.3,数控电火花线切割加工的编程方法,8.1,数控电火花线切割机床及特点,1.,数控电火花线切割加工原理,电火花线切割的加工原理如图,8-1,所示。电极丝穿过工件上的穿丝孔，经由储丝筒带动做往复运动。两步进电机控制工作台按加工指令在,X,、,Y,两个坐标方向移动。在加工时，脉冲电压击穿电极丝和工件之间的放电间隙，产生火花放电而蚀除工件以完成加工。,2.,数控线切割机床概述（请现场教学）,数控快速走丝电火花线切割机床主要由床身、电气箱、工作台、走丝机构、锥度切割装置、数控系统、脉冲电源、工作液循环系统等组成。,3.,坐标系,与其他数控机床一致，数控线切割机床的坐标系符合国家标准，以右手直角坐标系为基础，参考电极丝相对于静止工件的运动方向来确定：面向机床正面，横向为,X,轴，纵向为,Y,轴，电极丝向右运行为,X,轴正向，向左运行为,X,轴负向，向外运行为,Y,轴负方向，向内运行为,Y,轴正方向。,坐标系有机床坐标系和工件坐标系，书中介绍了工件坐标系的判断，工件坐标系在前几章已经介绍过，它是编程所使用的坐标系，数控线切割机床的工件坐标系的简单判断方法是，面向机床，正拿课本平放在工作台上，本书插图中坐标系的两轴方向即为工件坐标系的,X,、,Y,轴方向。,8.2,数控电火花线切割加工工艺,1.,工件的装夹要求,1,、装夹时工件基准面应清洁、无毛刺。经过热处理的工件一定要把热处理过程中留下的渣物和氧化皮清理干净，否则会影响其与电极丝间的正常放电，甚至卡断电极丝，给加工造成困难，影响加工精度。,2,、所有夹具精度要高，工件应牢固地固定在夹具或工作台上，装夹工件的作用力要均匀，不能引起工件的变形和翘曲。,3,、工件装夹的位置必须保证切割部位位于机床工作台纵、横进给的允许范围之内，避免工作台移动时和丝架臂相碰。,4,、加工精密、细小的工件时，应使用不易变形的专用辅助夹具；加工成批零件时，应采用专用夹具，提高工作效率。,2.,工件的装夹方法,数控电火花线切割机床加工中的装夹方式有六种：,1,、悬臂装夹。装夹简单方便，通常在加工要求低或悬臂部分较短的情况下使用。,2,、两端装夹。支撑稳定，定位精度高，是较通用的方式，但对工件刚度要求高。,3,、桥式装夹。支撑稳定，适用面广，是较为常见的装夹方式。,4,、板式装夹。适用于工件的批量生产，通用性差。,5,、复式支撑装夹。主要用于大批量生产中。,6,、弱磁力装夹。简单迅速方便，通用性好，应用广泛，适用于微小或薄片状工件的装夹和工件的批量生产。,3.,工件的找正,找正方法有三种：,1,、百分表找正法。,2,、划线找正法。,3,、固定基面靠定法。,4.,电极丝的选择,常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝和包芯丝等。钨丝直径在,0.03,0.1mm,范围内，耐腐蚀，抗拉强度高，但脆而不耐弯曲，且价格昂贵，仅用于各种窄缝的精加工。黄铜丝直径在,0.1,0.3mm,范围内，适合于慢速加工，加工编码粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，但抗拉强度差，损耗大，一般用于慢速单向走丝加工。钼丝抗拉强度高，直径在,0.08,0.2mm,范围内适于快速走丝加工，所以我国快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝。,电极丝的直径应该根据切缝宽窄、工件厚度及拐角大小来选择。加工带尖角、窄缝的小型模具零件宜选择较细的电极丝；加工大厚度工件或大电流切割时应选择较粗的电极丝。,5.,电极丝的,调整,（,1,）上丝和紧丝,具体操作步骤如下：,先安装排丝架，同时把丝盘装在床身内的紧丝装置上。,把丝头旋入储丝筒的螺钉上，使之压紧，钼丝放入排丝架，并使钼丝紧绕在储丝筒上,34,圈。,闭合上丝、紧丝开关，盘丝电机旋转，自动盘丝。,断开上丝、紧丝开关，盘丝电机停止，绕丝筒停转，钼丝另一端也用螺钉压紧。,紧丝，应用排丝架使钼丝的间距适中，松紧适当。,通过调整两行行程块之间的距离来调整储丝筒的行程，钼丝两头各留,3,4mm,的运丝缓冲距离。,（,2,）电极丝垂直度校正,垂直校正器校正,火花校正法,（,3,）工件坐标零点位置的确定,电极丝垂直校正后，应将电极丝调整到切割的起始坐标位置。线切割加工之前，必须将电极丝定位在一个相对的工件基准的确切点上，作为切割的起始坐标点，即工件的编程起点。工件编程起点确定方法有：,目测法。,火花法。,自动找中心,6.,加工参数选择,电火花线切割工艺参数指标主要有线切割速度、切割精度、切割表面粗糙度和电极丝在加工过程中的损耗等。影响电火花线切割加工精度的因素主要有机床精度、脉冲电源的性能、电极丝、工作液纯净度、工件材料与厚度及切割路线等。,8.3,数控电火花线切割加工的编程方法,1.,分隔符格式程序编制,1,程序格式,分隔符格式程序编制又称,3B,格式程序编制，是目前高速走丝线切割机床采用的程序编程格式。,指令格式为：,BX BY BJ G Z,B,分隔符号，它的作用是在程序中把,X,、,Y,和,J,的数值分隔开，以免执行指令时读入数据错误而发生混乱，即当程序输入控制器时，读入第一个,B,后，其紧接的数值为,X,坐标值；读入第二个,B,后，紧接的数值为,Y,坐标值；同样的，读入第三个,B,后的数值表示计数长度,J,的值。,G,计数方向，有,Gx,和,Gy,两种。,Gx,为,X,方向计数，,Gy,为,Y,方向计数。,Z,加工码，有,12,种，即,L1,、,L2,、,L3,、,L4,、,NR1,、,NR2,、,NR3,、,NR4,、,SR1,、,SR2,、,SR3,、,SR4,。,X,、,Y,坐标值，加工圆弧时，程序中的,X,、,Y,必须是圆弧起点对圆心的坐标值；加工斜线时，程序中的,X,、,Y,必须是该斜线段终点对其起点的坐标值，斜线段程序中的,X,、,Y,值允许把它们同时缩小相同的倍数，只要其比值保持不变即可，因为,X,、,Y,值只用来确定斜线的斜率，但计数长度,J,值不能缩小。对于与坐标轴重合的线段，其程序中的,X,或,Y,值均可省略不写或全部写,0,，但分隔符号,B,必须保留，不然会出现语法错误。,X,、,Y,坐标值为绝对值，单位为,m,，,1m,以下四舍五入。,2,计数方向,G,和计数长度,J,（,1,）计数方向,G,及其选择,线切割机床是通过控制从起点到终点的某坐标轴上进给的总长度来保证所要加工的圆弧或线段的加工要求的。因此，在计算机中设立了一个,J,计数器进行计数，即将所要加工的线段在某坐标轴上的总进给长度数值,J,预先存入,J,计数器中。加工时，当被确定为计数长度的坐标每进给一步，,J,计数器就减去,1,，这样当,J,计数器减到零时，表示该圆弧或直线已经加工到终点，可以加工另一段圆弧或直线了。,加工直线,加工直线时，必须用进给距离比较长的一个方向作为计数方向，进行进给长度控制。直线终点为（,X,e,，,Y,e,），,X,e,Y,e,时，取,Gy,；,X,e,Y,e,时，取,Gx,；,X,e,=,Y,e,时，取,Gx,或,Gy,均可。,加工圆弧,圆弧计数方向的选取，应根据圆弧终点的情况而定。从理论上讲，应该是被加工圆弧达到终点时，将最后一步的坐标轴方向作为计数方向。实际加工中，将,45,线作为分界线，当圆弧终点坐标为（,X,e,，,Y,e,）时，若,X,e,Y,e,时，取,Gy,；,X,e,Y,e,时，取,Gx,；,X,e,=,Y,e,时，取,Gx,或,Gy,均可。,（,2,）计数长度,J,的确定,当计数方向确定后，计数长度,J,应取计数方向从起点到终点移动的总距离，即圆弧或直线段在计数方向坐标轴上投影长度（绝对值）的总和，以,m,为单位。,对于斜线,如图所示斜线,OA,，其终点为,A,（,X,e,，,Y,e,），且,X,e,Y,e,，因为,X,e,Y,e,，斜线,OA,与,X,轴夹角大于,45,时，计数的方向取,Gy,，斜线,OA,在,Y,轴上的投影长度为,Y,e,，故,J,=,Y,e,。,跨两象限的圆弧,加工右图所示圆弧，加工起点,A,在第四象限，终点,B,（,X,e,，,Y,e,）在第一象限，因为加工终点靠近,Y,轴，,X,e,Y,e,，计数方向取,Gx,；计数长度为各象限中的圆弧段在,X,轴上投影长度的总和，即,J,=,J,X1+,J,X2,。,跨多个象限的圆弧,加工右图所示圆弧，加工终点,B,（,X,e,，,Y,e,），因加工终点,B,靠近,X,轴，,X,e,Y,e,，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,=,J,Y1+,J,Y2+,J,Y3,。,3,加工指令,Z,加工指令,Z,是用来确定轨迹的形状、起点、终点所在坐标象限和加工方向的，它包括直线插补指令,L,和圆弧插补指令,R,。加工指令共,12,种。,直线段,位于四个象限中的直线段称为斜线。加工直线段的加工指令分别用,L,表示，,L,后面的数字表示该直线段所在的象限，直线插补指令（,L1,、,L2,、,L3,、,L4,）表示直线终点分别在坐标系的第一、二、三、四象限；如果加工的直线与坐标轴重合，根据进给方向来确定，正,X,轴为,L1,，正,Y,轴为,L2,，负,X,轴为,L3,，负,Y,轴为,L4,。,圆弧,加工圆弧时，,SR,表示顺圆弧，,NR,表示逆圆弧，即有顺圆插补（,SR1,、,SR2,、,SR3,、,SR4,）和逆圆插补（,NR1,、,NR2,、,NR3,、,NR4,）；字母后面的数字表示该圆弧起点所在的象限，如,SR1,表示顺圆插补，起点在第一象限；,NR3,表示逆圆插补，起点在第三象限，如图,8-25,所示。如果加工起点刚好在坐标轴上，其指令可选相邻两象限中的任何一个。,4,应用举例,例,8-1,加工起点为,O,（,0,，,0,），终点为,A,（,15,，,8,）的斜线,OA,，如右图所示。写出该斜线的,3B,格式加工程序。,其程序为：,B15000 B8000 B15000,Gx,L1,在斜线段的程序中，,X,和,Y,值可,按比例缩小,同样倍数，故程序也可写为：,B15 B8 B15000,Gx,L1,例,8-2,加工起点坐标为,O,（,0,，,0,），终点为,B,（,0,，,20,）的直线,OB,，如右图所示。写出该直线的,3B,格式加工程序。,在与坐标轴重合的程序中，,X,或,Y,的数值即使不为零，也不必写出。,因此相应的程序为：,B B B20000,Gy,L2,例,8-3,加工圆心为,O,（,0,0,），加工起点的坐标为,A,（,5,0,），终点坐标为,B,（,5,0,），试编制程序。,J,YAB,5000,5000,10000m,其程序为：,B5000 B0 B10000,Gy,SR2,例,8-4,加工圆心坐标为,O,（,0,、,0,），起点为,A,（,4,，,3,），终点为,B,（,3,，,4,），半径为,5,的逆圆弧，写出该圆弧的,3B,格式编程加工程序。如右图。,由图知：,JX,JXBC,JXCD,JXDA,1000,5000,3000,9000,其程序为：,B3000 B4000 B9000,Gx,NR4,例,8-5,试用,3B,格式编写下图所示轨迹的程序，切割路线为：,O,A,B,C,O,，不考虑切入路线。,解 编制程序如下：,B B B30000 GX L1,（,O,A,）,B15 B83 B83000,Gy,L1,（,A,B,）,B30000 B40000 B60000,Gx,NR1,（,B,C,）,B15 B83 B83000,Gy,L4,（,C,O,）,D,（停机）,2.,地址符格式程序编制,地址符编程又称,ISO,代码编程。,ISO,代码程序格式如下：,N G X Y I J,1,）程序段号,N,：位于程序段首，与后续数字一起表示该句程序的行号，后续数字,2,4,位且不全为,0,。如,N007,表示第,007,行、,N1234,表示第,1234,行。,2,）准备功能指令,G,：用于建立坐标系或控制系统的工作方式，其后续