电火花培训指导书.doc

电火花成型机培训指导书

翟照东 编

长春工程学院机电学院

一．手控盒操作

点动速度键。选择中速、高速、单步，开机时为中速。单步步距为高速、中选各有１０档可以设定，０档最快，９档最慢，对应速度为９００——１０ｍｍ／ｍｉｎ。

点动移动键。指定轴及运动方向。定义如下：面对机床正面，工作台向左移动为
+X，反之为-X；滑枕移近工作者为-Y，远离为+Y；主轴头上升为+Z，下降为-Z；C轴逆时针旋转为+C，反之为-C。

PUMP键。加工液泵开关。按下开泵，再按停止。泵开启状态时键左上角灯亮。

HALT（暂停）键。在加工状态，按下此键将使机床动作暂停。

RST（恢复加工）键。
１） 在暂停状态，按此键恢复暂停的加工。
２） 按此键开始加工（相当于键盘上的“Enter”键）。

ST（忽视感知）键：电极与工件接触状态，按此键，灯亮，再按点动键可忽视接触感知进行移动。要特别注意移动方向，以免电极和工件相撞。此键仅对当前的一次操作有效。灯亮时，要取消“忽视感知”功能，再按一次此键，灯灭。

ACK（确认）键。在出错或某些情况下，其他操作被中止，按此键确认。

OFF键。1）中断正在执行的操作。
2）关闭电阻箱内的风扇。加工开始系统会自动启动风扇，加工结束五分钟后按此键关闭风扇。

二．准备屏（ALT+F1）
进行加工前的准备。光标移到某个功能模块后回车，即选中此功能，再选择或输入相关数据，即可实现此功能。要退出此模块按F10。输入的数据有小数点为mm/inch，若无，则为/0.0001inch。
·原点：回机械零点，即各轴的正极限。选择“三轴”时，执行顺序为Z轴、Y轴、X轴。
·置零：把当前点设为当前坐标系的任一点。开机后，若没有返回上次的零点就进行置零操作，系统会提示操作者确认后再置零。
·回零：回当前坐标系的零点。可选任一轴或都回零。
·移动：有绝对（以当前坐标系零点为参考点）和增量（以当前点为参考点）两种方式。选定轴，输入数值按回车执行。
·感知：通过电极与工件接触来定位。回退量是感知后向反方向移动的距离。速度有1～9档，数值大速度低，易碎电极宜选低速。
·选坐标系：有G54～G59共6个坐标系，可用空格键选择。
·找内中心：确定内孔在X向、Y向上的中心。X向行程、Y向行程是快速移动的距离，其数值应小于内孔半径与电极半径之差，且电极大致位于内孔中心。
·找外中心：确定工作在Ｘ向、Ｙ向上的中心。其中：Ｘ向行程、Ｙ向行程应大于工件与电极该方向长度之和的一半；电极应大致位于工件中心，运动范围内无障碍；下移距离应大于电极与工件间的距离。
·找角：测定工件角的位置。用空格键选择角，其它设置与找中心基本相同。
三．自动生成程序及加工屏（ALT+F2）
３．1工艺数据选择区
按本区各项的要求输人数据，自动生成程序。
·停止位置：每个条件加工完成后，电极回退停止的位置。
·加工轴向：选定伺服轴和加工方向，有Ｚ＋、Ｚ一、Ｘ＋、Ｘ一、Ｙ＋、Ｙ－，用空格键选择。
·材料组合：有铜一钢、细石墨一钢、石墨一钢三种。其它的组合将不予处理。
·工艺选择：有低损耗、标准值、高效率三种。与标准值相比，低损耗的损耗较低，Ｒａ也小，但效率要低些；高效率则损耗和Ｒａ都要大些。
·加工深度：最终要达到的深度尺寸。深度值不带符号，最大值为 999.999mm/999.9999inch。
·电极收缩量：电极尺寸与最终尺寸的差值，单位为mm/inch。
·粗糙度：最终表面的粗糙度，此处指底面的Ｒａ值，单位为。
·投影面积：最终是要得到放电部分在加工面的投影，以决定初始加工条件，因此要求准确。例如环状电极的投影面积只计算环的面积，中间部分不计。
·平动类型：用空格键选择关闭或打开，即有平动或无平动。
·型腔数：进行多孔位加工时，需设置型腔数，范围为ｌ一２６。
·锥度角：若电极为锥形，请输入锥度角，即侧边与Ｙ的夹角，单位为度，系统将根据锥度角计算每个加工条件的留量。
３．２输入平动数据和型腔数据
工艺数据输入完成后按Ｆ1或Ｆ2自动生成程序。若平动打开，要输入平动数据：
·平动类型：有圆形、二维矢量、○、□、◇、×、＋共七种选择，前两种是伺服平动，即加工轴加工到指定深度后，另外两轴按一定轨迹做扩大运动。其它用图形表示的是自由平动，即从加工开始，平动轴始终按一定轨迹做扩大运动。
·开始角度：圆形及自由平动无须输入开始角度。如果是二维矢量，则需输入矢量的角度（以Ｘ正向为起始边）。
·平动半径：输入平动的半径或矢量的长度。范围０—３０mm／1.811inch。
·角数：在平动轨迹是正多边形时，在此输入多边形的角数，数值１—２０。
·多孔位加工；若型腔数不为零，按Ｆ1自动生成程序，在输入平动数据后按Ｆ10，出现一个表格，要求你输入每个型腔的绝对坐标值，单位为mm/inch。如按F2自动生成程序，则表格要求的是Ｈ寄存器的号，移动距离则已存入指定的Ｈ寄存器中。表格分两页，每页可输入13个型腔的数据，用Page Down、Page Up键翻页。
多孔位的加工方式，是以一个条件依次加工完所有型腔，再转换下一个条件。
３．３半自动编程
在加工屏按Ｆ5进入半自动编程。
·加工程序号可从0－9共１０个。程序号可用Delete键删除。
·第一、四列是行号，从１—２４共２４行。
·第二、五列是编程的内容，共有１８种，用Page Down、Page Up键切换。Insert键可插入语句。
·第三、六列是数据区，如果编程内容是调用已知程序，此处输人程序号；如果是移动等动作，输入具体值；如果是加工，输入加工深度后再回车，出现一辅助画面，需要输入加工条件号、平动类型、开始角度、平动半径、角数、间隙补偿等数据，然后按Ｆ10返回。
注意：加工深度只能输入负值且为绝对坐标方式，若输入正值则自动变为零。即半自动编程仅为Z轴负方向加工。
３．４加工程序显示区
显示当前内存中的程序，红色表示当前运行段。移光标或按Ｆ8进入该区，回车开始加工。
３．5 加工条件显示区
显示加工条件内容。加工中按ＥＳＣ键把光标转到此区，可修改加工条件。关机后所做的改动即失效。非加工情况下改动加工条件，可以存储，成为长期性修改。
系统可以存储 １０００ 种加工条件，其中 ０～９９为用户定义的加工条件，其余为系统自带加工条件。条件中各参数的定义如下：
·脉冲宽度（PW）：在０～３１间选择。
·脉冲间隙（PG）：在０～３１间选择。
·管数（PI）：控制加工电流。５０Ａ电柜在０～１５间选取；100Ａ在０～２０间选取。
·伺服基准（COMP）：加工的间隙电压。大致在５５～８５选取。
·高压管数（HI）：为０时，极间空载电压为１００Ｖ，否则为３００Ｖ。选择范围０—３，每个管子电流０．ＳＡ。
·电容（CC）：并联在两极间，作特殊加工用，在 ０～３１之间选取。由 Ｃ0～Ｃ4二进制组合而成，Ｃ0=0.015，Ｃ1＝0.033，Ｃ2=0.068，Ｃ3=0.15，Ｃ4=0.33。例如选Ｃ0和Ｃ2，则C=+=5
·极性（POL）：电极与脉冲电源的哪极联接。
·伺服速度（GAIN）：伺服反应的灵敏度，在０～２０间选取。其值越大灵敏度越高。
·抬刀速度：０—９共１０档，０最快，９最慢。放电面积增大或用Ｘ、Ｙ轴伺服，要适当降低抬刀速度。
·放电时间：指两次抬刀的间隔，单位为 0.1Ｓ，可输入的值为1—99。
·抬刀高度（UP）：指回退的长度，单位为 0.5mm，可输入的值为0—99。0表示不抬刀。
抬刀控制可分为定时抬刀和自适应抬刀。定时抬刀通过设置放电时间和抬刀高度来确定。自适应抬刀则是通过模式设定，系统将根据放电状态自动调节。抬刀路径有两种：一种是沿加工路径回退（这是缺省方式，也可用Ｇ31代码指定），口退量为１mm。另一种是按指定轴向抬刀，通过Ｇ30代码和轴向来指定。
·平动类型（OBT），由三位十进制数组成，组合如下表：
·平动半径：四位十进制数，单位为。最大平动半径 9.999mm
·安全间隙（safety 2gap）：双边值，包含放电间隙及预留加工量。
·放电间隙（2ＧＡＰ）：双边值，加工条件的火花间隙。
·底面Ｒａ：加工条件的底面粗糙度。
·侧面Ｒａ：加工条件的侧面粗糙度。
３．６坐标显示区
实时显示加工中的坐标值。在加工中，加工轴字符下面的数字表示本程序段要加工到的实际深度。
四．编辑屏（ALT+F3）
全屏编辑，用ISO代码进行编程，在回车处自动加“；”号。用键盘或磁盘输入，用磁盘或打
印机输出。可编辑的ＮＣ文件最大为５８Ｋ。
４．１编辑键功能介绍
·↑↓←→：光标移动键。
·Ｄｅｌ：删除键，删除光标所在处的字符。
·Backspace：退格键，光标左移一格，并删除光标左边的字符。
·Ctrl+Y：删除光标所在处的一行。
·Ctrl+E：光标移到行尾。
·Ctrl+H：光标移到行首。
·Ctrl+I：插入与覆盖转换键，屏幕右上角的状态显示为“插入”时，在光标前可插入字符。当状态变为“覆盖”时，输入的字符将替代原有的字符。
·ＰｇＵＰ与ＰｇＤｎ：向上翻一页与向下翻一页。
·Enter：回车键，结束本行并在行尾加“；”号，同时光标移到下一行行首。
·ＥＳＣ：退出当前状态。
４．２ Ｆ功能键介绍
·装入（ＦＩ）：将ＮＣ文件从硬盘Ｄ或软盘Ｂ装入内存缓冲区。选定驱动器后，将显示文件目录，再用光标选取文件后回车。
·存盘（ＦＺ）：将内存缓冲区的ＮＣ文件存入硬盘Ｄ或软盘Ｂ。如无文件名，会提示输人文件名。文件名要求不超过８个字符，扩展名“．ＮＣ”自动加在文件名后。
·换名（Ｆ３）：更换文件名。如果新文件名与磁盘己有的文件重名，或文件名输入错误，将提示“替换错误”。
·删除（Ｆ４）：将ＮＣ文件从硬盘Ｄ或软盘Ｂ中删掉。
·串口入（Ｆ5）：通过串行口接收外部传来的程序，接受的程序放在缓冲区，原缓冲区的程序自动清除。在接收过程中按任意键可终止接收。
·串口出（Ｆ６）：把缓冲区中的程序通过串行口发送出去。
·打印（Ｆ７）：用户可选项，标准系统不提供；
·清除（Ｆ8）：清除内存缓冲区ＮＣ程序区的内容并清屏。
五．机床操作
5．1 开机准备
·合上电柜右侧总开关，脱开急停按钮，启动。
·约20秒进入准备屏后，执行回原点动作。未进入准备屏之前，不要按任何键。
·将主轴头移动到加工所需位置。
·安装电极和工件。
5．2 加工
·关闭液槽，闭合放油阀。
·回到加工屏，移动光标到起始程序段，按回车执行。
·液泵的启停可以用手控盒操作，也可编入程序。
·液温、液面有自动检测，出现问题会有提示。
·加工中可以更改加工条件、暂停加工，但不能修改程序。
5．3 掉电后的恢复
加工过程中断电，重新开机后要继续加工，必须进行如下操作:
·掉电前机床必须执行了回原点、设置零点的操作。设置零点可以在第一屏手动操作，也可以编入程序。
·重新开机后进入第一屏，先执行回原点操作，然后回零。
·进入加工屏，将光标移到上次中断的程序段处，按回车继续加工。
5．4 手动加工
·手动加工只能进行单轴向、单一加工条件和深度的单段加工。在加工屏，按Ｆ9进入手动加工画面。有四项由用户选择和设定：
·加工轴向：用空格键切换，有Z一、Z＋、Y一、Y＋、X一、X＋六个方向。
·加工深度：用增量坐标表示，不带符号。取值范围在０～999.999之间。
·加工条件号：选择加工条件，设置抬刀、平动等参数。
·加工开始：有两种选择，一种是当前点，即以电极当前位置为加工起点；另一种是感知定零，以电极和工件接触感知确定加工起点。
·手动加工中找正：在手动加工中，按键盘上的Ｊ键，然后按手控盒上的轴向键（不能是当前加工轴），可以单步移动该轴。利用这一功能，可以根据放电火花，调整电极位置。
·按Ｆ１０键退出手动加工方式。
六、手动编程实例
1、圆形无平动加工程序
1．1 工艺数据
停止位置=1.000 mm
加工轴向=Z—
材料组合=铜—钢
工艺选择=标准值
加工深度=10.000 mm
尺寸差=0.600 mm
粗糙度=2.000
投影面积=3.14
平动方式=关闭 型腔数=0
1．2 加工程序
T84; （打开液泵指令）
G90; （绝对坐标指令）
G30 Z+; （指定抬刀方向，抬刀方向为Z轴正方向）
H970=10.0000; （理论加工深度）
H980=1.0000; （电极改变加工条件时抬起的高度）
G00 Z0+H980; （将电极快速定位至H980指定的高度）
M98 P0130; （调用程序号为0130的子程序）
M98 P0129;
M98 P0128;
M98 P0127;
M98 P0126;
M98 P0125;
T85 M02; （关闭液泵指令，程序结束）
;
N0130; （子程序号）
G00 Z+0.5;
C130 OBT000; （选择加工条件号为130，平动类型无平动）
G01 Z+0.230—H970； （沿Z方向向下加工，加工深度为理论深度减去安全间隙一半）
M05 G00 Z0+H980； （以忽略感知的方式快速定位到距工件1mm位置）
M99； （子程序结束）
；
……
N0125;
G00 Z+0.5;
C125 OBT000;
G01 Z+0.027—H970；
M05 G00 Z0+H980；
M99；
2．圆形有自由平动加工程序
2．1 工艺数据
停止位置=1.000 mm
加工轴向=Z—
材料组合=铜—钢
工艺选择=标准值
加工深度=10.000 mm
尺寸差=0.600 mm
粗糙度=2.000
投影面积=3.14
平动方式=打开 型腔数=0
自由圆形平动 平动半径=0.3mm
2．2 加工程序
T84;
G90;
G30 Z+;
H970=10.0000;
H980=1.0000;
G00 Z0+H980;
M98 P0130;
M98 P0129;
M98 P0128;
M98 P0127;
M98 P0126;
M98 P0125;
T85 M02;
;
N0130;
G00 Z+0.5;
C130 OBT001 STEP0070; （选择加工条件号为130，平动类型为圆形自由平动，平动量为0.07）
G01 Z+0.230—H970；
M05 G00 Z0+H980；
M99；
；
……
N0125;
G00 Z+0.5;
C125 OBT001 STEP0272; （最后的平动量=平动半径—放电间隙/2）
G01 Z+0.027—H970；
M05 G00 Z0+H980；
M99；
七．电加工工艺留量的确定
7．1 基本概念
1）Gap：单边放电间隙。
2）放电间隙：参数表上的放电间隙指的是2Gap。
3）安全间隙：M=2Gap+2Rmax+余量，安全间隙也叫尺寸差，电极尺寸收缩量。
4）平动半径：R=电极尺寸收缩量/2。一般R按M/2选取。
5）表面粗糙度：Ra、Rmax，单位为。一般Rmax≈4Ra。
7．2 工艺留量的确定
例：加工一20mm的圆柱孔，深10mm，表面粗糙度要求Ra=2.0，要求损耗，效率兼顾，为
铜打钢。
其加工的工艺过程和工艺留量按以下方法确定，此方法也就是自动编程工艺留量的确定方法：
１）确定第一个加工条件
a) 如果电极还未做好，可根据投影面积的大小和工艺组合，由加工参数表选择第一个加工条件。本例工艺要求为“标准值”，投影面积为3.14，按参数表确定第一个加工条件为 Ｃ131，从而确定电极尺寸差为0.61mm。
ｂ）电极已经做好，尺寸差为0.6mm，则由；

注意：尺寸差是决定首要加工条件的优先条件。如果尺寸差太小，即使投影面积很大，也无法选择较大的条件作为首要的加工条件。
本例按a）选Ｃ131做首要加工条件，电极尺寸差按0.61做。
２）由表面粗糙度要求确定最终加工条件
Ra=2.0，查看参数表侧面、底面均满足要求时选 Ｃ125。
3 ）中间条件全选，即加工过程为：
Ｃ131－－Ｃ130－－Ｃ129－－Ｃ128－Ｃ127－Ｃ126－Ｃ125
４）每个条件的底面留量计算方法：
最后一个加工条件之前底面留量按本条件的Ｍ/2留量。最后一个加工条件按本条件的Gap留量
本例每个条件的底面留量确定如下：
Ｃ131 Ｃ130 Ｃ129 Ｃ128 Ｃ127 Ｃ126 Ｃ125
Ｍ/2 0.305 0.23 0.19 0.14 0.11 0.07 0.0275（Gap）
５）带平动加工时平动量的计算
平动半径（Ｒ）=电极尺寸收缩量/2=0.305
每个条件的平动量=Ｒ－Ｍ/2 首要条件
Ｒ－0.4M 中间条件
Ｒ－GAP 最终条件
本例中每个条件的平动量确定如下：
Ｃ131 Ｃ130 Ｃ129 Ｃ128 Ｃ127 Ｃ126 Ｃ125
平动量 ０ 0.121 0.153 0.193 0.217 0.249 0.2775
7．3加工速度与工艺留量的关系。
电火花成形加工的工艺过程简单的讲，就是一个从粗到精的加工过程。因此终加工之前的每一个工序。均要为后面的加工考虑材料余量。选择合理的序间材料余量是保证加工质量与加工效率的关键。较大的材料余量会降低加工速度。较小的材料余量会影响加工的表面粗糙度。目前ＳＥ的安全间隙Ｍ就是在首先考虑加工质量的情况下确定出来的一个工艺留量参数，由其组成公式及目前参数表给定的安全间隙值可以计算出每个条件的材料余量。
Ｍ=2Gap＋2Rmax十余量
余量=Ｍ—2Gap—2Rmax
其中2Gap就是参数表上的放电间隙，Rmax可按4Ra近似计算．以下是常用参数铜打钢每个加工条件的余量计算：

八、加工参数表