數(shù)控線切割教案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上數(shù)控線切割教案 一、教學(xué)目的及要求 1了解數(shù)控線切割加工的工作原理、特點和應(yīng)用。 2了解數(shù)控線切割的編程方法和格式。 3了解計算機輔助設(shè)計及加工的概念和加工過程。 4熟悉并嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。 二、教學(xué)進(jìn)程（總時間1.5天）單元內(nèi) 容進(jìn)行方式具體內(nèi)容和要求時 間備 注1數(shù)控線切割加工介紹講解與示范1數(shù)控線切割機床及組成部分2實際操作演示及具體的操作方法1小時2數(shù)控線切割模擬加工課堂講解1數(shù)控線切割加工的原理、特點及 應(yīng)用2數(shù)控線切割手工編程方法1.5小時學(xué)生獨立操作1用3B語言完成圖形的手工編程2上機模擬加工1小時3數(shù)控線切割實踐操作講解 CAXA編程軟件的使用方法

2、0.5小時可在學(xué)生切割件時，分組進(jìn)行電火花加工訓(xùn)練學(xué)生獨立操作1繪制或在計算機上設(shè)計創(chuàng)意圖形2利用CAXA軟件修改圖形，然后 自動生成ISO代碼3在線切割機床上加工創(chuàng)意件4清洗、塑封創(chuàng)意件4小時4電火花成型加工講解演示1講解電火花高速小孔加工機的原 理并演示加工盲孔、小孔的過程2講解電火花成型加工的原理并演 示加工模具的過程2.5小時 三、教具 1不銹鋼板料，典型加工實物。 2數(shù)控線切割原理掛圖。 3掃描儀，計算機，CAXA編程軟件。數(shù)控線切割講授內(nèi)容 一、數(shù)控線切割加工原理 電火花線切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining,簡稱WEDM)是在電

3、火花加工基礎(chǔ)上于50年代末在蘇聯(lián)發(fā)展起來的一種新工藝，使用線狀電極（鉬絲或銅絲）靠火花放電對工件進(jìn)行切割，故稱電火花線切割。它已獲得廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)外的線切割機床都采用數(shù)字控制,數(shù)控線切割機床已占電加工機床的60%以上。 1數(shù)控電火花線切割加工的基本原理、特點、分類及應(yīng)用范圍1）電火花線切割加工的基本原理 圖1 電火花線切割加工原理電火花線切割加工的基本原理如圖1 所示。被切割的工件作為工件電極，電極絲作為工具電極。電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。當(dāng)來一個電脈沖時，在電極絲和工件之間就可能產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道中瞬時可達(dá)5000以上高溫使工件局部金屬熔化，甚至有少量氣化

4、，高溫也使電極和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速膨脹，并具有爆炸特性?？窟@種熱膨脹和局部微爆炸，拋出熔化和氣化了的金屬材料而實現(xiàn)對工件材料進(jìn)行電蝕切割加工。2）電火花線切割的主要特點 不需要制造成形電極, 用簡單的電極絲即可對工件進(jìn)行加工?？汕懈罡鞣N高硬度、高強度、高韌性和高脆性的導(dǎo)電材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。 由于電極絲比較細(xì), 可以加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件。 能加工各種沖模、凸輪、樣板等外形復(fù)雜的精密零件，尺寸精度可達(dá)0.020.01mm,表面粗糙度a值可達(dá)1.6m。還可切割帶斜度的模具或工件。 由于切縫很窄, 切割時只對工件進(jìn)行“套料”加工

5、，故余料還可以利用。 自動化程度高, 操作方便, 勞動強度低。 加工周期短, 成本低。3）切割的應(yīng)用范圍 應(yīng)用最廣泛的是加工各類模具, 如沖模、鋁型材擠壓模、塑料模具及粉末冶金模具等, 如圖2、圖3所示。 加工二維直紋曲面的零件(需配有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺), 如圖4所示。 圖2 齒輪模具 圖3 窄長沖模 圖4 加工平面凸輪零件 加工三維直紋曲面零件(需配有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺), 如圖5、圖6、圖7所示。 各種導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料以及稀有、貴重金屬的切斷。 加工微細(xì)槽、任意曲線窄縫。 圖5 加工螺旋面 圖6 加工雙曲面 圖7 加工扭轉(zhuǎn)錐臺 2數(shù)控電火花線切割加工的機床的型號及組成部分 1）線切割機床的型

6、號線切割機床按電極絲運動的線速度, 可分高速走絲和低速走絲兩種。電極絲運動速度在710m/s范圍內(nèi)的為高速走絲, 低于0.2 m/s的為低速走絲。例如DK7725機床為高速走絲線切割機床, DK7632機床為低速走絲線切割機床, 我國常采用高速走絲線切割機床。型號DK7725的含義如表1所示。表1 DK7725型號的含義DK7725機床類別代號（電加工機床）機床特性代號（數(shù)控）組別代號（電火花加工機床）型別代號（高速走絲線切割機床）基本參數(shù)代號（工作臺橫向行程250mm） 2）DK7725高速走絲線切割機床的組成部分DK7725高速走絲微機控制線切割機床由機床本體、脈沖電源、 微機控制裝置、工

7、作液循環(huán)系統(tǒng)等部分組成, 如圖9所示。 機床本體機床本體由床身、走（運）絲機構(gòu)、工作臺和絲架等組成。 床身 用于支承和連接工作臺、運絲機構(gòu)等部件和工作液循環(huán)系統(tǒng)。 走（運）絲機構(gòu) 電動機通過聯(lián)軸節(jié)帶動儲絲筒交替作正、反向運動，鉬絲整齊地排列在儲絲筒上，并經(jīng)過絲架作往復(fù)高速移動（線速度為9mm/s左右）。 工作臺 用于安裝并帶動工件在水平面內(nèi)作X、Y兩個方向的移動。工作臺分上、下兩層，分別與X、Y向絲杠相連，由兩個步進(jìn)電機分別驅(qū)動。步進(jìn)電機每接受到計算機發(fā)出的一個脈沖信號，其輸出軸就旋轉(zhuǎn)一個步距角, 再通過一對變速齒輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動,從而使工作臺在相應(yīng)的方向上移動0.001mm。工作臺的有效行程為

8、250 mm×320 mm。 圖9 DK7725高速走絲線切割機床結(jié)構(gòu)簡圖 1儲絲筒； 2走絲溜板； 3絲架； 4上工作臺； 5下工作臺； 6床身； 7脈沖電原及微機控制柜 絲架 絲架的主要功用是在電極絲按給定線速度運動時，對電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺平面保持一定的幾何角度。 脈沖電源 脈沖電源又稱高頻電源，其作用是把普通的50HZ交流電轉(zhuǎn)換成高頻率的單向脈沖電壓，加工中供給火花放電的能量。電極絲接脈沖電源負(fù)極，工件接正極。 微機控制裝置微機控制裝置的主要功用是軌跡控制。其控制精度為±0.001 mm, 機床切割加工精度為±0.01 mm。 工作

9、液循環(huán)系統(tǒng)由工作液泵、工作液箱和循環(huán)導(dǎo)管組成。工作液起絕緣、排屑、冷卻的作用。每次脈沖放電后，工件與電極絲（鉬絲）之間必須迅速恢復(fù)絕緣狀態(tài)，否則脈沖放電就會轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定持續(xù)的電弧放電，影響加工質(zhì)量。在加工過程中，工作液可把加工過程中產(chǎn)生的金屬微顆粒迅速從電極之間沖走，使加工順利進(jìn)行，工作液還可冷卻受熱的電極絲和工件，防止燒絲和工件變形。 二、線切割加工程序的編寫方法數(shù)控線切割機床的控制系統(tǒng)是根據(jù)人的“命令”控制機床進(jìn)行加工的。所以必須先將要進(jìn)行線切割加工的圖形，用線切割控制系統(tǒng)所能接受的“語言”編好“命令”，輸入控制系統(tǒng)（控制器）。這種“命令”就是線切割程序，編寫這種“命令”的工作叫做編程。編程

10、方法分手工編程和計算機輔助編程。手工編程是線切割工作者的一項基本功，它能使你比較清楚的了解編程所需要進(jìn)行的各種計算和編程的原理與過程。但手工編程的計算工作比較繁雜、費時間，因此，近年來由于微機的飛速發(fā)展，線切割編程大都采用微機編程。微機有很強的計算功能，大大減輕編程的勞動強度，并大幅度地減少編程所需時間。 1手工編程1）3B程序格式線切割程序格式有3B、ISO代碼兩種, 3B程序格式如表2所示。BXBYBJGZ分隔符X軸坐標(biāo)值分隔符Y軸坐標(biāo)值分隔符計數(shù)長度計數(shù)方向加工指令 平面坐標(biāo)系和坐標(biāo)值X、Y的確定 平面坐標(biāo)系是這樣規(guī)定的：面對機床工作臺，工作臺平面為坐標(biāo)平面，左右方向為X軸，且向右為正；

11、前后方向為Y軸，且向前為正。坐標(biāo)系的原點隨程序段的不同而變化：加工直線時，以該直線的起點為坐標(biāo)的原點，X、Y取該直線終點的坐標(biāo)值；加工圓弧時，以該圓弧的圓心為坐標(biāo)的原點，X、Y取該圓弧起點的坐標(biāo)值。坐標(biāo)值的負(fù)號均不寫，單位為µm。 計數(shù)方向G的確定不管是加工直線還是圓弧，計數(shù)方向均按終點的位置來確定。具體確定的原則如下：加工直線時計數(shù)方向取與直線終點走向較平行那個坐標(biāo)軸。例如圖10中，加工直線，計數(shù)方向取X軸，記作Gx；加工，計數(shù)方向取Y軸，記作Gy；加工，計數(shù)方向取X軸、Y軸均可，記作Gx或Gy。 圖10 直線計數(shù)方向的確定 圖11 圓弧計數(shù)方向的確定 加工圓弧時，同樣, 終點走向

12、較平行于何軸，則計數(shù)方向取該軸。例如在圖11中，加工圓弧, 計數(shù)方向應(yīng)取X軸, 記作Gx；加工圓弧MN, 計數(shù)方向應(yīng)取Y軸, 記作Gy ； 加工圓弧PQ ， 計數(shù)方向取X軸Y軸均可, 記作Gx或Gy。 計數(shù)長度的確定計數(shù)長度是在計數(shù)方向的基礎(chǔ)上確定的, 是被加工的直線或圓弧在計數(shù)方向的坐標(biāo)軸上投影的絕對值總和, 單位為µm。例如, 在圖12中, 加工直線, 計數(shù)方向為X軸, 計數(shù)長度為OB， 數(shù)值等于終點A的X坐標(biāo)值。在圖13中, 加工半徑為0.5mm的圓弧MN， 計數(shù)方向為X軸, 計數(shù)長度為500µm×3 =1500µm, 即圓弧MN三段90°

13、;圓弧在X軸上投影的絕對值總和, 而不是500µm×2=1000µm。 加工指令Z的確定加工直線時有四種加工指令：L1、L2、L3、L4。如圖14所示，當(dāng)直線處于第象限（包括X軸而不包括Y軸）時，加工指令記作L1；當(dāng)處于第象限（包括Y軸而不包括X軸）時，記作L2、；L3、L4依次類推。 圖12 直線計數(shù)長度的確定 圖13 圓弧計數(shù)長度的確定 加工順圓弧時由四種加工指令：SR1、SR2、SR3、SR4。如圖15所示，當(dāng)圓弧的起點順時針第一步進(jìn)入第象限時，加工指令記作SR1（簡稱順圓1）；當(dāng)起點順時針第一步進(jìn)入第象限時，記作SR2（簡稱順圓2）；SR3、SR4依次類推

14、。 加工逆圓弧時也有四種加工指令：NR1、NR2、NR3、NR4。如圖16所示，當(dāng)圓弧的起點逆時針第一步進(jìn)入第象限時，加工指令記作NR1（簡稱逆圓1）；當(dāng)起點逆時針第一步進(jìn)入第象限時，記作NR2（簡稱逆圓2）；NR3、NR4依次類推。 圖14 直線加工指令的確定 圖15 順圓弧加工指令的確定 圖16 逆圓弧加工指令的確定 2）3B程序格式手工編程方法 下面以圖17所示樣板零件為例, 介紹編程方法。 確定加工路線 起始點為A，加工路線按照圖中所標(biāo)的進(jìn)行，共分八個程序段。其中為切入程序段，為切出程序段。 計算坐標(biāo)值 按照坐標(biāo)系和坐標(biāo)X、Y的規(guī)定，分別計算程序段的坐標(biāo)值。 填寫程序單 按程序標(biāo)準(zhǔn)格式

15、逐段填寫B(tài) X B Y B J G Z，見下表。 圖17 樣板零件圖17所示樣板的圖形，按程序（切入）、（切出）進(jìn)行切割，編制的3B 程序見表3。 表3 程序舉例 N BX B Y B J G Z 1 B0 B 2000 B 2000 Gy L2 2 B0 B 10000 B 10000 Gy L2 3 B0 B 10000 B 20000 Gx NR4 4 B0 B 10000 B 10000 Gy L2 5 B 3000 B 8040 B 30000 Gx L3 6 B0 B 23920 B 23920 Gy L4 7 B 3000 B8040 B 30000 Gx L4 8 B0 B20

16、00 B 2000 Gy L4 3）微機模擬加工 （1）輸入程序演示。 （2）具體的輸入步驟。 （3）修改程序。 （4）輸入程序時的注意事項。 2計算機輔助編程 采用計算機輔助編程，首先要求學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)條件下數(shù)控線切割CAD/CAM系統(tǒng)。 1）講解自動編程軟件“CAXA”的使用方法； 2）學(xué)生手工創(chuàng)意圖形或用AutoCAD繪制圖形（要求學(xué)生設(shè)計出封閉的一筆劃圖形，藝術(shù)字體和美術(shù)圖案均可，但要求富于創(chuàng)意），并生成程序。 （1）創(chuàng)意圖形確定后，用掃描儀將圖形輸入計算機。（2）用AutoCAD在計算機上直接創(chuàng)意出圖形。（3）對計算機中的創(chuàng)意圖形進(jìn)行矢量化處理和修改。（4）生成ISO代碼或3B程序。

17、3）通過局域網(wǎng)把程序傳輸?shù)綑C床的控制柜中。 三、熟悉線切割機床的操作方法 1介紹線切割控制柜面板。 2高頻脈沖電源參數(shù)的選擇。 3控制系統(tǒng)的操作。各種信息在屏幕上的位置： 顯示圖形、數(shù)據(jù)文件及其它有關(guān)信息 顯示坐標(biāo)和其它有關(guān)信息 顯示當(dāng)前幾何參數(shù)和電器參數(shù) 顯示系統(tǒng)提示信息， 指導(dǎo)用戶操作 顯示操作結(jié)果，告訴用戶操作成功或出錯 顯示最近操作 的文件名 顯示版本信息及菜單目前所處位置 顯示當(dāng)前時間F1 文件F2編輯F3測試F4設(shè)置 F5 人工F6 語言F7 運行 F8編程F1F8是系統(tǒng)菜單。所有的操作可根據(jù)菜單內(nèi)容及屏幕提示選擇F1F8鍵或其它特殊鍵來實現(xiàn)。 1）顯示圖形、數(shù)據(jù)文件及它有關(guān)信息； 2）顯示坐標(biāo)和其它有關(guān)信息。 3）顯示當(dāng)前幾何參數(shù)和電氣參數(shù)； 4）顯示系統(tǒng)提出信息，指導(dǎo)擁護(hù)操作。 5）顯示操作結(jié)果，告訴用戶操作成功或出錯。 6）顯示最近操作的文件名