第3章-加工中心和电加工部分.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,点击此处结束放映,第三章 数控机床实例（,3.3,加工中心部分）（,3.4,电加工部分）,加工中心,3.3,数控电加工机床,3.4,本章小结,3.5,3.3,加工中心,加工中心是全功能型数控机床，通常带有刀库、自动换刀装置和回转工作台，可实现多轴联动控制。,特点：加工过程中，数控系统根据程序控制机床自动选择和更换刀具，由程序控制工作台的回转或分度，连续地对各加工表面自动地进行铣（车）、钻、扩、铰、镗、锪、攻螺纹等多种工序的加工；,适用范围：加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件。,3.3.1,加工中心的分类,1.,按机床形态分,（,1,）立式加工中心,结构特点：主轴轴心线为垂直状态,常见结构形式如图所示：工作台为长方形，无分度回转功能。,适用与加工盘、,套、板类零件。,立式加工中心通常,有三个直线运动坐标。,立式加工中心特点：装夹方便，便于操作，易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件。在加工型腔下凹的型面时，切屑不易排出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行。,（,2,）卧式加工中心,结构特点：主轴轴心线为水平状态,常见结构形式,如图所示：移动式,立柱，工作台不升,降，,T,形床身。,卧式加工中心一般具有三轴联动，三四个运动坐标。常见的是三个直线坐标,X,、,Y,、,Z,联动和一个回转坐标,B,分度，它能够在一次装夹下完成四个面的加工，最适合加工箱体类零件。,卧式加工中心的特点：调试程序及试切时不便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便，但加工时排屑容易，对加工有利。,（,3,）龙门式加工中心,(,如下图所示,),龙门式加工中心主轴多为垂直设置。带有自动换刀装置，及可更换的主轴头附件。,（,4,）万能加工中心,(,又称五面加工中心,),常见两种形式,(,如下图所示,),一种是主轴可以旋转,90(a),；,另一种是主轴不改变方向，而工作台带着工件旋转,90(b),。,（,5,）虚轴加工中心,(,又称“并联运动机床”,),虚轴机床的基本结构是由一个动平台、一个定平台和六根长度可变的连杆构成。动平台上装有机床主轴和刀具，定平台（或者与定平台固连的工作台）上安装工件，六根杆实际是六个滚珠丝杠螺母副，它们将两个平台连在一起，同时将伺服电动机的旋转运动转换为直线运动，从而不断改变六根杆的长度，带动动平台产生六自由度的空间运动，使刀具在工件上加工出复杂地三维曲面。由于这种机床上没有导轨、转台等表征坐标轴方向的实体构件，故称为虚轴机床,2.,按换刀形式分,（,1,）带刀库、机械手的加工中心,换刀装置由刀库和机械手组成，换刀动作由机械手完成。这是加工中心采用最普遍的形式。,（,2,）无机械手的加工中心,换刀通过刀库和主轴箱的配合动作来完成。多用于小型加工中心。,（,3,）转塔刀库式加工中心,一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库形式，主要以加工孔为主。,ZH5120,型立式钻削加工中心就是转塔刀库式加工中心。,3.,按加工精度分,（,1,）普通加工中心,分辨率为,1m,，最大进给速度为,15,25,m/min,，定位精度,10m,左右。,（,2,）高精度加工中心,分辨率为,0.1m,，最大进给速度为,15,100,m/min,，,定位精度为,2m,左右。介于,2,10m,之间的，以,5m,较多，称为精密级加工中心。,4.,按数控系统功能分,根据数控系统控制功能的不同：分为三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等类型。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数。同时可控轴数越多，加工中心的加工和适应能力越强。,5.,按工作台的数量和功能分,单工作台、双工作台及多工作台加工中心。多工作台加工中心有两个以上可更换的工作台，通过运送轨道可把加工完的工件连同工作台（托盘）一起移出加工部位，然后把装有待加工工件的工作台（托盘）送到加工部位。,3.3.2,加工中心的结构特征,1.,加工中心的主要加工对象,（,1,）既有平面又有孔系的零件,箱体类零件；盘、套、板类零件,（,2,）结构形状复杂、普通机床难加工的零件,凸轮类；整体叶轮类；模具类；,（,3,）外形不规则的异形零件,（,4,）周期性投产的零件,（,5,）加工精度要求较高的中小批量零件,（,6,）新产品试制中的零件,2.,加工中心的基本组成：,（,1,）基础部件 它是加工中心的基础结构，由床身、立柱、工作台等组成，,（,2,）主轴部件 由主轴箱、主轴电动机、主轴、主轴轴承等零件组成。,（,3,）数控系统 单台加工中心的数控部分由,CNC,装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及电机等部分组成。,（,4,）自动换刀系统,（,5,）自动托盘交换系统,（,6,）辅助装置 包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动、检测系统等部分。,3.3.3,加工中心的程序编制,以,FUNAC-6M,系统的,JCS-018A,立式加工中心为例。,1.,数控系统的功能,见表,3-13,3-16,；,要求：了解该系统的基本性能；熟记常用的,G,、,M,功能码。,2.,有关坐标系的指令,（,1,）建立工件坐标系指令,G54,（,G54,G59,）,与数控铣床相同，可用,G54,（,G54,G59,）指令进行设定。,指令格式：（,G90,）,G54,；,（,G90,）,G54 G00 X Y Z,；,其中：,X Y Z,为刀具移动到工件坐标系里的位置。,（,2,）建立工件极坐标指令,G15,、,G16,指令格式：,G16,；,G15,；,其中：,G16,为建立极坐标系指令；,G15,为取消极坐标系指令。,当指定,XY,平面时（,G17,），,+,X,轴为极轴，程序中指定,X,为极径，指定,Y,为极角；当指定,XZ,平面时（,G19,），,+,Y,轴为极轴，程序中指定,Y,为极径，指定,Z,为极角。,3.,返回参考点（机床零点）指令,（,1,）自动返回参考点指令,G28,在加工中进行自动换刀时，一般执行自动返回参考点指令,G28,，可使各轴快速返回参考点定位。使用,G28,指令时，必须先取消刀具半径补偿，而,G28,指令包含撤消刀具长度补偿、主轴停止、切削液关闭等功能。,指令格式：,G28 X Y Z,；,其中：,G28,为自动返回参考点指令，,X Y Z,为中间点坐标值。,（,2,）从参考点返回指令,G29,执行该指令时，各轴快速移动到,G28,指定的中间点，再移动到返回点（,G29,指定的,X,、,Y,、,Z,）上定位。如果在,G29,指令前没有指定中间点，则执行,G29,时，各轴经程序零点，移动到返回点上定位。通常,G28,和,G29,配合使用，使机床换刀后直接返回加工点，而不必计算中间点和参考点之间的实际距离。,指令格式：,G29 X Y Z,；,其中：,G29,为从参考点返回指令；,X Y Z,为返回点坐标值。,（,3,）准停校验指令,G09,含有,G09,指令的程序段在终点处进给速度减速到零，然后执行下一个程序段，用此指令可使被加工零件在尖角处形成尖锐的棱角。,G09,指令为非模态指令，仅在本程序段有效。,4.,刀具补偿功能,程序中的刀具运动轨迹都是刀具中心的轨迹。在轮廓、端面或孔的加工中，由于使用的刀具直径和长度不同，对同一个零件，会编写出不同的程序。如果刀具磨损了又必须修改程序。这种方法显然不符合实际加工的要求。刀具补偿功能可以解决这一问题。编程时，只需按零件图的尺寸编程，使用刀具补偿功能，并在数控系统的“刀具参数设定”页面上输入相应的刀具参数，执行程序时，刀具中心根据给定的数据自动补偿，保证用不同尺寸的刀具加工出相同尺寸的零件。当刀具磨损后，只需要修改相应的刀具参数而不必修改程序。,刀具补偿分刀具半径补偿和刀具长度补偿。,（,1,）刀具半径补偿功能,指令格式：,G41,（,G42,）,G01 X Y D,；,G40 G00,（,G01,）,X Y,；,注意：,1)G41,：刀具半径左补偿；,G42,：刀具半径右补偿。,2),判断左、右补偿的方法：,沿刀具运动方向看，刀具在轮廓的左边为左补偿；刀具在轮廓的右边为右补偿。,3)X Y,：建立,/,撤消刀具半径补偿时的终点坐标值；,D,：刀具半径补偿量的存储器地址字，在存储器中存有刀具半径补偿值。从,D00,到,D99,，除,D00,必须置,0,外，其余的均存放刀具半径补偿值。,D00,表示撤消刀补。,4),刀具半径补偿只限于在两维平面内使用；撤消刀补可用,G40,指令，也可直接用轴移动指令,G01,（,G00,）,X Y D00,实现。,5)G41(G42),状态下，只能用,G01,控制轴的移动；,G41(G42),和,G40,必须成对使用，在,G41(G42),和,G40,指令之间的程序段不能有任何一个刀具不移动的指令；,在,XY,平面执行刀具半径补偿时，不能出现连续两个,Z,轴移动的指令，否则,G41,（,G42,）指令无效。,刀具半径补偿的过程,刀具半径补偿的过程可分为三个阶段：建立刀补、实现刀补、撤消刀补。,刀具半径补偿状态的转换,刀具半径补偿从,G41,转换到,G42,或从,G42,转换到,G41,，通常需要经过撤消刀具半径补偿状态，即,G40,程序段。本系统在,G01,和,G00,状态下，可以直接转换。,刀具半径补偿量的改变,改变刀具半径补偿量通常要在撤消刀具半径补偿状态下或换刀时进行。本系统在,G01,或,G00,状态下可以直接进行。,刀具半径补偿量的正负与刀具中心轨迹的位置关系,当刀具半径补偿值为负值时,G41,和,G42,可以互相取代。利用这一特点，可用同一个程序加工模具的凹凸两模。,利用刀具半径补偿功能实现加工精度的调整,可对,D,存储器中的数据进行修正而不必修改程序，实现零件加工的精度调整；,另外，也可利用此功能，用一个程序实现零件的粗、精加工；,粗加工刀补量刀具半径,R,精加工余量,（,2,）刀具长度补偿指令,通常在,G17,的情况下，刀具长度补偿只用于,Z,轴的补偿，而对,X,、,Y,无效。,指令格式：,G43,（,G44,）,Z,H,；,G49,；,注意：,1)G43,、,G44,分别为刀具长度正补偿和刀具长度负补偿。,2)Z,为补偿后刀位点所在的坐标位置；,3)H,为刀具长度补偿存储器的地址字，在该存储器里存放刀具长度补偿值。可用,H00,H99,表示，,H00,内必须置,0,，表示撤消刀补。,4),执行,G43,指令时，,Z,的实际移动值,=Z,的指令值,+H,中的值；,5),执行,G44,指令时，,Z,的实际移动值,=Z,的指令值,H,中的值。,6),取消刀具长度补偿指令，可用,G49,，也可用,G43,（,G44,）,H00,。,7),刀具长度补偿不能同时在两个或两个以上的坐标轴上进行；,每一个补偿号可写入一个补偿量，同一把刀可用几个刀补号写入几个补偿量，用这种方法可在一个子程序里对零件进行分层切削。,例如图,3-79,所示为不同指令下刀具的实际位置，其中,G90 G54 G00 Z0,；程序段中没有刀具长度补偿指令，将造成严重事故。,图,3-79,不同指令下刀具的实际位置,5.,换刀指令,加工中心的换刀动作：刀库选刀、主轴换刀。,换刀动作必须在主轴准停的情况下进行，换刀完毕后，启动主轴执行下面的程序段。选刀动作可与机床加工同步进行，即利用切削时间选刀。,指令格式：,T,；刀库选刀,M06,；主轴换刀,其中，,T,是在刀库中所选的刀号。执行,M06,指令后，自动将所选的刀具与主轴上的刀具进行更换；换刀前，先撤消刀补，后用,G28,指令返回参考点，避免换刀时主轴与零件发生碰撞。,6.,孔加工程序的编制,加工中心孔加工程序和数控铣床加工程序类似，参看,3.2,节中有关固定循环的内容。加工中心常用的固定循环功能表见表,3-17,。,注意：,1),固定循环前，必须用,M,代码规定主轴转动；,2),在固定循环指令中，必须有,X,、,Y,、,Z,（包括,R,）的位置数据，否则固定循环不执行；,3),在固定循环指令中，,G43,、,G44,仍起刀具长度补偿作用。,例,1,：试编制,如图,3-80,所示零件的加工程序。,该零件要加工三种类型的孔，六个,10,mm,的通孔、三个,90,mm,的通孔和四个,20,mm,的沉孔，分别采用刀具,T11,、,T15,、,T31,，其刀具长度补偿值分别存入,H11,、,H15,、,H31,存储器中。,图,3-80,刀具长度补偿及固定循环指令应用实例,O0050,N0010 G90 G54,；,N0020 G28 T11,；,N0025 M06,；,N0030 G00 X0 Y0,；,N0040 G43 Z0 H11 S300 M03,；,N0050 G99 G81 X400.0 Y-350.0 Z-153.0 R-97.0 F120,；钻,1,6,号孔,N0060 Y-550.0,；,N0070 G98 Y-750.0,；,N0080 G99 X1200.0,；,N0090 Y-550.0,；,N0100 G98 Y-350.0,；,N0110 G00 X0 Y0 M05,；,N0120 G49 Z250.0,；,N0125 G28 T15,；,N0130 M06,；,N0140 G43 Z0 H15 S200 M03,；,N0150 G99 G82 X550.0 Y-450.0 Z-130.0 R-97.0 P300 F70,；钻,7,10,号孔,N0160 G98 Y-650.0,；,N0170 G99 X1050.0,；,N0180 G98 Y-450.0,；,N0190 G00 X0 Y0 M05,；,N0200 G49 Z250.0,；,N0210 G28 T31,；,N0220 M06,；,N0230 G43 Z0 H31 S100 M03,；,N0240 G85 G99 X800.0 Y-350.0 Z-153.0 R-47.0 F50,；镗,11,号孔,N0250 G91 Y200.0 L2,；镗,12,、,13,号孔,N0260 G00 X0 Y0 M05,；,N0270 G49 Z250.,；,N0280 M30,；,7.,子程序,为了避免反复书写相同的程序，可将重复的程序段单独编成“子程序”存储起来，需要时通过一定的指令格式调用。,子程序可多次调用和嵌套。,指令格式：,调用子程序指令,M98 P,L,；,其中：,P,为调用子程序；,P,为子程序号，用四位数字表示；,L,为重复调用子程序的次数，用两位数字表示。,建立子程序指令,O,M99,；,其中：,O,为子程序号；,M99,为子程序结束，并返回主程序,M98 P,的下一个程序段，继续执行主程序。,说明：若子程序用“,M99 P,”结束，表示执行完子程序后，返回主程序中由,P,指定的程序段；若在主程序中插入“,M99”,程序段，则执行完该指令后，将返回主程序的起点；若在主程序中插入“,/M99 P,”程序段，则执行完该指令后，将返回主程序中地址,P,指定的程序段。,8.,编程实例,例,2,：编制,图,3-81,所示零件的加工程序。选用刀具,T01,为,50mm,面铣刀，加工零件的顶面，刀长补偿号,H01,；,T02,为,20mm,立铣刀，用于加工零件的四周轮廓，刀长补偿号,H02,，刀具半径补偿号,D02,；,T03,为,6mm,钻头，加工,6,个,6mm,的孔，刀长补偿号,H03,；,T04,为,14mm,钻头，加工,2,个,14mm,的孔，刀长补偿号,H04,。,图,3-81,加工中心编程实例,O0060,N01 G90 G54,；,G28 T01,；,M06,；,G43 G00 Z5.H01 S1000 M03,；,X30.0 Y-26.0 M08,；,G01 Z0 F150,；铣削顶面,Y80.0,；,Z5.0,；,G00 X0 Y0 M09 M05,；,G49 Z200.0,；,G28 T02,；,N02 M06,；,G43 G00 Z5.0 H02 S1000 M03,；,X-35.0 Y-35.0 M08,；,G41 X0 Y0 D02,；,G01 Z-26.0 F100,；,铣,50mm60mm,长方体四周,Y50.0,；,X60.0,；,Y0,；,X0,；,G00 G40 X-35.0 Y-35.0,；,Z-7.5,；,G41 X19.0 Y-12.0 D02,；,G01 Y62.0 F100,；,铣,22mm50mm,长方体两侧面,Z-15.0,；,Y-12.0,；,G00 G40 X-35.0 Y-35.0,；,Z-7.5,；,G42 X51.0 D02,；,G01 Y62.0 F100,；,Z-15.0,；,Y-12.0,；,Z5.0,；,G00 X0 Y0 M09 M05,；,G49 Z200.0,；,G28 T03,；,N03 M06,；,G43 G00 Z10.0 H03 S800 M03 M08,；,G99 G73 X12.0 Y40.0 Z-41.0 R-12.0 Q6 F100,；,钻,1,号孔,Y25.0,；钻,2,号孔,G98 Y10.0,；钻,3,号孔,G00 Z10.0,；,G99 G73 X48.0 Y40.0 Z-41.0 R-12.0 Q6 F100,；钻,4,号孔,Y25.0,；钻,5,号孔,G98 Y10.0,；钻,6,号孔,G00 Z10.0,；,X0 Y0,；,G49 Z200.0 M09 M05,；,G28 T04,；,N04 M06,；,G43 Z10.0 H04 S500 M03 M08,；,G99 G83 X30.0 Y33.0 Z-41.0 R5.0 Q7 F80,；钻,7,号孔,Y17.0,；钻,8,号孔,G00 X0 Y0 M09 M05,；,G49 Z200.0,；,M30,；,3.3.4,数控加工中心的使用方法,加工中心的操作与数控铣床的操作类似，操作者首先要熟悉机床、加工范围、工艺问题及程序格式等情况。以,FANUC 6M,系统的,JCS-018A,立式加工中心的操作为例。,1.JCS-018A,加工中心的操作面板,2.JCS-018A,加工中心操作的基本内容及步骤,（,1,）工件坐标系原点的测量,(,常用方法,),用标准刀对刀,标准刀是刀库中的任一把刀，刀具直径为,D,，刀具长度为,L,，毛坯余量为,。对刀时，先装夹好零件和标准刀具，使机床回零后，手动操作机床，使刀具沿,Z,向趋近,C,表面并恰好碰到。当刀具恰好碰到,C,面时，记下,CRT,上,Z,坐标值，该值就是刀具参考点沿,Z,向在机床坐标系中的坐标值，算出参数,Z0,。则,Z0=-Z+L,。,依次操作机床，使刀具沿,X,向趋近,A,侧面，沿,Y,向趋近,B,侧面，得出,CRT,上相应的坐标值,X,和,Y,，如图,3-84,所示。则,X0=-X-D/2-,，,Y0=-Y-D/2-,。将算出的,X0,、,Y0,、,Z0,输入到工件坐标系设定页,面相应的存储器（,G54,G59,）中，工件坐标系,原点,Op,在机床坐标系,中的位置就确定了。,图,3-84,用标准刀对刀,用标准检验心轴对刀,零件夹好后，在主轴中放置一标准检验心轴。机床回零后，分别移动,X,轴、,Y,轴，使夹具定位面与心轴接近，记录下,CRT,上相应坐标值,X,、,Y,、,Z,，再用块规准确测出心轴与定位支承面之间的距离，如,图,3-85,所示。则工件坐标系原点坐标为：,X,0,=,-,X,+,D,/,2,+H,Y,0,=,-,Y,-,D,/,2,-H,Z,0,=,-,Z,+,T,+H,图,3-85,用标准心轴对刀,加工同轴孔时，工件坐标系原点的测量 在卧式加工中心上，经常会碰到同轴孔的加工问题，此时工件坐标系原点的测量方法,如图,3-86,所示。这种方法不仅简单，而且能提高孔的同轴精度。,图,3-86,同轴孔加工时坐标系的确定,（,2,）刀具参数的测量,具体的测量方法有试切对刀测量、机外对刀仪测量、,ATC,对刀测量和自动对刀测量等多种方法。,（,3,）在主轴和刀库上装刀,主轴箱上有一个主轴刀具松开、夹紧的按钮，用来装取刀具；,刀库一侧，有一个刀库回转按钮，每按一次，仅能控制刀库顺时针转过一个刀位。,装刀时，按动刀库转位按钮，依次插入所有刀具。,（,4,）刀库（,ATC,）的操作及刀号表的设定,加工中心上的刀库有自动运行和手动操作两种情况。在对刀、装刀、测量和输入刀具参数等情况下，需用手动操作和,MDI,方式操作刀库。,刀具编号操作步骤为：先使刀库返回参考点，使用刀库转位按钮，按顺序将,1,号刀插入,1,号刀套，,2,号刀插入,2,号刀套，直到,16,号刀插入,16,号刀套，再次执行刀库返回参考点操作。,（,5,）数控程序的输入、编辑和检索,机床操作面板上有一个存储器保护钥匙开关“,MEMORY PROTECT”,，将“,MEMORY PROTECT”,置于“,ON”,位置，可进行程序的输入、编辑等操作。进行其它操作时，应将此开关置于“,OFF”,位置。输入、编辑和检索存储器内程序时，可参照,图,3-87,的操作过程。,6,）加工中心的工艺文件及生产管理文件,“,EDIT”,方式,设光标已位于某字之下,:,该地址被检索,:,删除的字到该顺序号的程序段,新程序号,:,建立一个新程序,INSRT,键入数字,DELET,0,输入程序段,该,程序段被输入，按此顺序依次输入全部程序段,INSRT,EOB,程序号,:,选择一个已有的程序,键入前面（后面）字,键入前面（后面）的地址,键入（若干个）字,键入正确的字,:,该字被修改,:,该数字被追加,:,该字被删除,:,删除的字到本段结束处,DELET,INSRT,INSRT,EOB,ALTER,PRGRM,顺序号,N,DELET,:,该（若干个）字被插入,:,该字被检索,图,3-87,程序编辑的操作过程,电火花加工（,Electrical Discharge Machining,，简称,EDM,），是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。它是在一定的介质中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属熔解、气化而蚀除材料，以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。,放电过程可见到火花，故称为电火花加工。,3.4,数控电加工机床,3.4.1,常用的数控电加工机床,类别,工艺类型,特 点,用 途,1,电火花成形加工,1,）,工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动,2,）,工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面或形状,1,）,型腔加工；加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件,2,）,穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等,2,电火花线切割加工,1,）,工具电极为顺电极丝轴线移动着的线状电极,2,）,工具与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动,1,）,切割各种冲模和具有直纹面的零件,2,）,下料、截割和窄缝加工,3,电火花磨削和镗削,1,）工具与工件有相对的旋转运动,2,）工具与工件间有径向和轴向的进给运动,1,）加工高精度、良好表面粗糙度的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等,2,）,加工外圆、小模数滚刀等,电火花加工工艺方法分类,4,电火花同步共轭回转加工,1,）,成形工具与工件均做旋转运动，但二者角速度相等或成整倍数，相对应接近的放电点可有切向相对运动速度,2,）,工具相对工件可做纵、横进给运动,以同步回转、展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、良好表面粗糙度的内、外回转体表面,5,电火花高速小孔加工,1,）,采用细管（,0,.,3mm,）电极，管内冲入高压水工作液,2,）,细管电极旋转,3,）,穿孔速度很高（,60mm/min,）,1,）,线切割预穿丝孔,2,）,深径比很大的小孔，如喷嘴等,6,电火花表面强化、刻字,1,）,工具在工件表面上振动,2,）,工具相对工件移动,1,）,模具、刀具、量具刃口表面强化和镀覆,2,）,电火花刻字、打印记,电火花加工工艺方法分类,(,续,),3.4.2,数控电火花线切割编程简介,1.,工艺分析,目的：明确加工要求，确定工艺基准选择定位方式，从而制定合理的加工路线，加工出符合要求的零件。,（,1,）分析零件图,根据零件加工精度、表面粗糙度的要求，合理确定线切割加工的有关工艺参数；,分析零件形状及材料热处理后的状态，注意分析加工中容易发生变形的部位及变形情况。,（,2,）选择主要定位基准,分析选择主要定位基准，保证将工件正确、可靠地安装在机床或夹具上；,另外，合理选择电极丝的定位基准，用来将电极丝调整到正确位置。,（,3,）改善工件的变形,为了保证零件加工精度，减小应力变形的影响，合理选择起割点与切割路径，尽量避免破坏工件或毛坯的结构刚性。,（,4,）穿丝孔位置的确定,切割凸模类零件时，为避免将毛坯外形切断引起变形，通常从毛坯内部朝外形方向预制穿丝孔，位置可选在加工轨迹的拐角处以简化编程；,切割凹槽类和孔类零件时，将穿丝孔设置在工件对称中心，便于编程计算和电极丝定位，但切入时空走轨迹较长，不适合大型工件；,加工大型凹模零件时，穿丝孔应设置在靠近加工轨迹的边角处或选在已知坐标点上，可使编程运算简单，缩短切入时的空走轨迹，同时应沿加工轨迹多设置几个穿丝孔，以便发生断丝时能就近重新穿丝。,总之，应根据具体情况确定穿丝孔的位置。,2.3B,指令编程,3B,指令是一种使用分隔符的程序段格式，见下表。,其中：,B,为分隔符号，表示一个程序段的开始，并用来分隔,X,、,Y,、,J,三个坐标值。每个程序段使用三次分隔符,B,，故称为,3B,程序段格式，或,3B,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,加工指令,X,、,Y,为坐标值，单位是,m,，,m,以下的数值四舍五入。,对于直线：,X,、,Y,是直线终点相对于直线始点的坐标值；,对于圆弧：将坐标原点移至圆心，,X,、,Y,是圆弧终点的坐标值；,对于平行于,X,轴或,Y,轴的直线，,X,或,Y,值为零，但需用指令规定的方式，确定走向，即,X,轴正向用,L1,，,Y,轴正向用,L2,，,X,轴负向用,L3,，,Y,轴负向用,L4,。,J,为计数长度，用于控制加工总长，它等于加工线段在选定的坐标轴上的投影长度。对于跨越象限的圆弧，只需求出各段投影长度的总和。图,3-87,说明了计数长度,的计算；,图,3-87,圆弧计数长度的计算,G,为计数方向。有,GX,和,GY,两种，表示计数长度,J,是取,X,轴还是,Y,轴上的投影。,对于直线，取投影长度较大的坐标轴方向为计数方向；,对于圆弧应视终点在什么范围而定。如图,3-88,所示，当终点落在阴影区时取,GX,；否则取,GY,。,图,3-88,计数方向的选择,Z,为加工指令，共有,12,种，如图,3-89,所示。,直线：,L1,、,L2,、,L3,、,L4,；,顺时针圆弧：,SR1,、,SR2,、,SR3,、,SR4,；,逆时针圆弧：,NR1,、,NR2,、,NR3,、,NR4,。,图中箭头指向为插补切割方向。,图,3-89,加工指令,例,1,：图,3-90,中的凸模图形由三段直线与两段圆弧组成，应编制,5,个程序段；,此外，要增加钼丝从工件外部切入到轮廓线的引入程序段和从原引入路径退出的引出程序段。,加工程序如下。其中,D,为停机码，当整个工件,加工完毕后，发“停机”命,令。,图,3-90,凸模,B0,B0,B5000 GY L2,加工,ab,B0,B0,B10000 GY L2,bc,B20000 B10000 B20000 GX L1,cd,B10000 B0 B10000 GX NR3,de,B10000 B0 B10000 GX SR4,ef,B0,B0,B20000 GX L3,fb,B0,B0,B5000 GY L4,ba,D,3.ISO,指令编程,数控线切割机床用可变地址程序段格式编程，其准备功能中的,G01,、,G02,、,G03,指令和一些辅助功能，如,M00,、,M02,等指令与其它数控机床相同。,注意：,程序中的坐标值都是增量值，单位是,m,；,G02,、,G03,指令均为圆心编程格式；,G92,指令是用来设置加工起始点坐标的。,指令格式：,G92 X,Y,；,其中：,X,、,Y,为加工起点在编程坐标系中的坐标值，单位是,m,。,例如，,G92 X5000 Y5000,；,表示加工起点在编程坐标系中,X5mm,、,Y5mm,的位置上。,例,2,：图,3-91,凹模采用,ISO,指令编程,加工起点为（,0,，,30,），顺时针方向切割。,图,3-91,凹模,G92 X0 Y30000,；,G01 X0 Y10000,；,G02 X10000 Y-10000 I0 J-10000,；,G01 X0 Y-20000,；,G01 X20000 Y0,；,G02 X0 Y-20000 I0 J-10000,；,图,3-91,凹模,G01 X-40000 Y0,；,G01 X0 Y40000,；,G02 X10000 Y10000 I10000 J0,；,G01 X0 Y-10000,；,M00,；,3.4.3,数控电火花成形编程简介,数控电火花成形编程是根据被加工零件的技术要求和工艺要求等，将具体加工过程的控制（如定位、加工参数等）用数控系统所规定的指令按照一定的规则、格式编制成程序文件，并将程序文件输入到数控系统的过程。,常用的编程方法有两种：自动编程和手工编程。,1.,程序的构成,数控电火花程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的多个程序段组成的。每个程序段又是由若干指令字组成的。而每个指令字又由一个地址（用字母表示）和一组数字组成。,程序主体的格式又分为主程序和子程序。主程序和子程序都是多个程序段的单独组合，它们同处于一个程序中，子程序被主程序调用。,2.G,指令,G,指令是数控电火花加工编程中最主要的指令。它是设立机床工作方式或控制系统工作方式的一种命令。可分为模态指令和非模态指令。,见表,3-21,，,SE,机床常用的,G,指令。,3.M,指令,暂停指令,M00,执行,M00,代码后，程序运行暂停。,程序结束指令,M02,整个程序结束。,忽略感知指令,M05,当电极与工件接触时，用此指令才能把电极移开。,与子程序相关的指令,M98,：使程序进入被调用的子程序；,M99,：子程序结束，返回主程序继续执行程序。,4.T,指令,T,指令为一组机械设备控制指令，表示一组机床控制功能。,电极号指令（,T01,T24,）,在机床配有,ATC,（电极自动交换装置）时，用于指定电极自动交换。,油泵控制指令,T84,：打开液泵开关，使加工液由主油箱上输到加工液槽中去。,T85,：关闭液泵开关，停止输送加工液。,5.H,指令,每个,H,指令代表一个具体的数值，用来代替程序中的数值。,6.,加工参数指令,数控电火花加工的程序里要指定加工条件号。,SE,机床的加工条件号以,C,为地址，,格式为：,C,条件号数字,，,C,和条件号数字间不能有别的字符，条件号数字为十进制三位数。每个加工条件号里又包括一组加工参数，各加工参数显示在加工条件显示区中，加工中可随时更改，也可以根据需要在程序里具体指定。加工参数指令见表,3-22,。,7.,关于运算,SE,系统支持的运算符有,+,、,-,、,dH,（相当于,dH,，,d,为,1,位十进制数）。,8.R,转角功能,在两条曲线的连接处加一段过渡圆弧，圆弧的半径在程序中通过,R,指定，这段圆弧和两条曲线都相切，如图 所示。指令格式如下：,G01 X,数值,Y,数值,R,数值,G02 X,数值,Y,数值,I,数值,J,数值,R,数值,G03 X,数值,Y,数值,I,数值,J,数值,R,数值,详细说明：,R,及半径值必须和第一段曲线的运动代码在同一个程序段内。,转角,R,功能仅在有补偿的状态下（,G41,、,G42,）才有效，补偿轨迹视补偿值而定。,当用,G40,取消补偿后，程序中转角,R,指定无效。,在,G00,代码后加转角,R,功能，将不执行转角功能的动作。,例,2,：如图,3-92,所示，工件上要加工单个型腔。对于单个工件单位置加工的编程，非常适合采用自动编程方式来完成。,根据编程软件的使用要求，,依次输入如下工艺数据：,图,3-92,单个工件单位置的加工,停止位置,1.000mm,加工轴向,Z,材料组合铜,-,钢,工艺选择标准值,加工深度,10.000mm,尺寸差,0.600mm,粗糙度,2.000m,投影面积,3.0cm2,平动方式关闭,型腔数,0,将条件输入完成后，系统自动生成加工程序，如下所示：,T84,；,启动油泵,G90,；,指定绝对坐标方式,G30 Z+,；,指定沿,Z,轴的正方向进行抬刀,H970,10.0,；（,machine depth,）,用,H,值来代替数值,H980,1.0,；（,up-stop position,）,G00 Z0+H980,；,Z,轴快速定位到开始放电的位置,M98 P0130,；,调用,N0130,子程序,M98 P0129,；,M98 P0128,；,M98 P0127,；,M98 P0126,；,M98 P0125,；,T85 M02,；,关闭油泵，主程序结束,N0130,；,子程序,G00 Z+0.5,；,快速定位到,Z,值为,0.5,的位置处,C130 OBT000,；,选用电规准的标准参数条件号,C130,，无平动,G01 Z+0.23-H970,；,起动加工，,0.23,为,C130,条件号的安全间隙值,M05 G00 Z0+H980,；,忽略接触感知，,Z,轴快速回退到开始放电的位置,M99,；,子程序调用结束,N0129,；,G00 Z+0.5,；,C129 OBT000,；,G01 Z+0.190-H970,；,M05 G00 Z0+H980,；,M99,；,N0128,；,G00 Z+0.5,；,C128 OBT000,；,G01 Z+0.14-H970,；,M05 G00 Z0+H980,；,M99,；,N0127,；,G00 Z+0.5,；,C127 OBT000,；,G01 Z+0.11-H970,；,M05 G00 Z0+H980,；,M99,；,N0126,；,G00 Z+0.5,；,C126 OBT000,；,G01 Z+0.07-H970,；,M05 G00 Z0+H980,；,M99,；,N0125,；,G00 Z+0.5,；,C125 OBT000,；,G01 Z+0.027-H970,；,最后一个加工段选用火花间隙值：,0.027,M05 G00 Z0+H980,；,M99,；,自动编程生成的数控程序，结构上都较长。如果采用手工编程的方式，则可以将数控程序的长度缩短不少，加工效果不会改变。,下面为手工编制的加工程序。,G54,；,T84,；,G90,；,G30 Z+,；,H970,10.0,；（,machine depth,）,H980,1.0,；（,up-stop position,）,G00 Z0+H980,；,M98 P0100,；,T85 M02,；,N0100,G00 Z+0.5,；,C130 OBT000,；,G01 Z+0.23-H970,；,C129 OBT000,；,G01 Z+0.19-H970,；,C128 OBT000,；,G01 Z+0.14-H970,；,C127 OBT000,；,G01 Z+0.11-H970,；,C126 OBT000,；,G01 Z+0.07-H970,；,C125 OBT000,；,G01 Z+0.027-H970,；,M05 G00 Z0+H980,；,M99,；,3.5,本章小结,1,、本章介绍了数控车床编程的特点、各种固定循环的编程格式并用例题说明指令的应用。,数控车床是以理想