数控电火花线切割机床

关键词： 电极 机床 加工 质量

数控电火花线切割机床（精选十篇）

数控电火花线切割机床 篇1

1 人为因素对加工质量控制改善

人为因素主要包括零件加工工艺制定与加工方法选择。制定合理的加工工艺方案及选择适合加工方法是有效保证零件加工质量的条件, 考虑因素如下所述。

1.1 切割路线的合理安排

零件在上线切割加工时已进行前期加工属于成品或半成品, 其内部势必残留少许内应力, 在夹紧力作用下必然破坏零件原有内应力平衡。在切割过程中由于切割路线安排不合理发生变形, 致使切割质量下降。故应加以预防, 改进措施为尽量使工件与夹持部分的分离安排在最后, 以提高加工中刚性, 或打穿丝孔以避开电极丝从外部切入破坏应力平衡。

1.2 切割参数选择

零件加工厚度决定了切割时参数的选择, 虽然厂家提供了切割不同厚度件的相关切割参数, 但受零件的材料及加工精度和其他因素的影响, 使得人们不能完全照搬, 而应以这些条件为基础, 根据实际需要作相应的调整。如需进行粗、精加工时还应对丝速和电极丝张力也应作适当调整, 保证加工工件具有更高的精度和表面质量, 丝速过慢加大损耗, 张紧力过小丝抖动较大, 均会影响加工质量。改进方法是根据零件接近哪一个规范厚度的原则选择相应加工参数。

1.3 丝架高度设定

在加工时如果上丝架距零件上表面较远会导致切割液浇注离散及电极丝振幅过大影响加工精度。实际加工时应根据零件高度调整丝架高度使上喷嘴与零件距离尽量接近, 近距离加工可以使零件精度和表面质量得以保证。

1.4 工件固定

在切割零件时所产生切削力很小, 但并不代表在加工时没有力的产生, 如进给力、重力及其它外力, 对加工零件的固定是必要的。如果零件自身质量较轻, 在开始切削时在进给力作用下, 会推动零件移动使得零件切割无法进行或发生切割位置错误, 当零件切割加工即将完成时, 此时要防止因工作液冲击使得加工工件发生偏斜, 一旦发生偏斜就会使切割间隙发生改变, 轻者影响零件加工表面质量, 重者使零件报废。所以需通过不同方法固定好被加工零件。

2 机床因素对加工质量控制改善

电火花线切割机属于高精度机床故对机床的维护保养十分重要。因为加工精度和质量绝大部分受机床精度影响, 只有机床精度符合要求才能为加工出高质量零件提供条件。

2.1 电极丝

电极丝的张力对零件外表面加工质量有很大影响, 应在不换丝的前提下尽可能提高电极丝的张紧力。

2.2 工作液

线切割火花放电是在具有绝缘性能的工作液介质中进行的, 当一个脉冲峰值来临时击穿工作介质形成瞬时局部高温来熔化并气化金属, 脉冲峰值过后结束一次放电迅速恢复放电间隙, 在工作液的作用下成为绝缘状态。工作液绝缘性使放电通道被压缩, 使火花放电只能在局限较小的通道半径内完成。目前线切割工作液多采用乳化油与水稀释而成, 这就对工作液性能提出了要求, 若绝缘性能太低工作液成了导电体, 而不能形成火花放电, 若绝缘性能太高, 则放电间隙过小排屑难, 切割速度降低。如击穿放电过程不稳定必然影响零件加工质量。为保证加工质量在加工前需根据零件加工工艺及设备与条件选择工作液, 检查工作液工作环境确保工作液正常工作, 工作液使用一段时间后需检查液量及赃污程度, 保证工作液绝缘性、洗涤性、冷却性达到要求。

2.3 导电块

导电块在长时间使用后表面会出现磨损, 此时需检查导电块磨损情况适时变换导电块的位置或者更换导电块。一般快走丝线切割机在加工5000 h以上须考虑变换导电块切割位置或者更换导电块。如加工铜铝合金时需经常检查导电块, 根据加工实际情况变换位置或更换导电块, 以保证零件的加工精度和表面质量。

2.4 导轮

导轮的转动状况会引起电极丝工作不稳定, 再加之导电块和上、下喷嘴的损伤而引起电极丝振动, 使得零件外表加工发生波峰或条纹, 引起工件表粗糙度差。在加工前需检查导轮的转动情况以及导电块、上、下喷嘴的损伤和脏污程度, 如有损伤及时更换, 如有污垢用清洗液清除脏物。此外还应经常检查贮丝筒内丝的情况, 丝损耗过大就会影响加工质量, 需及时更换。

3 材料因素对加工质量控制改善

零件材料不同即使按相同方式加工, 所获得的加工质量也会不相同。在进行切断时会使零件材料内部剩余应力相对平衡受到破坏, 从而影响零件加工质量。为了防止这一情况, 应选择锻造性好、淬透性好、热处置变形小的材料。

4 电极因素对加工质量控制措施

如果发生电极丝断丝现象, 势必会回到起始点重新上丝再次进行加工, 这样将会使已加工过表面再次加工, 破坏零件加工质量。加工过程中还应注意倾听放电发出的声音, 正常加工的声音应为很光滑的“哧-哧”声。同时, 机床电流表、电压表指针振幅应是很小, 处于稳定状态, 这代表进给线切割速度均匀平稳, 各项参数为最佳状态。

5 结语

我们应当充分分析零件电火花线切割加工特性。合理制定加工工艺, 选择电规准, 调整机床排除一切因素提高加工质量。

摘要：数控电火花线切割机床在模具零件制造、新产品研制和其他特殊零件加工中广泛应用。目前机床类型主要有慢走丝、中走丝及快走丝三大类, 其中慢走丝切割机床对零件加工后表面粗糙度和尺寸精度相比快走丝线切割机要高, 但慢走丝线切割机床利用率和使用成本相对也比较高, 目前在国内普及程度还有局限, 而快走丝线切割机床由于其机床结构简单, 对大厚零件加工效率较高, 近年已广泛应用。零件在数控电火花线切割机床上加工时其加工质量会受人为、机床、电极及材料等因素影响, 该文通过对上述影响因素进行分析, 对如何提高加工质量进行探索与研究, 并提出改进措施。

关键词：电火花,线切割,加工质量,改进措施

参考文献

[1]李心平.快走丝线切割机床加工质量分析及工艺参数选择研究[J].中国机械, 2014 (11) :57.

[2]杜文正, 雷玉勇, 李劲松, 等.电火花线切割加工与磨料水射流加工质量的对比研究[J].矿山机械, 2012 (3) :115-118.

电火花线切割机床的原理与分类 篇2

(1)数控线切割机床在加工时，切割刀具(铜丝或钼丝)和工件之间加有20KHz、150v的直流脉冲电压。电极丝与工件之间的脉冲放电。当刀具和工件之间的距离足够近时(约0.01mm)，电压击穿冷却切削液介质，在线切割机的切割刀具和工件靠近的全长上均匀放电，高能量密度电火花放电瞬间温度可以达到7000℃或更高，高温使被切削金属瞬间汽化，生成金属氧化物，熔融于切削液中，被移动中的线切割机刀具带出加工区域。

(2)电极丝沿其轴向(垂直或Z方向)作走丝运动，

(3)工件相对于电极丝在X、Y平面内作数控运动

数控电火花线切割实践教学探讨 篇3

[关键词]数控电火花线切割 实践教学 教学探讨

2007年，笔者以指导老师的身份带队参加了中南地区及港澳特区第三届大学生创新设计与制造大赛，在大赛中看到许多参赛作品的加工制作都采用了数控电火花线切割技术。其中很多作品原创新颖、设计思路清楚完整，但制作工艺等不很科学，使得作品的外观粗糙、不尽人意。笔者在教学中，也曾发现有些学生由于在数控电火花线切割加工零配件的工艺选择上存在工艺参数选择不合理或对基本原理的知识模糊不清等问题，使加工出来的产品存在这样或那样的缺陷。可见，数控电火花线切割实践教学确实有很多值得我们去思考和探讨的问题。

(一) 目前数控电火花线切割实践教学存在的一些问题

1.工艺方法和工艺分析的教学欠缺。工艺方法及分析一直是工业制造中最重要的组成部分。在数控电火花线切割的加工中，工艺方法是决定产品质量的重要因素之一。由于重设计、轻工艺的观念一直存在于中国的制造业，导致了学校教学也出现了重设计轻工艺的现象：在教学中对工艺方法的讲解不到位、对工艺分析不透彻等。学生只要把零件加工方法设计出来并加工完毕，就算完成实习任务了。至于做出的产品是否精致、是否美观就另当别论了，常常是形像而实不像。这样的教学方法对学生的工程素质和综合素质的培养与提高都是不利的。

2.对学生创新思维和创新能力的正确引导不到位。现在国家积极鼓励大学生创业，学校为激励大学生的创新意识，设立了各种形式的创新比赛。大学生在创新设计上思维活跃，思路很广，常常有一些非常好的创意。但对后期的加工工艺考虑不全，制造出来的作品与设计要求相差甚远，又由于缺乏相关工艺知识，不能进行技术改造，好的创意便夭折了。

3.基本知识的认识模糊。在实习教学过程中，笔者发现很多学生缺乏相关基础知识。如：有关数控电火花线切割中的电参数术语很多，而学生能记得的却很少。实习中的电极丝的材质是什么的？规格是多少？目前数控电火花线切割的电极丝规格最大或最小是多少？零件加工时的安全电流和工作电流是多大等。对于这些应掌握的基本知识，学生感觉都很模糊，那么就更谈不上学好用好了。

（二）数控电火花线切割实践教学探讨

1.加强工艺实践教学的内容。在数控电火花线切割实践教学内容上，很多老师的授课思路是：基本知识——程序编程——演示操作——学生上机实习——布置实习报告。如何让学生记得住所学知识而且还有所拓展呢？笔者认为，上课时首先要给学生提出基本工艺要求，现场示范时要结合实际问题作详细地讲解。例如，学生对工艺孔定位的概念很模糊，那么要在演示操作时尽可能作全面介绍，要告诉他们工艺孔的作用和工艺孔的常用形状；用什么方法去加工工艺孔、对于要重新定位切割的零件怎样保证重新定位孔的位置精确等。再如：对图1和图2所示零件，采用不同的定位工艺可能会出现什么现象？要让学生知道起切点设定在坯料里面的工艺孔中和从坯料外面设置起切点的定位加工时就会出现材料的应力变形不同，起切点的定位设在外面的给工件的加工带来一定的形变影响等。工艺内容的讲授不是老师主讲完就算了，还要积极引导学生自己动手制作。

对数控电火花线切割的实习或实验是将学生分组进行的，每组5人，用同一零件的图纸，选择两种不同的电参数。切割路径两组可以一样，也可以不一样，电极丝的大小选择和间隙补偿量的计算都由学生自己制定，编好程序并加工完毕后，由学生自己测定零件的表面粗糙度和尺寸精度。学生对这种方法很感兴趣，分析时都积极发表自己的见解并提出合理正确的工艺参数。这种教学方式既是学生相互交流的过程，也是他们独立思考、挖掘创造潜能的过程。只有通过自己分析和判断、亲自尝试，才能使所学知识为实践所用，才能提升他们的工艺理念、提高他们的工程素质和综合素质，为今后的专业学习和工作打下良好的基础。

2.拓宽基础知识面的教学思路。因为数控电火花线切割加工原理与机加工的加工原理有着本质的不同，所以对基本知识的讲授，不能只停留在照本宣科的教学方法上，而要让学生知道它与机加工的本质区别在哪里。按照教学流程，学生实习是先实习传统的金工项目，再实习数控加工。学生在初次接触数控电火花线切割的加工工艺时，会产生很强的好奇心。对此，可展示一些数控电火花线切割机加工出来的产品给学生看，满足他们的好奇心，调动起学习热情。然后再逐一讲解有关数控电火花线切割加工的基本原理和设备的基本结构，现场加以示范加工一个小零件，让学生清楚它的加工原理与机加工原理的不同之处，从而更清楚地理解其基本原理和基本工艺特点，知道相关工艺在生产中的运用规律。

同时还要进行现场讲解，让学生了解数控电火花线切割机为什么分为快走丝、慢走丝，它们各自有什么特点？再以这种加工方法为例，向他们介绍相关加工工艺。如电火花成型加工、电火花高速打孔等。让学生亲眼看到电加工可以加工那一类零件，为什么要分那么多不同形式的加工设备；知道那种加工所具有的经济价值以及它们在国内的发展趋势，了解国外电加工的发展动态等。基础知识面的拓宽开拓了学生的眼界、了解了加工工艺在制造业中的位置，对新技术、新工艺、工艺发展史产生了很大的兴趣，学习收获也就更大了。

3.积极引导、培养学生的创新思维和创新能力。数控电火花线切割实习，为培养学生的创新思维和创新能力提供了良好的平台。学习的过程中，老师要帮助和启发他们关注发展和学习发展中的知识点，从中悟出创造的真谛。如我校实习用的是DK77系列快走丝数控电火花线切割机床，其过滤系统在加工中存在着循环过滤不够干净、放电不稳定等问题。对加工过程中放电通道的通畅和放电平稳很不利，加工效益低，质量不稳定。对此，当做实验时可引导学生通过改进过滤系统，提高加工效益。这样的引导和启发是很有效的，学生在参观一大型企业时看见数控铣床的过滤系统就联想到对数控电火花线切割机床的过滤系统的改进，并提出了初步的改进方案。可见，培养学生的独立思考问题的能力和开启他们的潜能是很有必要的。

数控电火花线切割的二维设计对现在的大学生来说已不是大难题，但老师一定要熟悉各种软件在数控电火花线切割的设计运用，这样才能更好地引导学生在实践中正确地使用。通过对数控电火花线切割的系统学习和实践，很多学生能灵活地运用各种设计软件设计零件，经过格式后置处理就可以加工了。这也使学生的思维能力、设计能力、创新思维和创新能力上了一个新台阶。

（三）结束语

数控电火花线切割的实践教学，为学生了解和掌握数控电火花线切割的加工原理、加工工艺及创新思维和创新能力的培养提供了很好的机会，为学生的专业课程学习建立了感性平台，同时也为他们今后的就业提供一技之长。

参考文献：

[1]傅水根.金工系列课程对培养学生创新思维和创新能力的探讨[J].2000.

[2]张学政.傅水根教育教学研究论文集[C].2000.

[3]张学仁.数控电火花线切割加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2000.

数控电火花线切割机床 篇4

一般小型电火花线切割机床多采用步进电机的电—机械式自动调节系统[1],步进电机直接带动丝杠进退。因此,电机的转速、转矩和功率等参数应和丝杠的需要相匹配,如果冗余量大,易使步进电机价格贵,机电一体化系统的成本高,市场竞争能力下降,如果选用的步进电机的参数值偏低,将达不到使用要求。因此,在进行匹配选择时,机床工作台的伺服进给运动轴所采用的电机的额定转速n(r/min)是所需的最大转速,其额定转矩TN(Nm)大于等效到电机输出轴上的负载转矩[T]m与克服惯性负载所需要的转矩T惯之和。

1电机的转矩匹配

步进电机输出轴上承受等效负载力矩(包括切削负载、摩擦负载)和惯性负载,因此所选电机必须克服这些负载才能作正常的进给驱动。

1.1 切削负载

电火花线切割加工的特点是:在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性火花放电,放电时局部瞬时产生的高温把金属蚀除下来。因此在进行线切割的过程中切削负载为0。

1.2 摩擦负载

在这里只考虑由整个工作台与工件的重量引起的摩擦力所产生的负载。

1.3 惯性负载

惯性负载转矩的计算公式如下:

T惯=[J]mωm/Δt 。 (1)

式中: ωm——由工作台某轴的最高速度换算为电机输出轴的角速度;

[J]m ——等效转动惯量;

Δt ——等加速和等减速时间。

1.4 电机上的总负载

电机上的总负载转矩为:

TΣ=[T]m+T惯 。 (2)

考虑到机械的总传动效率η时,则为:

T′Σ=([T]m+T惯)/η 。 (3)

由式(3)可得出T′Σ,此时可以根据T′Σ的值对步进电机进行选择。所选用的电机若采用三相六拍通电方式,为保证带负载能正常启动和定位停止,电机的启动和制动转矩Tq应满足如下要求:

Tq≥T′Σ 。

2功率匹配

从上述可知,在计算等效负载转矩和等效负载惯量时,需要知道电机的某些参数。在选择电机时,常先进行预选,然后再进行必要的验算。预选电机的估算功率P可由下式确定[2]:

undefined。

式中:nmax——电机的最高转速,r/min;

ωmax ——电机的最高角速度,rad/s;

λ ——电机、减速器的功率系数, 一般λ=1.2～2,对于小功率伺服系统λ可达2.5;

εm ——电机升、降速时的角加速度,rad/s2。

3验算

预选电机功率后,应进行以下验算:

3.1 过热验算

当负载力矩为变量时,应用等效法求其等效转矩Tdx,当电机激磁磁通Φ近似不变时,Tdx计算公式如下:

undefined。

其中:t1,t2,…为时间间隔,在此时间间隔内的负载力矩分别为T1,T2,…。则所选电机不过热的条件为:

undefined

。

其中:TN为电机的额定转矩,Nm;PN为电机的额定功率,W;Pdx为换算的电机功率,Pdx=(Tdx·n)/9.55。

3.2 过载验算

应使瞬时的最大负载转矩TΣmax与电机的额定转矩TN的比值不大于某一系数,即:

undefined。

其中:km为电机的过载系数,一般由电机产品目录中给出。

4结语

综上所述,由于电火花线切割机床在加工中切削负载为零,因此其步进电机在进行匹配选择时,只需考虑摩擦负载转矩和惯性负载转矩。在实际应用中,常常是先进行预选,然后再进行验算,必要时进行修整,最后确定电机型号。

参考文献

[1]张学仁.数控电火花线切割加工技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000.

数控电火花线切割机床 篇5

（本部分内容对于需要用线切割切直线，斜线，圆或是圆弧的朋友有很大的帮助,是本人参考其它资料，并自己进行了归纳总结的基础之上的一点心得体会，希望能给大家带来方便，本部分内容通用适于3C程序的编程之用）

目前，我国数控线切割机床常用3B程序格式编程，其格式如下所示：

程序格式：BXBYBJGZ（对于3C程序格式为CXCYCJGZ）分隔符号/X坐标值/分隔符号/Y坐标值/分隔符号/计数长度/计数方向/加工指令

1、分隔符号 B

因为X、Y、J均为数字，用分隔符号（B）将其隔开，以免混淆。

2、坐标值（X、Y）

一般规定只输入坐标的绝对值，其单位为μm，μm以下应四舍五入。

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。允许将X和Y的值按相同的比例放大或缩小。

对于平行于X轴或Y轴的直线，即当X或Y为零时，X或Y值均可不写，但分隔符号必须保留。

3、计数方向G

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。

斜线的计数方向

（1）加工直线 可按右图选取：

|Ye|>|Xe|时，取Gy；

|Xe|>|Ye|时，取Gx；

|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。圆弧的计数方向

（2）对于圆弧，当圆弧终点坐标在右图所示的各个区域时，若：

|Xe|>|Ye|时，取Gy;

|Ye|>|Xe|时，取Gx；

|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。

4、计数长度J

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。

图3 例1斜线的G和J

例1，加工图3所示斜线OA，其终点为A（Xe,Ye）,且Ye>Xe,试确定G和J。

因为|Ye|>|Xe|,OA斜线与X轴夹角大于45°时，计数方向取Gy,斜线OA在Y轴上的投影长度为Ye，故J=Ye。

图4 例2圆弧的G和J

例2，加工图4所示圆弧，加工起点A在第四象限，终点B(Xe,Ye)在第一象

限，试确定G和J。

因为加工终点靠近Y轴，|Ye|>|Xe|,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=JX1+JX2。

图5 例3圆弧的G和J

例3，加工图5所示圆弧，加工终点B(Xe,Ye),试确定G和J。

因加工终点B靠近X轴，|Xe|>|Ye|,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。

5、加工指令Z

加工指令Z是用来表达被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息的。控制系统根据这些指令，正确选择偏差公式，进行偏差计算，控制工作台的进给方向，从而实现机床的自动化加工。加工指令共12种，如图6所示。

a）直线加工指令 b）坐标轴上直线加工指令

c）顺时针圆弧指令 d）逆时针圆弧指令图6 加工指令

位于四个象限中的直线段称为斜线。加工斜线的加工指令分别用L1、L2、L3、L4表示，如图6a所示。与坐标轴相重合的直线，根据进给方向，其加工指令可按图6b选取。

数控电火花线切割机床 篇6

关键词：主动波浪补偿；二次液压控制；信号检测；控制算法

中图分类号：TG665 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0008-02

激光技术主要是将激光束进行聚焦，再聚焦后形成功率较高的密度光斑，并将需要被切割的材料快速的加热，直到达到汽化的温度，在经过蒸发后形成气孔，利用激光光束和材料之间的相对移动，进行窄缝切割的连续切割。利用激光技术进行切割，可以对一些影响因素进行调节，包括激光的功率，激光切割的速度、气压以及光路系统。

1 激光切割机床中数控系统的嵌入

嵌入式系统也就是计算机系统，利用计算机软件运行作为核心内容，由其软件与硬件控制裁剪，其适用与不同系统根据不同版本的系统的具体功用，做出与不同要求相适应的专用系统。其主要的结构有：嵌入式处理器和外围设备、操作系统、应用软件。数控激光设备是利用计算机运行技术，将嵌入式系统融入，这种方式被叫做嵌入式数控系统，该系统可以改变结构对象，根据使用者的需求增设或减少，实现各种层次的数控系统，这种系统可以提高系统的整体性能与可靠性，在一定程度上可以减少系统运行的成本，不断增大其做功率，提高数控激光切割机床的竞争力。

2 数控激光切割机床

2.1 光机联动切割机床

激光切割设备主要包括：激光器、聚焦系统与光束传输、电源和控制装置、工作台、气源与水源、割柜和操作面以及数控装置。其中激光器主要是提供激光切割设备加工中需要的光能，满足设备加工需要的稳定性与可靠性，保证设备的稳定运行，根据设备加工的要求来调节合适的输出功率。其中光束传输与聚焦系统，主要是将激光束聚焦在加工工件上，其中小功率系统需要采用透镜聚焦，大功率系统使用反射聚焦镜来聚焦。部分设备利用光纤来传导，利用光纤导光系统的柔性、易配合性、功率密度性好等优势进行光束的聚焦。

其中工作台中安装伺服电机驱动，可以实现定位并切割加工工件，但是在使用工作台时，需要保持其台面的整洁干净，保证其运动的精度，工作台面材料需要选择硬度较高的不容易被破坏的。控制装置是用来显示实时参数的，起到控制、保护、警报等作用，为了提高激光器的稳定运行能力，需要采用响应较快的，稳定性能较高的控制电源。

数控装置是按照指定的代码与程序格式来编写加工程序单，其中包括工艺路线和参数、光斑运动轨迹和直径、切削参数与辅助功能，将程序单的相关内容统一的输入到计算机系统中，用软件来控制并指挥机床来加工零部件。在激光切割的过程中，利用惰性气体的特性来保护切割缝不受氧化，同时气源可以防止聚焦透镜受到金属蒸汽的污染或者液体溶滴溅射，主要起到屏蔽的作用。而水源可以降低加工系统的整体温度。

2.2 龙门式联动切割机床

龙门式光机联动激光切割机床是融激光器和机床以及数控系统为一体，这种数控激光切割机床设备整体性能好，并且占用的空间面积小，设备的成本低、适应性强，被广泛的应用在工业生产中。就激光和机床分离设备来说，其工件和光束的相对移动可以采取的方式有两种，一种是保持工作台不同而光束移动的方式，一种是工作台移动而光束固定不动。

根据光束与设备相对移动的特点，采用光机联动方式时，需要把机床设计为龙门式的结构，如图1所示，主要由激光器与移动Y轴共同构成切割机床横梁部分，光束在沿着Y轴进行短程运动时，工件需要沿着X轴进行长方向运动，这样的构成方式可以使机床结构更加紧凑，当Y轴在一定范围内进行移动时，不需要加扩束镜，这样可以有效的降低设备使用成本。

龙门式机床结构布局可以做好整体的防护工作、集中抽风与落料，在进行工件的切割时，工件会受热变形，在加工大型工件与薄板件时，由于其焦点位置很难一直不变，由此必须用检测传感器与信号处理器以及控制电器、驱动装置一同组成焦点自动化追踪系统，严格的控制机床的高度，以获得较好的割缝质量，其主要是利用激光切割的无切削力等优势，优化了机床的整体布局，同时深入的研究了机床高速运行与光束聚焦系统等一系列的关键技术，为提高机床的整体性能奠定了良好的基础。

3 激光切割的关键技术

3.1 光束聚焦问题

在使用数控激光切割机时，选择的凹聚焦镜直接影响着其切割的质量，根据激光器波长的输出长度一定，而高功率的激光在透视时，要保证透镜材料均匀、吸收性低、导热性高、机械强度高等品质，要利用抛光表面与高水平光学镀膜技术等，使用平凸镜作为热处理焊接需要的切割镜片，平凸镜不影响成像的品质。同时光机联动式机床的高度控制系统，需要采用非接触式的电容传感器，保持切割喷嘴和加工金属件在特定的高度，防止由于接触产生探爪磨损。

3.2 气体与喷嘴设计

通常情况下数控激光切割技术都需要采用辅助气体，一些金属材料或者非金属材料，需要采用压缩空气或者惰性气体，而大部分的金属材料，需要用活性气体即氧气，调节氧气的纯度来控制切割的质量。在选择并确定使用何种辅助气体为前提，要调节好气体压力的大小，若在进行薄材料的高速切割时，需要将气体的压力调高，防止切割口的背面出现粘渣现象，若切割的材料的厚度增加或者切割的速度比较慢时，需要将气压适当的降低，其喷嘴在使用的过程中容易损坏，所以需要定期检查并更换。

3.3 导光系统与切割速度

数控激光切割机导光系统主要包括反射式的扩束镜、折反射镜片和圆偏振镜片以及聚焦镜片等，光束利用这些镜片从激光器中被传导到切割头，最后进行聚焦并在喷嘴处和切割辅助气体一同输出，但需要注意的是：由于透镜在吸收传递光束的过程中，会出现能量损失导致变形的情况，最终会造成光束的焦点位置被改变，而影响到切割的效果，由此需要选择无氧铜镀金镜片，在镜片内直接注入冷却水，保证切割的质量。除此之外在使用光纤进行激光的传导时，需要充分考虑光纤传导功率的大小。

数控切割技术的使用过程中，需要严格控制切割的速度，需要利用能量平衡或者热传导的公式来估算其最大的切割速度，而且切割的速度还与光束的有效功率的密度、激光光束的模式、激光光斑的尺寸、被切割材料的密度、汽化需要的能量等因素有关，由此需要经过实践效果的最佳效果来确定切割的速度。

3.4 光路补偿措施

光束发散性的特性和光束偏振的特性是在设计光路系统时主要考虑的两个方面，其光束的补偿措施主要有扩束镜、平片VRM（变曲率半径镜）、恒定光程系统。其中扩束镜是由凸、凹透镜一同组成，是一种光学系统，可以改变光束大小同时还可以改变光束发散特性。其工作的原理是下扩束光束再聚焦光束，以得到最小的焦点，将光束的直径有效的控制在合理的切割范围内，提高切缝同板材的垂直精度，装置办法，如图2所示。

其中VRM系统的主要运行原理：调整变量泵输出的流量控制VRM镜片中水槽的水压，达到改变透镜曲率半径的作用，其可以改变光路长度的同时调整光束特征参数，保持焦点半径与焦点深度稳定性。VRM系统的构成比较复杂，成本比较高并且需要用闭环进行控制，这一系统在国外的一些技术先进的产品中会使用这种光路补偿办法，但是在我国国内由于数控激光切割机床的整体技术水平还不够完善，由此很难达到预计的使用效果。

恒定光程系统指的是恒定激光器与加工版面光束的传输距离，其恒定方案主要包括：一种是单独用一台伺服电机来控制光学镜片，取得最终的恒定光路的长度，这种方案可以有效的调节光路的长度，并满足光程长度不同的加工需求。另一中是利用光学镜片与导光壁确定光路的恒定长度，此方案调节光路比较简单。

4 结 语

数控激光切割技术正在不断地完善，其使用的成本得到了有效的降低，而设备的工作效率却在不断提升，但是我国的数控激光切割技术在一定程度上，还没有满足工业发展的需求，而我国正在不断尝试研发功能齐全的数控切割设备，来促进制造业的发展，文中针对数控切割机床以及其关键技术等方面做了简单的阐述，意在为提高我国激光切割技术水平提供可参考的建议。

参考文献：

[1] 潘冬.高速激光切割机床数控系统探究[J].电子测试，2014，（S2）.

[2] 洪超，钟昇，周鹏飞，等.激光切割机光路系统设计[J].锻压装备与制造技 术，2013，（1）.

数控电火花线切割机床 篇7

高速走丝电火花线切割机床是我国独创的数控电火花线切割加工模式,在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的加工方面起到了不可替代的作用[1,2,3]。高速走丝电火花切割机床的加工精度受机械传动精度影响大,机床坐标工作台的传动精度和电极丝在放电间隙的运动位置精度都直接影响加工精度。表面粗糙度主要取决于单个脉冲放电能量的大小,但电极丝的走丝速度和抖动情况、机械传动精度、进给速度等对表面粗糙度的影响也很大。可见,提高高速走丝电火花线切割机床加工精度的方法之一就是提高机械传动精度。

传统的高速走丝电火花线切割机床的坐标工作台安装在床身上,用来装夹被加工的工件。线切割加工时通过步进电机驱动,经过齿轮与丝杠传动带动工作台运动,从而对工件进行加工。但是工作台的移动精度直接影响工件的加工质量,因而对工作台的丝杠、螺母、导轨等都有较高的精度要求。迫切需要一种新的传动方式来提高高速走丝电火花线切割机床的加工精度。

有学者自主研制了一台立式旋转电火花线切割机床,其核心部分是上下两个回转头在几个伺服电机的驱动下高速旋转,从而带动电极丝旋转和移动[4,5,6]。进一步发展了立式旋转线切割机床的结构。

本文设计了一种用直线步进电机驱动的高速走丝电火花线切割机床,该机床用X方向直线步进电机驱动X方向工作台带动滚丝机构和加工装置在X方向往复运动,用Y方向直线步进电机驱动Y方向工作台在Y方向往复运动。X方向工作台和Y方向工作台分离,消除了X、Y方向传动精度相互之间的干扰和累积。

1 典型高速走丝电火花线切割机床的组成

高速走丝电火花线切割机床主体主要由工作台、储丝及走丝机构、丝架及导轮机构、电气控制系统、工作液循环系统等组成,如图1所示。

用来装夹工件的工作台连接有旋转步进电机和手轮,可以自动进给和手动操作。工作台安装在经过水平校正的床身上,有上下两层。上面一层称为上拖板,也就是工作台。下面一层称为下拖板,它带动上拖板左右来回移动。上下拖板下面都装有丝杠,丝杠连接旋转步进电机和手轮。手动操作时,可以摇动手轮来控制拖板向前后左右往复移动。加工零件时,可由电气控制系统驱动旋转步进电机,带动上下拖板往复移动。

高速走丝电火花线切割机床是我国独创的电火花线切割加工模式。电极丝以钼丝或钨钼合金为主,在加工中电极丝被反复使用。其走丝速度非常快,通常在8-10m/s。比慢走丝线切割机床结构简单,价格便宜。但是由于走丝速度快,造成机床和电极丝的振动比较大,加工精度较低。一般加工精度为0.01-0.04mm,只能满足一般模具的加工。为了提高高速走丝电火花线切割机床的加工精度,本文提出了一种新型驱动系统结构的线切割机床。

2 用直线步进电机驱动的高速走丝电火花线切割机床

如图2所示,这是一种用直线步进电机驱动的高速走丝电火花线切割机床。其技术解决方案是直线步进电机驱动滚丝机构和加工装置在X方向往复运动,驱动工作台在Y方向往复运动。

直线步进电机驱动的高速走丝电火花线切割机床包括滚丝机构、加工装置和X、Y方向进给机械结构等。滚丝机构包括走丝溜板、储丝筒、支座和电机。走丝溜板在X方向工作台上往复运动。加工装置包括上线架和下线架。上线架和下线架固定在立柱上。立柱固定在X方向工作台上。

X方向进给机械结构包括X方向直线步进电机定子、X方向直线步进电机动子、X方向直线导轨、滑块和X方向工作台。X方向直线导轨和X方向直线步进电机定子固定安装在床身上;滑块安装在X方向直线导轨上,与之配合使用,组成移动副;X方向工作台是一个用于放置滚丝机构和加工装置的动平台,X方向工作台下侧有四个凸台,用于安装滑块;所述的X方向直线步进电机动子通过螺栓固定在X方向工作台的下部。

Y方向进给机械结构包括Y方向直线步进电机定子、Y方向直线步进电机动子、Y方向直线导轨、滑块和Y方向工作台。Y方向直线导轨和Y方向直线步进电机定子固定安装在床身上;滑块安装在Y方向直线导轨上,与之配合使用,组成移动副;Y方向工作台是一个用于放置加工零件的动平台,Y方向工作台下侧有四个凸台,用于安装滑块;Y方向直线步进电机动子通过螺栓固定在Y方向工作台的下部。

这种用直线步进电机驱动的高速走丝电火花线切割机床的优点在于:采用了由直线步进电机驱动滚丝机构和加工装置在X方向往复运动,驱动工作台在Y方向往复运动。取消了从电动机到工作台之间的机械中间环节,消除了传统机械传动链所带来的反向间隙、惯性、摩擦力和刚性不足等缺点。X方向工作台和Y方向工作台的分离消除了X、Y方向传动精度相互之间的累积和干扰。

3 结束语

直线步进电机在高速走丝电火花线切割机床中还没有得到应用,但是这种针对提高高速走丝电火花线切割机床加工精度而设计的新型驱动结构在原理上是可行的。该机床在X、Y两个方向用直线步进电机分别驱动X方向工作台、Y方向工作台。取消了从旋转步进电机到工作台之间的机械中间环节,消除了传统机械传动链所带来的反向间隙、惯性、摩擦力和刚性不足等缺点。X方向工作台和Y方向工作台的分离,也消除了X、Y方向传动精度相互之间的干扰和累积。可见本文为高速走丝电火花线切割机床的发展提出了一种新的驱动结构形式。

摘要：高速走丝电火花线切割机床的加工精度受机械传动精度影响很大。基于直线步进电机驱动系统的特性,本文提出了一种新型的高速走丝电火花线切割机床驱动结构。详细阐述了这种机床的关键零部件,并分析了结构设计的优点。

关键词：高速走丝电火花线切割机床,直线步进电机,驱动系统

参考文献

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[4]郑华山,滕向阳,贾志新,等.立式旋转电火花线切割机床的振动分析与动平衡试验研究[J].电加工与模具,2009(1):26-28.

[5]贾志新,滕向阳,闫凯,等.立式回转电火花线切割加工特性分析[J].机械制造,2006,44(507):56-58.

数控电火花线切割加工工艺 篇8

数控电火花线切割因效率高、工艺指标高[1] (工件的外形精度、位置精度和表面粗糙度) 、加工范围广而被广泛应用, 因此, 对线切割加工过程的工艺分析很有必要, 适合于线切割的工件类型主要有各种形状孔及键槽、齿轮内外齿形、窄长冲模和各种平面图案。

1 加工工艺分析

1.1 图样的工艺分析

线切割工件图样的工艺分析相对普通机加工 (车、铣、磨等) 工件图样的工艺分析较为简单[2], 主要分析线切割的工艺条件能否加工工件的拐点 (凹凸角) , 分析能否用线切割加工的经济精度范围满足工件的尺寸要求 (工件形状精度、位置精度和表面粗糙度) 。

1) 拐点 (凹凸角) 尺寸分析:a.电极线切割轨迹与被加工面距离L=d/2+δ电极线轨迹。b.工件凹角半径R1≥d/2+δ, 工件凸角半径R2=Rl-Z/2。

2) 加工精度分析。工件定位与装夹及引入、偏移量、切割起始点、切割轨迹、超切、超出、回退程序、取件位置等线切割过程中的因素都决定了电火花线切割加工精度[3]。降低线切割面的线性度, 使加工面均匀平滑、垂直度小, 可有效提高工件的外形精度。工件的位置精度主要取决于机床的机械精度、控制精度 (编程、伺服、插补) 以及加工过程中的定位方式。工件表面粗糙度取决于加工设备的选取[4], 快走丝加工, 工件表面粗糙度值可控制在Ra0.63~2.5μm之间, 慢走丝加工时, 工件表面粗糙度值可控制在Ra0.5~0.8μm之间。

1.2 电极丝的选择

电极丝作为特殊的加工工具, 除需具备高强度、高熔点、低电阻率外, 还应具备良好的导电性和抗电蚀性[5]。常用电极丝材料有钨丝、铂丝、包芯丝黄铜丝和石墨。钼丝常用于快走丝机床, 钨丝虽强度高但因成本原因较少用在快走丝机床;铁丝、铜丝、专用合金丝及镀层电极丝则较多用于慢走丝机床, 如表1所示。

电极丝直径的确定要结合切缝宽度、拐角尺寸和工件厚度等因素, 在特殊的微细加工须用直径细的电极丝, 常用的电极丝及其特点如表1所示。由于工件中存在切缝和拐角, 电极丝直径的选择与工件厚度相互矛盾, 根据加工经验, 表2列举出了电极丝直径、拐角R和工件厚度之间的对应关系。

1.3 穿丝孔确认

作为切割工件和程序执行的起始点, 穿丝孔径常开在工件的基准点, 孔径一般为3~10 mm, 对于不同类型的工件, 孔的位置可分为两类:

1) 凹模、孔类工件。为减少加工起始时的切割距离, 简化编程, 穿丝孔与型孔边缘距离控制在2~5 mm为宜, 具体位置如图1所示。

2) 凸模、轴类工件。为避免加工过中工件过大形变, 穿丝孔与毛坯外沿距离要不小于5 mm, 具体位置如图2所示。

1.4 加工参数选择

根据工件厚度合理设置脉冲电源加工参数 (加工电流、脉冲宽度、脉冲间隔及功率输出) , 可有效改善工件的工艺指标 (精确度、表面粗糙度、加工效率和稳定性) , 如表3所示。

由表3可知:脉冲宽度与加工效率成正比, 与加工面粗糙度成反比, 脉冲间隙大, 加工电流能量小, 适合加工较厚工件, 输出功率大可获得较高的加工电流。

1.5 工作液选取原则

线切割加工工艺不同需要的工作液不同, 工件厚度和工件表面粗糙度要求一定程度上也决定了工作液的选取。一般情况下, 去离子水、煤油常用于慢丝加工, 乳化液常用于快丝加工。工作液的选取一般需遵循以下5个原则:1) 合适的绝缘性。绝缘性高, 则击穿介质能耗大, 蚀除量减少;绝缘性低, 则工作液导电能力过强, 无火花放电。2) 冷却性好。电极放电瞬时, 线切割局部温度过高, 应充分冷却线切割部位, 及时释放过多的热量, 避免过热现象。3) 洗涤性强。可及时排出切屑。4) 防锈性好。可避免工件在加工过程中锈蚀, 也有益于机床保养与维护。5) 加工全程对操作人员无毒害。

配比不同的同一类工作液, 加工的工件效果也不同。如慢丝线加工中, 对工艺要求不同的工件, 工作液选取不同配比的离子水 (主要是导电率不同) 以满足不同的工艺。

2 断丝问题及原因分析

断丝现象在线切割加工中较为常见, 工件材料不同、电极丝损耗、张紧力大小、导丝机构、工作液优劣、加工过程稳定性及加工参数设置合理性都可能导致断丝现象的产生[6]。

1) 与工件有关的断丝:a.工件热处理致使材料内部产生内应力, 加工过程内应力释放, 导致电极丝断丝。b.在切割轨迹终点, 废料由于重力原因, 脱落时夹住电极丝而导致断丝。c.工件不导电引起的断丝。可能存在于铸造坯料内部的气孔、沙眼、不导电杂质以及坯料外部不导电物 (油漆、塑料薄膜等) , 加工中易拉断电极丝。

2) 与工作液有关的断丝:a.工作液配比不当引起断丝。b.工作液供给量不足引起断丝, 工作液流速是否合理、回流通道是否通畅影响工作液的供给量, 直接影响工件的冷却效果, 工作液不足, 易引起电极丝被烧断。

3) 与走丝机构有关的断丝:a.导电块与电极丝加工中长时间接触磨损, 易产生沟槽夹断电极丝。b.导轮稳定性不足影响电极丝工作的稳定性进而引起断丝。c.张紧机构不合理造成电极丝张紧力过大导致断丝。d.储丝筒轴向、径向不稳定性, 以及电极丝缠绕不当易导致断丝;

4) 与程序有关的断丝:a.电极丝切割轨迹设置不当易导致断丝。b.二次切割时电极丝在上次断丝缝隙处易放电不均, 致使电极丝损害较大而导致再次断丝。

5) 与切割工艺参数有关的断丝:a.工艺参数设置不当易加快电极丝的磨损导致断丝, 应根据具体工件的材料、尺寸选取、优化加工参数。b.加工厚度较大或薄壁类工件时, 切割速度较大易导致短路、拉弧, 使切割温度过高烧断电极丝。

3 结论

分析了线切割在实际加工过程中工艺要求、操作原则和注意事项, 并对线切割过程中各部分易出现的断丝问题进行了分类, 详细分析了导致断丝的原因, 对线切割加工工艺的设置具有一定的参考意义。

参考文献

[1]梁天宇.型芯零件的电火花线切割加工工艺分析[J].模具制造, 2014 (4) :74-77.

[2]陈志, 李贺, 张臻, 等.基于灰色预测模型电火花线切割工艺参数优化[J].机床与液压.2014 (23) :5-8.

[3]彭丽, 白金平, 程明, 等.电火花线切割工作液的研究现状[J].电加工与模具, 2014 (6) :59-62, 66.

[4]李一华, 黄艳松, 马永清, 等.提高快走丝线切割加工表面质量的工艺研究[J].机械工程师, 2013 (11) :189-191.

[5]王建平, 宋乃坚.数控电火花线切割加工工艺研究[J].新技术新工艺, 2006 (1) :59-61.

数控电火花线切割机床 篇9

对热处理后的坯件进行线切割加工过程中, 由于在整块材料上进行切断和大面积去处金属, 会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏, 从而产生很大的变形, 破坏了零件的加工精度, 有时甚至使加工无法进行。

为了减少这些情况, 选择材料时应注意其锻造性、淬透性、热处理变形等几个指标, 要正确选择热加工方法并严格执行热处理规范。另一方面, 在加工时也应注意选择正确合理的加工路线, 这是减小应力变形的一种主要方法。

2 走丝路线的选择

线切割编程中, 走丝路线的选择的合理与否, 将直接影响工件变形的大小并影响加工精度。因此, 为了防止模具零件的变形与裂纹, 提高加工质量, 应慎重选择走丝路线。走丝路线的安排应有利于工件在加工过程中始终与装夹支撑架保持在同一坐标系内, 保证定位的准确性;避免应力变形的影响, 并遵循以下原则。

(1) 走丝路线开始应从远离夹具的方向开始进行加工, 最后在转向工件夹具的方向。其中, 图1 a、c所示的走丝路线是错误的, 如果按此路线加工, 第一段切割加工就将主要的连接部位割断, 余下材料与夹持部分连接较少, 工件刚度降低, 易产生变形。所以, 一般情况下, 最好将工件与其夹持部分分割的线段安排在切割路线的末端, 最后转向夹具方向切割。

(2) 尽量避免从工件外侧端面开始向内切割, 而采用从工件上预制穿丝孔, 再从孔处开始加工, 如图1 c、d所示。图1 a、b不打穿丝孔, 从外切入工件, 切第一边时使工件的内应力失去平衡而产生变形, 在加工其他边时, 误差就会增大。

对精度要求较高的零件, 最好采图1c所示的方案, 电极丝不是由坯件外部切入, 而是将切割起始点取在坯件预制的穿丝孔中, 这种方案可使工件的变形最小。

(3) 切割路线应与工件的外缘 (端面或侧面) 保持一定的距离, 要求不小于5mm如图2

(4) 若在一块坯件上要切出两个 (或两个以上) 工件时, 应从不同的预制孔 (穿丝孔) 起始切割加工, 而不应连续一次切割出来, 如图3

(5) 当切割高精度型孔槽 (腔) 类凹模零件, 及一些形状复杂, 壁厚, 截面变化大的大型模具零件, 宜采用二次 (或多次) 切割法。通常, 精度要求高的部位即第一次粗切割型孔, 对所要求的尺寸单边留2~3mm余量进行粗加工, 待工件释放较多变形后, 在单边留0.05~0.1mm余量进行半精加工, 最后精切割至要求尺寸精度。即为3次切割法, 第1次为粗切割, 第2次为半精切割, 第3次为精切割。这是提高模具零件线切割加工精度行之有效的方法。如图4。

3 走丝路线的优化

线切割加工模具中, 优化电极丝的走丝路线有利于提高切割质量和缩短加工时间。因此在走丝路线编程中, 应该根据工件的尺寸、形状、精度要求, 电极丝放电间隙的大小及凹凸模的间隙的大小等多方面因素, 并结合以下点综合地分析:

1.第一次切割路线;2.第二次切割后的变形图形;3.第三次切割的形状

(1) 尖角切割法当要求工件切割成“尖角” (或称“清角”) 时, 可采用方法一, 在原路线上增加一小段超切路程, 如图5所示的A0-A1段, 使电极丝切割的最大滞后点达到程序A0点, 然后再前进到附加点A1, 并返回至A0点, 接着再执行原程序, 便可切割出尖角。也可采用图6所示的方法二的切割路线, 在尖角处增加一段过切的小正方形或小三角形路线作为附加程序, 这样便可保证切割出棱边清晰的尖角。

(2) 拐角的割法线切割放电加工过程中, 由于放电的反作用力造成电极丝的实际位置比机床X、Y坐标轴移动位置滞后, 从而造成拐角精度较差。

电极丝的滞后移动则会造成工件的外圆弧加工过亏, 而内圆弧加工不足, 致使工件拐角处精度下降。为此, 对于工件精度要求高的拐角处, 应自动调慢X、Y轴的驱动速度, 使电极丝的实际移动速度与X、Y轴同步。也就是, 加工精度要求越高, 拐角处的驱动速度应越慢。

(3) 小圆角切割法若发现图样要求的内圆角半径小于切割时的偏移量, 将会造成圆角处“根切”现象。为此, 应明确图样轮廓中最小圆角必须大于最后一遍修切的偏移量, 否则应选择直径更细的电极丝。在主切割加工及初修切割加工中, 可根据各遍加工时不同的偏移量, 设置不同的内圆角半径, 即对于同段轮廓编制不同的内圆角半径子程序, 子程序中的内圆角半径应大于此遍切割的偏移量, 这样就可切割出很小的圆角, 并获取较好的圆角切割质量。

4 正确选择进刀线和退刀线

附加程序一般有以下几种:

(1) 引入程序。程序起点是在程序的某个节点上, 如图7之a点。在一般情况下, 引入点, 如图7中之A, 不能与起点重合。这就需要一段引入程序。引入点有时可选在材料实体之外 (如大多数凸模的加工) , 有时也选在材料实体之内 (如凹模加工) , 这时还要预制工艺孔, 以便穿丝。

引入点应尽量靠近程序的起点, 以使引入程序最短, 缩短切割时间。另外预制工艺孔虽会带来制孔、穿丝的麻烦, 但由于合理地选用了引入点和引入程序, 故控制了加工过程中的材料变形, 提高了加工效率和精度。

(2) 切出程序。有时工件轮廓切完之后, 钼丝还需要沿切入程序反向切出。如果材料的变形使切口闭合, 当钼丝切至边缘时, 会因材料的变形而卡断钼丝。这时应在切出过程中, 附加一段保护钼丝的切出程序, 见图7中A'一A"。A'点距材料边缘的距离, 应依变形力大小而定, 一般为1mm左右。A'一A"斜度可取1/3~1/4。

(3) 丝半径补偿的建立

1) 半径补偿值的计算方法:半径补偿值=钼丝半径+放电间隙

2) 丝半径补偿的建立和取消必须用G01直线插补指令, 且必须在切入过程 (进刀线) 和切出过程 (退刀线) 中完成, 如图8所示。

(4) 许多用户在加工时, 喜欢将进刀线选的和X轴或Y轴重合, 这样, 当因其它因素造成断丝等情况, 需要重新找中心时, 因X轴或Y轴正方向已有一条切缝, 给再次找中心带来困难, 其实只需在编程时有意识地将进刀线与X轴或Y轴倾斜一角度, 一般取45度较好, 如图9方向所示, 这样, 进刀线的切缝就不会影响找中心了。

(5) 如果起切线段在圆上, 经常出现导入线不符合要求的情形。这是因为软件系统中, 对于圆线段存在一个默认点 (往往是最右端的1/4点) 为圆的起点和终点, 而采用直线切入方式时默认的导入线是从入丝点到选中的线段起点。如果导入线不符合要求, 可以将圆打断, 并定义符合要求的打断点, 重新生成加工轨迹即可。如图10所示, 图a不符合要求, 在特定点将圆打断即可, 图b为理想的导入线。

5 总结

在线切割加工中, 影响工艺指标的因素很多, 如机械传动精度, 工件装夹方式及定位精度, 脉冲电源参数的波动及分合理的参数选择, 电极丝的损耗, 抖动, 加工起割点的选择, 加工路线的选择, 加工操作者的熟练程度等。因此, 充分认识她们的客观规律性, 综合考虑, 全面认真地制定出科学, 合理的加工工艺对切割加工质量相当重要。

参考文献

[1]张学仁主编.数控电火花线切割加工技术.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2000年6月.

数控电火花线切割机床 篇10

在工科院校金工实习是必修的一门课, 为了让学生在实习过程中能提高兴趣、提高金工实习的激情, 要求学生按老师给定的设备及加工材料的一些基本要素去设计自己的作品, 并要在设备中加工出实件。本文就通过线切割、数控车、电火花等多工种不同工序结合, 让学生在金工实习中通过不同工种实习最后完成一件自己独立设计与制作的作品。

1 传统的金工实习分析

金工实习的工种比较多, 大致分为两类:传统的普通加工和先进的数控加工。以往金工实习的教学指导都是各工种之间独立地进行, 学生按各工种老师给出的图纸, 在设备中按样加工出来。这样就导致学生不会去独立思考, 很容易就对金工实习失去兴趣, 失去激情, 甚至身心疲惫, 这样不但会使学生产生消极的实习态度, 还容易在实习过程中发生安全事故。

2 现在金工实习安排

数控车、线切割、电火花等多工种不同工序结合, 最终完成一个头部为鼓形, 尾部为自由设计的回转体零件, 并且在鼓形的侧端面上用电火花电腐蚀加工出一个凹凸的立体图案, 这个图案在线切割编程时自由设计。自由设计加工出来的零件还能让学生带回去, 从实践过的结果来看, 学生的实习兴趣能得到很大的提高。

2.1 数控车实习要求 (14课时)

数控车工种设计回转体零件 (包括规定尺寸的鼓形和自由设计部分) , 并在数控车床按照规定的精度要求进行加工。要求如下:毛坯为准25铝棒材, 加工出头部为准24×12.2弧形R10.5的鼓形, 尾部为准24× (60~12.2) 范围内自由设计尺寸及形状的零件。用数控车床加工, 表面质量要求约Ra3.2, 工件设计示意图见图1。

2.2 线切割实习要求 (14课时)

利用线切割工种的Feacher CAM软件来设计图案, 进行编程, 并在线切割机床上加工数控电火花所需要的铜电极 (刀具) 。要求如下:

Feacher CAM软件建立毛坯尺寸26 mm×26 mm×1.5 mm, 自主设计图案在准18~20 mm范围, 连接 (离开紫铜片, 加工后凸起) 宽度≥0.1 mm, 开缝 (留在紫铜片上, 加工后凹陷) 宽度≥0.7 mm。阳模特征, 开始点设定在图案中心正下方13 mm处垂直切入。用线切割机床加工, 钼丝离紫铜片工件下方距离1 mm, 如图2, 在图3中画出自主设计的图形。

2.3 数控电火花实习要求

在电火花工种分别将零件和铜电极进行装夹校正, 通过电火花电腐蚀加工所需图案, 做出成品。要求:线切割加工过的紫铜片翻转180°装在底座上固定好, 数控车加工的毛坯装在专用夹具上固定好, 如图4。校正平面高度差≤0.1 mm, 对刀位置差≤0.5 mm, 加工深度1 mm, 加工出的成品如图5所示。

3 结语

通过实践证明, 数控车、线切割、电火花等多工种不同工序结合, 让学生在金工实习中通过不同工种实习最后完成一件自己独立设计与制作的作品, 从而提高教学质量和学生的学习兴趣, 对不同工种的工序、工艺、精度等有更深入的了解, 让学生从被动的学习变成主动的学习, 学习效果也得到了很大的提高。

参考文献

[1]梁松坚.机械工程实训[M].北京:中国轻工业出版社, 2013.

[2]梁秋华.Feature CAM软件在线切割教学中的应用[J].模具工程, 2010, 105 (1/2) :90-91.