大学精品课件:第五讲电火花线切割加工.ppt
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- 大学 精品 课件 第五 电火花 切割 加工
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1、2020/4/4,1,第四讲 模具的特种加工(二) 电火花线切割加工,数字程序控制原理,电火花线切割加工工艺及应用,程序编制,电火花线切割加工设备,电火花线切割加工原理和特点,结束语,作 业,2020/4/4,2,电火花线切割加工原理和特点,基本原理(与电火花成形加工的原理相同) 特点 国内外加工设备的 特点与比较 我国:快速走丝、皂化油乳化液 国外:慢速走丝、去离子水,返回,电火花线切割加工示意图,2020/4/4,3,电火花线切割加工设备,机床部分 床身 坐标工作台 电火花线切割加工机床最终都是通过坐标工作台与丝架的相对运动来完成对零件加工 应具有很高的坐标精度和运动精度 运丝机构 慢速走
2、丝:靠卷丝电动机与张力电动机相互作用而使电极丝单向移动 快速走丝:贮丝筒作周期性的正反旋转+丝架 工作液及循环系统 高频脉冲电源 小功率、高频率的晶体管脉冲电源 数字程序控制系统 运算器、控制器、译码器、输入/输出回路,我国汉川机床厂生产的数控快走丝线切割机,返回,2020/4/4,5,数字程序控制原理,逐点比较法,加工斜线的原理,加工圆弧的原理,判别,进给,计算,2,3,4,1,1,2,3,5,7,6,4,2020/4/4,6,数字程序控制原理(续),偏差计算 加工斜线:,斜线偏差计算,偏差,(判断加工点的位置,确定滑板进给方向),2020/4/4,7,圆弧偏差计算,数字程序控制原理(续),
3、偏差计算(续) 加工圆弧:,(判断加工点的位置,确定滑板进给方向),2020/4/4,8,数字程序控制原理(续) 加工长度控制,定义:加工曲线在X轴或Y轴上的投影长度,称为记数长度,用J表示;记数方向用G表示。 斜线 设其起点为O(0,0),终点为A(xe,ye) xe ye ,记数方向为Gx,记数长度J= xe xe yA ,Gy,J为整段圆弧在y轴投影总和 xA yA ,Gx, J为整段圆弧在x轴投影总和 xA = yA ,Gx或Gy,J为整段圆弧在选定轴投影总和,2020/4/4,9,数字程序控制原理(续),记数长度计算实例 已知加工线段的起点为A(0,0),终点B(4,2) 已知加工线
4、段的起点为A(0,0),终点B(3,-5) 已知加工圆弧的起点为A(0,-5),终点B(3,4)(圆心为原点,逆时针) 已知加工圆弧的起点为A(0,-5),终点B(4,3)(圆心为原点,顺时针),计算偏差 F,结束,加工斜线(终点在第一象限)的数控程序框图,输入五个参数,五参数为:x, y ,Gx=1(或Gy=1), 记数长度J及加工指令Z,Z = =“L1”,滑板沿+X进给一步,判断,进给,偏差计算,滑板所在位置点(x0,y0),计算偏差 F,结束,输入五个参数,五参数为:x, y ,Gx=1(或Gy=1), 记数长度J及加工指令Z,Z = =“NR1”,滑板沿-X进给一步,判断,进给,滑板
5、所在位置点(x0,y0),偏差计算,加工园弧(起点在第一象限,逆时针)的数控程序框图,返回,2020/4/4,12,程序编制,程序格式 (“3B”指令),12种加工指令,三者研究对象相同,2020/4/4,13,程序编制(续) 加工指令实例,加工与x轴夹角30o、长80mm、终点在第IV象限的斜线,加工与x轴负方向平行、长度为12.3mm的直线,加工线段的起点A(-2,3)、终点B(3,-4),设圆弧起点A(0,-5),终点B(3,4),逆时针,设圆弧起点A(0,-5),终点B(-4,3),顺时针,2020/4/4,15,程序编制(续),求单边补偿量,前一条子程序段的终点是后者的起点 准确地求
6、出各线段的交点 编程计算尺寸取工件尺寸公差带的中心 合理选择切割起始点及方向 切割起始点应选在线段交点,还应接近被加工工件的重心 切割方向的选择主要应避免工件材料内应力所产生的变形影响,一般承力边应最后切割。,2020/4/4,16,程序编制(续),数控电火花线切割加工右图所示凸凹模,采用的钼丝为 ,单边放电间隙,(29.94,0),(35.07,-70.07),(30.07,-70.07),(-30.07,-70.07),(-30.07,-49.678),(30.07,-49.678),1)补偿量,2)计算各交点坐标,3)确定切割顺序。,4)确定记数方向及长度,(起点在原点),2020/4/
7、4,17,程序编制(续),返回,(29.94,0),(-30.07,-49.678),(-30.07,-70.07),(30.07,-70.07),(30.07,-49.678),(35.07,-70.07),2020/4/4,18,程序编制(续) ISO代码编程,进口及国内研制的高精度数控电火花加工机床大多数采用ISO代码。 ISO代码程序格式 加工条件字C及其后的三位数字来输入电脉冲设定参数、加工调节参数及机械控制参数。 在程序段中不反映F及S功能字,2020/4/4,19,A360(A35R)机床常用G代码,2020/4/4,20,A360(A35R)机床常用G代码,2020/4/4,2
8、1,A360(A35R)机床常用T代码,2020/4/4,22,A360(A35R)机床常用M代码,2020/4/4,23,自动编程,数控编程分为人工编程和自动编程。人工编程是根据图纸把图形分解成直线段、圆弧段,并把每段起点、终点、中心线交点、切点的坐标一一定出,按这些直线的起点、终点,圆弧的中心、半径、起点、终点坐标进行编程。当零件形状复杂或具有非圆弧曲线时,人工编程工作量大,容易出错。 自动编程使用专用的数控语言及各种输入手段,向计算机输入必要的形状和尺寸数据,利用专门的应用软件即可求得各交、切点坐标及编写数控加工程序所需数据,编写加工程序,可打印输出或直接传输给线切割机床。编程人员不需记
9、忆编程语言,可以根据绘制的零件图形或用扫描仪将图形直接输入计算机,经内部软件处理编译成线切割程序。,2020/4/4,24,电火花线切割加工工艺及应用,工艺应用和工艺路线,2020/4/4,25,线切割加工准备工作,电极丝穿丝 慢走丝线切割机床的穿丝较简单,本书以快走丝线切割机床为例讨论电极丝的上丝、穿丝及调节行程的方法。 1上丝操作 上丝的过程是将电极丝从丝盘绕到快走丝线切割机床储丝筒上的过程。不同的机床操作可能略有不同,下面以北京阿奇公司的FW系列为例说明上丝要点(如图所示)。,2020/4/4,26,图6-18 上丝示意图,2020/4/4,27,图6-19 储丝筒操作面板,2020/4
10、/4,28,图6-20 穿丝示意图,2020/4/4,29,(1) 上丝以前,要先移开左、右行程开关,再启动丝筒,将其移到行程左端或右端极限位置(目的是将电极丝上满,如果不需要上满,则需与极限位置有一段距离)。 (2) 上丝过程中要打开上丝电机起停开关,并旋转上丝电机电压调节按钮以调节上丝电机的反向力矩(目的是保证上丝过程中电极丝有均匀的张力,避免电极丝打折)。 (3) 按照机床的操作说明书中上丝示意图的提示将电极丝从丝盘上到储丝筒上。,2020/4/4,30,2. 穿丝操作 (1) 拉动电极丝头,按照操作说明书说明依次绕接各导轮、导电块至储丝筒(如图6-20所示)。在操作中要注意手的力度,防
11、止电极丝打折。 (2) 穿丝开始时,首先要保证储丝筒上的电极丝与辅助导轮、张紧导轮、主导轮在同一个平面上,否则在运丝过程中,储丝筒上的电极丝会重叠,从而导致断丝。 (3) 穿丝中要注意控制左右行程挡杆,使储丝筒左右往返换向时,储丝筒左右二端留有35 mm的余量。,2020/4/4,31,电极丝垂直找正 在进行精密零件加工或切割锥度等情况下需要重新校正电极丝对工作台平面的垂直度。电极丝垂直度找正的常见方法有两种,一种是利用找正块,一种是利用校正器。 1利用找正块进行火花法找正 找正块是一个六方体或类似六方体(如图6-21(a)所示)。在校正电极丝垂直度时,首先目测电极丝的垂直度,若明显不垂直,则
12、调节U、V轴,使电极丝大致垂直工作台;然后将找正块放在工作台上,在弱加工条件下,将电极丝沿X方向缓缓移向找正块。,2020/4/4,32,当电极丝快碰到找正块时,电极丝与找正块之间产生火花放电,然后肉眼观察产生的火花:若火花上下均匀(如图6-21(b)所示),则表明在该方向上电极丝垂直度良好;若下面火花多(如图6-21(c)所示),则说明电极丝右倾,故将U轴的值调小,直至火花上下均匀;若上面火花多(如图6-21(d)所示),则说明电极丝左倾,故将U轴的值调大,直至火花上下均匀。同理,调节V轴的值,使电极丝在V轴垂直度良好。,2020/4/4,33,图6-21 用火花法校正电极丝垂直度,2020
13、/4/4,34,在用火花法校正电极丝的垂直度时,需要注意以下几点: (1) 找正块使用一次后,其表面会留下细小的放电痕迹。下次找正时,要重新换位置,不可用有放电痕迹的位置碰火花校正电极丝的垂直度。 (2) 在精密零件加工前,分别校正U、V轴的垂直度后,需要再检验电极丝垂直度校正的效果。具体方法是:重新分别从U、V轴方向碰火花,看火花是否均匀,若U、V方向上火花均匀,则说明电极丝垂直度较好;若U、V方向上火花不均匀,则重新校正,再检验。 (3) 在校正电极丝垂直度之前,电极丝应张紧,张力与加工中使用的张力相同。 4) 在用火花法校正电极丝垂直度时,电极丝要运转,以免电极丝断丝。,2020/4/4
14、,35,2用校正器进行校正 校正器是一个触点与指示灯构成的光电校正装置,电极丝与触点接触时指示灯亮。它的灵敏度较高,使用方便且直观。底座用耐磨不变形的大理石或花岗岩制成(如图所示)。 使用校正器校正电极丝垂直度的方法与火花法大致相似。主要区别是:火花法是观察火花上下是否均匀,而用校正器则是观察指示灯。若在校正过程中,指示灯同时亮,则说明电极丝垂直度良好,否则需要校正。,2020/4/4,36,图6-22 垂直度校正器,2020/4/4,37,图6-23 DF55-J50A型垂直度校正器,2020/4/4,38,在使用校正器校正电极丝的垂直度时,要注意以下几点: (1) 电极丝停止走丝,不能放电
15、。 (2) 电极丝应张紧,电极丝的表面应干净。 (3) 若加工零件精度高,则电极丝垂直度在校正后需要检查,其方法与火花法类似。 工件的装夹 线切割加工属于较精密加工,工件的装夹对加工零件的定位精度有直接影响,特别在模具制造等加工中,需要认真、仔细地装夹工件。,2020/4/4,39,线切割加工的工件在装夹过程中需要注意如下几点: (1) 确认工件的设计基准或加工基准面,尽可能使设计或加工的基准面与X、Y轴平行。 (2) 工件的基准面应清洁、无毛刺。经过热处理的工件,在穿丝孔内及扩孔的台阶处,要清理热处理残物及氧化皮。 (3) 工件装夹的位置应有利于工件找正,并应与机床行程相适应。 (4) 工件
16、的装夹应确保加工中电极丝不会过分靠近或误切割机床工作台。 (5) 工件的夹紧力大小要适中、均匀,不得使工件变形或翘起。,2020/4/4,40,线切割的装夹方法较简单,常见的装夹方式如图6-24所示。目前,很多线切割机床制造商都配有自己的专用加工夹具,图6-25, 6-26所示为北京阿奇公司生产的专用夹具及装夹示意图,,2020/4/4,41,图6-24 常见的装夹方式,2020/4/4,42,图6-25 阿奇公司专用夹具及装夹示意图,2020/4/4,43,图6-25 阿奇公司专用夹具及装夹示意图,2020/4/4,44,图6-26 3R专用夹具,2020/4/4,45,工件的找正 工件的找
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