线切割加工实训指导.doc

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线切割实训指导

一、学习目的：
通过本次实训，使学生初步掌握线切割的加工原理、被加工工件的特点、机床的结构、操作方法和工件的装夹、找正，在老师的指导下使学生对线切割有进一步的了解，以达到能独立操作的目的。
在一定的基础的前提下，通过老师的讲解和示范,使学生了解在加工过程中脉冲参数对加工速度、工件表面质量和钼丝的损耗等的影响，使学生能够独立的、合理的选择脉冲参数.能对一些常见故障进行排除。
二、 学习要求
1、 在同学进入实验室后，要严格遵守实验室操作规程,服从老师的安排，经允许不得按动机床按钮、不得摇动机手柄。
2、 同学在听老师讲解的同时要认真思考，找出自己不明白的问题，及时的向老师提出，以为以后的学习做好铺垫。
3、 认真完成实训报告.
第一节 加工原理
线切割加工在众多的机械加工中属于特种加工中的电加工，即利用高频电流正负极之间的放电现象，使金属在局部融化、工件分离，以达到加工目的。
线切割加工主要是针对复杂、要求内部有尖角、有锥度要求的零件的加工，但被加工的零件必须是通孔或者是通槽,既对对有底的型腔和有台阶的要求的零件是无法加工的.
线切割机床主要分机床主体和控制部分两大部分。机车主体是通过控制柜发出的脉冲信号和高频电流来完成对工件的加工的.脉冲信号控制机床的动作，高频电流提供放电时所需的能量。控制部分的作用是加工者可根据自己所要加工的零件图在控制柜的电脑上画出图形、生成G代码或3B代码，通过数据接口发送给机车的私服系统，从而来使机床执行动作。

第二节 机床操作
机床主体上有以下几个主要部分：
1、机车操作面板：主要有断丝停车、（在加工过程中,将此开关打到“1"的位置，钼丝断掉后机床就自动停止）、冷却液开/关、运丝筒开/关、加工结束停车（当加工完毕后，机床就自动停止运转）。
2、工作台:用来装夹工件，使工件能在机床上有一个正确的位置。
3、运丝筒：用来储存钼丝、使钼丝在加工中能够循环的运转。
控制部分的组成：
1、一台配有线切割专用控制卡的586电脑及电脑用的一些附件.
2、线切割步进电机功率放大器。
3、线切割脉冲电源。
一、 脉冲参数的选择
1、脉冲宽度的选择（ti）
脉冲宽度越宽，单个脉冲的能量就越大,切割效率也就高，由于放电间隔较大，加工就相对稳定，但表面粗糙度就大。若要表面粗糙度好则应选用较小脉宽，这样单个脉冲的能量就小,由于放电间隔小，加工稳定性差。
2、脉冲间隔的选择(to）
由于厚度大的工件排屑困难，因此就需要适当的加大脉冲间隔的时间，这样一方面给排屑有一定的充裕时间,少生成一些电蚀物，防止断丝,使得加工较稳定。
3、 功放管个数的选择
功放管是并联使用的，功放管选择的越多，加工电流就越大,加工效率就越大。在同一脉冲宽度下,加工电流越大，表面粗糙度也就越差.为保证加工的稳定性，如果加工工件厚度大时投入的共放管数也就应当多一些。
4、 加工电压选择
可根据加工工件的要求，以及外界电源的情况，选择加工电压一
在70V～85V 左右。
注：在加工过程中不可以随意改变电规准参数,包括电压选择、电流选择。若要改变加工参数，应先关闭“高频开关”或在运丝电机换向时改变。
二、 整机操作
线切割机床要按照下面的步骤进行：
1、打开线切割系统软件，进入初始界面,点击“加工”如图一；

2、本控制软件除可以读取DXF类型文件自己生成加工代码以外,还可以读取其他软件生成的代码。
读取DXF类型文件生成代码加工:进入此界面后,调图→调DXF→回车→满屏→做引入线→执行1/2→后置生成G代码。
3、进入图一界面后，点击“读盘"，此时进入文件名列表界面，找出已保存的文件（加工代码)，并打开。如图二；

4、打开文件以后，找出图形上的穿丝位置后,将工件安装在工作
上，钼丝的切入位置要和图形上的位置一致。
5、 打开冷却液和运丝筒，将冷却液的大小调整到合适的流量.
操作面板如图四；

6、 根据工件的厚度和所要的表面质量,选择合适的加工参数、打开高频开关。如图五；

7、当上述工作准备好以后，点击“切割” ，此时就进入加工状态
如图六；

8、当加工开始后,调整切割速度，直到加工电流稳定为止，既电流表指针的摆动越小越好.
注：在加工中电流不可以过大，一般在1~1。5A,最大不可以超过4A。
在机床加工状态下，不可以改变加工参数，如果需要必须在钼丝换向的时候改.

第三节 机床控制台的操作
一、单板控制机床的操作
以上叙述的是微型电脑控制的线切割机床的操作.下面就针对单板机控制的线切割机床的操作介绍如下;单板机是在原来的Z8单板机上改进的单板计算机，扩大了内存，增加了断电保护加工信息的功能和单板机自检的功能。单板计算机根据用户输入的加工程序，经过计算机由软件分配发出进给脉冲，通过驱动功放电路驱动步进电机工作.两种机床在原理上是一样的，就是在操作上有一些区别。
二、操作过程:
控制机准备：初始化和程序输入
脉冲电源准备:根据实际加工要求合理选择电规准参数。
工作液准备：配置并调整工作液流量。
三、控制机的操作
1、外形及各部分说明
1）、控制盒部分:主要以单板机为主,附加接口电路，稳压电路组成,是数控电火花线切割机床的控制中心。
2）、脉冲电源部分：为加工提供能量。
3)、驱动电源部分：是为步进电机提供能源。
2、控制盒正面面板布置和键盘功能、形象化操作符号以及其他说明
1）X、Y、U、V步进电机进给指示灯 10)CE退格键
2）步进电机进给速度电压指示表 11)RESET复位键
3）DISPLAY存储单元检查键 12）NEXTSTEP检查下一个存储单元
4) GOOD工作状态转换键 13)MON监控键
5）CUT切割加工键 14）FINISH程序输入结束键
6）INPUT磁带纸带信息输入键 15）数字显示窗口
7）EDIT输入切割加工程序键
8）OUTPUT磁带纸带信息输出键
9）EOB输入切割加工程序增量键

形象化符号
表示的意思及使用

电 源
开关拨“1"位置表示通电，
“0”位置表示断电

机床急停
当发生紧急情况是按下此按钮将立即停止。

进给（X—Y）
需X、Y步进电机锁定时，将开关拨到“1”或“0”位。

进给（U—V）
需U、V步进电机锁定时,将开关拨到“1”或“0”位。

脉冲电源
需开脉冲电源时拨到“1“位。

加工（上档）
手动（下档）
一切准备工作就绪，将此开关拨到”1“位既可加工。
当要人工点动时拨”到“位。

暂 停
在加工过程中按下此键加工就会暂停。

点 动
配合手动开关，每按一下步进电机就前进一步.

进给调节
在切割加工过程中，次电位器可以调节加工进给速度,使之达到最佳进给工作状态。

自动变频（上档）
开关拨到此位，表示变频信号取自工作与电极丝之间的电压达到自动变频的目的，用于正常加工.
人工变频（下档）
开关拨到此位，表示变频信号取自直流电压,配合其他操作,达到达到人工变频的目的,用于空运行

2、控制机的自动初始化
初始化是可以重新设置的，但是由于本控制机有断电保护功能，所以一次输入的坐标变换、缩放、齿补及斜度加工等初始化内容不会因为关机、停电、或按了RESET键而改变，仍保存在控制机的内存里。因此如果现在加工所要的初始化状态与上一次不一样，那么我们就需要对初始化重新设置。
自动初始化窗口:

(1)开机通电，按RESET键： — —
（2）按GOOD键 G O O D

初始化内容的输入方法：

（1）开机通电,按RESET键 　　
（2)按 x x x x 相应的地址号
DISPLAY键 x x x x —随机数
(3）送入相应所需的内容 x x x x x x -显送内容
如仍需下一个地址输入内容，可按NEXT STEP键后送入相应的内容，直至初始化结束。

初始化内容完成后,就可以开始输入加工程序，然后进行其他的操作内容。

3、加工程序的输入
加工程序的输入方法如下表:

初始化结束后
（1）按GOOD键 G O O D ,
（2）按EDIT键 P ，
（3）送四位程序段号 P X X X X ，
(4）按B键 1 B ,
送入X值
（5）按B键 2 B ,
送入Y值
（6）按B键 3 B ,
送入J计算值
（7）按B键 4 B ,
送入J计算值
(8)按B键 5 B ，
送入Z加工指令
（9）按EOB键(段号将自动加1），然后按照步骤（4）-（8）送入下一段程序
（10）重复步骤（9）将相应的图形程序一一送入，当送完最后一段程序的加工指令后需按字母2键，显示窗将显示
（11)按EOB键(注2） X X X X X E ，
显示下一段程序和E结束符 P X X X X E ,

（12）按FINISH键 G O O D ，
整个程序输入结束，可以进入加工结束自动停机和偏移量设置或切割加工等操作。

注：1、在任意一段程序后面可根据需要加入指令特征“1",即1键，表示加工暂停符,当机床加工完这一段后会自动暂停并显示“F"。
2、当最后一段程序输完以后，必须输“2"表示加工结束，否则机床当运行完最后一段后还会运行内存中的其他程序。
3、送完最后一段程序后必须按一下EOB否则最后一段次序就不能送如计算机中.
4、若在输入的时候出现错误，按CE键清除.

4、正常加工操作步骤
1）合上机床、控制机、脉冲电源的电源
2）控制机初始化（操作见问题3的两个表）
3）图形程序输入(操作见问题4中列表）
4)根据图形程序来合理的装夹工件
5）合理的选择脉冲电源的脉宽、功放管的参数
6)开启工作液
7）开启钼丝
8）机床面板脉冲电源开关置“1”位
9）合上控制机脉冲电源开关
10）合上X、Y、U、V进给开关
11)变频开关置于自动变频
12）按CUT键
13）加工手动开关置于加工位置,调节进给速度电位器使加工电流稳定。

第四节 程序及编程软件的介绍
一、 程序的编制
3.1 3B程序的格式
BX BY BJ G Z
其中：B—-分隔符号用来将X、Y、J的数码分开以便控制机识别。
X、Y——X、Y的坐标值。对于直线段，以线段的起点为原点建立坐标系，在所建的坐标系中取坐标值。X或Y为零是坐标值均可不写，但分隔符要保留。对于圆弧，以圆心为坐标原点，X、Y取圆弧坐标的绝对值。
J--计数长度。根据计数方向，选取直线段或圆弧在该方向上的投影总和（X、Y、J均不超过6位数的数值,单位μm）。
G——计数方向，分GX和GY两种，机器识别时用“B0”和“B1”来表示.在加工直线段时用线段的终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向上的数值大，就取哪个方向作为计数方向，既：
｜Y｜＞|X｜时，取GY；
｜X|＞｜Y|时，取GX;
｜X|=|Y|时,取GX或GY均可
在加工圆弧时,计数方向是根据终点坐标的绝对值,哪个方向的数值小，就取哪个方向上为计数方向。此种情况与直线段相反，既：
|Y｜＜|X｜时,取GY；
｜X|＜｜Y｜时,取GX；
|X|=｜Y|时，取GX或GY均可
Z加工指令,分L1—4、SR1—4、NR1—4共十二种，判断的方法是根据别加工图形的形状所在的象限和走向等确定.控制台根据这些指令,进行偏差计算、控制进给方向。 如下图：

加工指令讲解图
加工直线时，位于四个象限的斜线,分别用L1、L2、L3、L4表示，如入（A）所示,若直线与坐标轴重合可根据图（B）选取。
加工圆弧时，加工指令根据圆弧的走向以及圆弧起点开始向哪个象限运动来确定.顺时针插补是分别用SR1—SR4（如图C)表示,逆时针插补是分别用NR1-NR4（如图C）表示。
3.2 编程举例
（1） 图中OA段的程序为
B2000B3000BGYL1
（A）
（2） OC段的程序为：
B3500B0B3500GXL3

(B）
（3)圆弧AB段的程序为：
B2000B9000B7000GYSR1

（C）
（4)圆弧CD段的程序为：
B4000B3000B13000GXNR4

（D)
二、 图形程序的编制
我们在编程的同时还要考虑穿丝孔的位置、切割路线、间隙补偿等加工工艺。特别是间隙补偿，要求我们熟练掌握，因为在实际的加工中机床是通过控制电极丝的中心来加工的。因此我们在编程的过程中就要考虑如何去解决这样的问题。我们就需要计算出要偏移的量，然后通过编程将图形整体的放大或缩小一个补偿量，或者先计算出补偿量，然后在加工前输入到数控装置中采用机器自动补偿.
（1） 以凹模为基准配作凸模时,其间隙补偿量计算如下：
ΔR凹=r+δ
ΔR凸=r+δ+Z/2

(2) 以凸模为基准配作凹模时，其间隙补偿量计算如下：
ΔR凸=r+δ
ΔR凹=r+δ-Z/2
式中：ΔR凸为加工凸模时的间隙补偿量
ΔR凹为加工凹模时的间隙补偿量
Z凸模、凹模的配合间隙

切割顺序是从A→B→C→D→E的顺序切割，加工程序如下表：

序号
B
X
B
Y
B
J
G
Z
备注
1
B
0
B
0
B
4900
GY
L2
AB段
2
B
59850
B
0
B
59850
GX
L1
BC段
3
B
0
B
150
B
150
GY
NR4
C点过渡圆弧
4
B
0
B
29745
B
29745
GY
L2
CD段
5
B
150
B
0
B
150
GX
NR1
D点过渡圆弧
6
B
51445
B
18491
B
51445
GX
L2
DE段
7
B
84561
B
23526
B
58456
GX
NR1
EB段
8
B
0
B
0
B
4900
GY
L4
BA段
9

D
加工结束

三、自动编程
1、自动编程
自动编程是通过自动变成软件，画出要加工的图形，生成G代码或3B代码，通过代码来指挥机床动作来完成加工的。具体操作如下:
1)、画出要加工的图形，如图七：
在画图是要注意，在尖角的地方要倒一个大于或等于钼丝半径的圆角，否则补偿就不能执行.

图七
2）、进行轨迹操作，如图八:
在执行轨迹操作时，要注意补偿是自动补偿还是后置时手工补偿,如果是自动补偿，就要在“偏移量/补偿值”下将补偿值设定好，如果是后置时手工补偿，那么就在加工时将补偿值输入好。

如图八
3）、生成3B代码，如图九:
代码生成好以后,可以手工输入到单片机,也可以保存到计算机的C：\HF目录下。操作方法如图二。

图八
2、图形转换后生成代码
DK7750机床的控制系统，除了可以读取外来的代码以外，还可以识别DXF类型文件,自己生成代码。操作如下：用CAD画出要加工的图形，保存成DXF类型文件，再复制到C：\HF目录下.
考核内容：
1、 能够读懂并会编制3B程序.
2、 能够熟练的将3B程序输入到单片机、完成检查、加工操作。
3、 能够熟练的调出图形、生成加工代码并完成加工.
4、 会合理的选择电规准。

第五节 实训课题
一、实训报告
1、工件图（任选一零件）
2、加工条件记录
工件名称

材 料

切割面积

钳丝半径

单边放电间隙

偏移量

电规准
工作电压

工作电流

脉冲宽度

功放管数

脉冲间隔

3、编写程序(3B)
（1）确定钼丝起切点，计算偏移量。
(2）确定坐标系，计算各结点及圆心坐标，拟定加工顺序。（对于凸凹模：先加工凹模，后加工外形凸模)
（3)编写程序清单
二、实训课题

（a） （b）
切割加工零件图