1、2022-3-171數控電火花線切割機床利用電蝕加工原理，采用金屬導線作為工具電極切割工件，以滿足加工要求。機床通過數字控制系統的控制，可按加工要求，自動切割任意角度的直線和圓弧。這類機床主要適用于切割淬火鋼、硬質合金等金屬材料，特別適用于一般金屬切削機床難以加工的細縫槽或形狀復雜的零件，在模具行業的應用尤為廣泛。 2022-3-1722022-3-173 數控電火花線切割加工，一般是作為工件尤其是模具加工中的最后工序。要達到加工零件的精度及表面粗糙度要求，應合理控制線切割加工時的各種工藝參數（電參數、切割速度、工件裝夾等），同時應安排好零件的工藝路線及線切割加工前的準備加工。有關模具加工的線

2、切割加工工藝準備和工藝過程，如圖所示。確定切割路線計算偏移量編制程序分析零件圖樣制定工藝路線模坯準備機械加工基準面凹模型孔漏料部分、螺釘孔、銷釘孔、穿絲孔等淬火回火磨削基準面退磁線切割選配工作液確定電極絲選擇電參數2022-3-1741、工件材料及毛坯、工件材料及毛坯模具工作零件一般采用鍛造毛坯，其線切割加工常在淬火與回火后進行。由于受材料淬透性的影響，當大面積去除金屬和切斷加工時，會使材料內部殘余應力的相對平衡狀態遭到破壞而產生變形，影響加工精度，甚至在切割過程中造成材料突然開裂。為減少這種影響，除在設計時應選用鍛造性能好、淬透性好、熱處理變形小的合金工具鋼（如Cr12、Cr12MoV、Cr

3、WMn）作模具材料外，對模具毛坯鍛造及熱處理工藝也應正確進行。2022-3-1752、模坯準備工序、模坯準備工序模坯的準備工序是指凸模或凹模在線切割加工之前的全部加工工序。1） 下料 用鋸床切斷所需材料。2） 鍛造 改善內部組織，并鍛成所需的形狀。3） 退火 消除鍛造內應力，改善加工性能。4） 刨（銑） 刨六面，并留磨削余量0.40.6mm。5） 磨 磨出上下平面及相鄰兩側面,對角尺。6） 劃線 劃出刃口輪廓線和孔(螺孔、銷孔、穿絲孔等)的位置。7） 加工型孔部分 當凹模較大時，為減少線切割加工量，需將型孔漏料部分銑（車）出，只切割刃口高度；對淬透性差的材料，可將型孔的部分材料去除，留35mm

4、切割余量.8） 孔加工 加工螺孔、銷孔、穿絲孔等。 9） 淬火 達設計要求。10） 磨 磨削上下平面及相鄰兩側面，對角尺。11） 退磁處理凸模的準備工序，可根據凸模的結構特點，參照凹模的準備工序，將其中不需要的工序去掉即可。但，應注意以下幾點：1） 為便于加工和裝夾，一般都將毛坯鍛造成平行六面體。對尺寸、形狀相同，斷面尺寸較小的凸模，可將幾個凸模制成一個毛坯。2） 凸模的切割輪廓線與毛坯側面之間應留足夠的切割余量（一般不小于5mm）。毛坯上還要留出裝夾部位。3） 在有些情況下，為防止切割時模坯產生變形，要在模坯上加工出穿絲孔。切割的引入程序從穿絲孔開始。2022-3-1761、工件的裝夾、工件

5、的裝夾裝夾工件時，必須保證工件的切割部位位于機床工作臺縱向、橫向進給的允許范圍之內，避免超出極限。同時應考慮切割時電極絲運動空間。夾具應盡可能選擇通用（或標準）件，所選夾具應便于裝夾，便于協調工件和機床的尺寸關系。在加工大型模具時，要特別注意工件的定位方式，尤其在加工快結束時，工件的變形、重力的作用會使電極絲被夾緊，影響加工。 這種方式裝夾方便、通用性強。但由于工件一端懸伸，易出現切割表面與工件上、下平面間的垂直度誤差。僅用于加工要求不高或懸臂較短的情況。 這種方式裝夾方便、穩定，定位精度高，但不適于裝夾較大的零件。這種方式是在通用夾具上放置墊鐵后再裝夾工件，這種方式裝夾方便，對大、中、小型工

6、件都能采用。 根據常用的工件形狀和尺寸，采用有通孔的支撐板裝夾工件。這種方式裝夾精度高，但通用性差。 2022-3-177 2、工件的調整、工件的調整采用以上方式裝夾工件，還必須配合找正法進行調整，方能使工件的定位基準面分別與機床的工作臺面和工作臺的進給方向x、y保持平行，以保證所切割的表面與基準面之間的相對位置精度。常用的找正方法有： 如圖所示，用磁力表架將百分表固定在絲架或其它位置上，百分表的測量頭與工件基面接觸，往復移動工作臺，按百分表指示值調整工件的位置，直至百分表指針的偏擺范圍達到所要求的數值。找正應在相互垂直的三個方向上進行。2022-3-178工件的切割圖形與定位基準之間的相互位

7、置精度要求不高時，可采用劃線法找正，如圖所示。利用固定在絲架上的劃針對準工件上劃出的基準線，往復移動工作臺，目測劃針、基準間的偏離情況，將工件調整到正確位置。2022-3-179 1、電極絲的選擇、電極絲的選擇 電極絲應具有良好的導電性和抗電蝕性,抗拉強度高、材質均勻。常用電極絲有鉬絲、鎢絲、黃銅絲和包芯絲等。鎢絲抗拉強度高，直徑在(0.030.1mm)范圍內，一般用于各種窄縫的精加工，但價格昂貴。黃銅絲適合于慢速加工，加工表面粗糙度和平直度較好，蝕屑附著少，但抗拉強度差，損耗大，直徑在0.10.3mm范圍內，一般用于慢速單向走絲加工。鉬絲抗拉強度高，適于快速走絲加工，所以我國快速走絲機床大都

8、選用鉬絲作電極絲，直徑在0.080.2mm范圍內。電極絲直徑的選擇應根據切縫寬窄、工件厚度和拐角尺寸大小來選擇。若加工帶尖角、窄縫的小型模具宜選用較細的電極絲；若加工大厚度工件或大電流切割時應選較粗的電極絲。電極絲的主要類型、規格如下：鉬絲直徑：0.080.2mm ；鎢絲直徑： 0.030.1mm ；黃銅絲直徑：0.10.3mm ；包芯絲直徑：0.10.3mm 。2022-3-17102、穿絲孔和電極絲切入、穿絲孔和電極絲切入位置的選擇位置的選擇穿絲孔是電極絲相對工件運動的起點，同時也是程序執行的起點，一般選在工件上的基準點處。為縮短開始切割時的切入長度，穿絲孔也可選在距離型孔邊緣25mm處，

9、如圖a所示。加工凸模時，為減小變形，電極絲切割時的運動軌跡與邊緣的距離應大于5mm，如圖b所示。a)凹模 b)凸模 2022-3-17113、電極絲位置的調整線切割加工之前，應將電極絲調整到切割的起始坐標位置上，其調整方法有以下幾種： （1）目測法對于加工要求較低的工件，在確定電極絲與工件基準間的相對位置時，可以直接利用目測或借助28倍的放大鏡來進行觀察。 右圖是利用穿絲處劃出的十字基準線，分別沿劃線方向觀察電極絲與基準線的相對位置，根據兩者的偏離情況移動工作臺，當電極絲中心分別與縱橫方向基準線重合時，工作臺縱、橫方向上的讀數就確定了電極絲中心的位置。2022-3-1712（2）火花法如圖所示

10、，移動工作臺使工件的基準面逐漸靠近電極絲，在出現火花的瞬時，記下工作臺的相應坐標值，再根據放電間隙推算電極絲中心的坐標。此法簡單易行，但往往因電極絲靠近基準面時產生的放電間隙，與正常切割條件下的放電間隙不完全相同而產生誤差。 2022-3-1713（3）自動找中心所謂自動找中心，就是讓電極絲在工件孔的中心自動定位。此法是根據線電極與工件的短路信號，來確定電極絲的中心位置。數控功能較強的線切割機床常用這種方法。如圖所示。 2022-3-17141、脈沖參數的選擇、脈沖參數的選擇 線切割加工一般都采用晶體管高頻脈沖電源，用單個脈沖能量小、脈寬窄、頻率高的脈沖參數進行正極性加工。加工時，可改變的脈沖

11、參數主要有電流峰值、脈沖寬度、脈沖間隔、空載電壓、放電電流。要求獲得較好的表面粗糙度時，所選用的電參數要小；若要求獲得較高的切割速度，脈沖參數要選大一些，但加工電流的增大受排屑條件及電極絲截面積的限制，過大的電流易引起斷絲，快速走絲線切割加工脈沖參數的選擇見書表6.1。慢速走絲線切割加工脈沖參數的選擇見書表6.2。2022-3-17152、工藝尺寸的確定、工藝尺寸的確定絲切割加工時，為了獲得所要求的加工尺寸，電極絲和加工圖形之間必須保持一定的距離，如圖6.12所示。圖中雙點劃線表示電極絲中心的軌跡，實線表示型孔或凸模輪廓。編程時首先要求出電極絲中心軌跡與加工圖形之間的垂直距離R（間隙補償距離）

12、，并將電極絲中心軌跡分割成單一的直線或圓弧段，求出各線段的交點坐標后，逐步進行編程。具體步驟如下：（1）設置加工坐標系根據工件的裝夾情況和切割方向，確定加工坐標系。為簡化計算，應盡量選取圖形的對稱軸線為坐標軸。2022-3-1716（2）補償計算按選定的電極絲半徑r，放電間隙和凸、凹模的單面配合間隙Z2，則加工凹模的補償距離R1r，如圖a所示。加工凸模的補償距離R2rZ2，如圖b所示。a) 凹模 b) 凸模 （3）將電極絲中心軌跡分割成平滑的直線和單一的圓弧線，按型孔或凸模的平均尺寸計算出各線段交點的坐標值。2022-3-17173、工作液的選配、工作液的選配 工作液對切割速度、表面粗糙度、加

13、工精度等都有較大影響，加工時必須正確選配。常用的工作液主要有乳化液和去離子水。1）慢速走絲線切割加工，目前普遍使用去離子水。為了提高切割速度，在加工時還要加進有利于提高切割速度的導電液，以增加工作液的電阻率。加工淬火鋼，使電阻率在2104.cm左右；加工硬質合金電阻率在30104.cm左右.2）對于快速走絲線切割加工,目前最常用的是乳化液. 乳化液是由乳化油和工作介質配制(濃度為510)而成的。工作介質可用自來水,也可用蒸餾水、高純水和磁化水。2022-3-1718 要使數控電火花線切割機床按照預定的要求，自動完成切割加工，就應把被加工零件的切割順序、切割方向、切割尺寸等一系列加工信息，按數控

14、系統要求的格式編制成加工程序，以實現加工。數控電火花線切割機床的編程，主要采用以下三種格式編寫：3B格式編制程序、ISO代碼編制程序、計算機自動編制程序。2022-3-17192、坐標值（、坐標值（X、Y） 一般規定只輸入坐標的絕對值，其單位為m，m以下應四舍五入。對于圓弧，坐標原點移至圓心，X、Y為圓弧起點的坐標值。對于直線（斜線），坐標原點移至直線起點，X、Y為終點坐標值。允許將X和Y的值按相同的比例放大或縮小。對于平行于X軸或Y軸的直線，即當X或Y為零時，X或Y值均可不寫，但分隔符號必須保留。1、分隔符號、分隔符號 B 因為X、Y、J均為數字，用分隔符號（B）將其隔開，以免混淆。3、計數

15、方向、計數方向G 選取X方向進給總長度進行計數，稱為計X，用Gx表示；選取Y方向進給總長度進行計數，稱為計Y，用Gy表示。目前，我國數控線切割機床常用3B程序格式編程，其格式如表所示。表無間隙補償的程序格式（三B型）BXBYBJGZ分隔符號X坐標值分隔分隔符號符號Y坐標值分隔符號計數長度計數方向加工指令2022-3-1720|Ye|Xe|時，取Gy； |Xe|Ye|時，取Gx；|Xe|=|Ye|時，取Gx或Gy均可。|Xe|Ye|時，取Gy;|Ye|Xe|時，取Gx；|Xe|=|Ye|時，取Gx或Gy均可。a)斜線的計數方向 b)圓弧的計數方向 2022-3-17214、計數長度、計數長度J

16、計數長度是指被加工圖形在計數方向上的投影長度（即絕對值）的總和，以m為單位。例1，加工圖所示斜線OA，其終點為A（Xe,Ye）,且YeXe,試確定G和J。因為|Ye|Xe|,OA斜線與X軸夾角大于45時，計數方向取Gy,斜線OA在Y軸上的投影長度為Ye，故J=Ye。2022-3-1722例2，加工圖所示圓弧，加工起點A在第四象限，終點B(Xe,Ye)在第一象限，試確定G和J。因為加工終點靠近Y軸，|Ye|Xe|,計數方向取Gx; 計數長度為各象限中的圓弧段在X軸上投影長度的總和，即J=JX1+JX2。2022-3-1723例3，加工圖示圓弧，加工終點B(Xe,Ye),試確定G和J。因加工終點B

17、靠近X軸，|Xe|Ye|,故計數方向取Gy，J為各象限的圓弧段在Y軸上投影長度的總和,即J=Jy1+Jy2+Jy3。2022-3-17245、加工指令、加工指令Z 加工指令Z是用來表達被加工圖形的形狀、所在象限和加工方向等信息的。控制系統根據這些指令，正確選擇偏差公式，進行偏差計算，控制工作臺的進給方向，從而實現機床的自動化加工。加工指令共12種，如圖所示。a）直線加工指令 b）坐標軸上直線加工指令 c）順時針圓弧指令 d）逆時針圓弧指令2022-3-1725例例1 1，加工圖示斜線，加工圖示斜線OA,OA,終點終點A A的坐標為的坐標為Xe=17mm,Ye=5mm,Xe=17mm,Ye=5m

18、m,寫出加工程序。寫出加工程序。其程序為：其程序為：B17000 B5000 B017000GxL16、應用舉例、應用舉例2022-3-1726例例2 2，加工圖示直線，其長度為，加工圖示直線，其長度為21.5mm,21.5mm,寫出其程序。寫出其程序。相應的程序為：相應的程序為： BBB021500GyL22022-3-1727例例3 3，加工如圖示圓弧，加工起點的坐標為，加工如圖示圓弧，加工起點的坐標為A(-5,0),A(-5,0),試試編制程序。編制程序。其程序為：其程序為： B5000 BB010000GySR22022-3-1728例例4 4，加工如圖，加工如圖6.226.22所示的

19、所示的1/41/4圓弧，加工起點圓弧，加工起點A A（0.707,0.7070.707,0.707），終點為），終點為 B(-0.707,0.707)B(-0.707,0.707)，試編制程，試編制程序。序。相應的程序為：相應的程序為： B707 B707 B001414GxNR1由于終點恰好在45線上，故也可取Gy，則B707 B707 B000586GyNR12022-3-1729例例5 5，加工圖所示圓弧，加工起點為，加工圖所示圓弧，加工起點為A A（-2-2，9 9），終點），終點為為B B（9 9，-2-2），編制加工程序。），編制加工程序。圓弧半徑：R=m =9220m 計數長度：

20、JYAC=9000mJYCD=9220mJYDB=R-2000m =7200m則JY= JYAC+ JYCD+ JYDB=（9000+9220+7220）m =25440m其程序為：B2000 B9000 B025440GyNR2 2022-3-1730我國快走絲數控電火花切割機床常用的ISO代碼指令，與國際上使用的標準基本一致。常用指令見表6.4。表6.4ISO代碼運動指令坐標方式指令坐標系指令補償指令M代碼鏡像指令錐度指令坐標指令其他指令2022-3-17311、運動指令、運動指令 在線切割機床不放電的情況下，使指定的某軸以快速移動到指定位置。 編程格式編程格式：G00 X Y 例圖所示。

21、G00 X60000 Y800002022-3-1732 編程格式編程格式：G01 X Y（ U V） 用于線切割機床在各個坐標平面內加工任意斜率的直線輪廓和用直線逼近曲線輪廓。 例如圖所示G92 X40000 Y20000 G01 X80000 Y600002022-3-1733 G02-順時針加工圓弧的插補指令。 G03-逆時針加工圓弧的插補指令。 編程格式編程格式：G02 X Y I J或G03 X Y I J式中：X、Y-表示圓弧終點坐標。I、J-表示圓心坐標，是圓心相對圓弧起點的增量值，I是X方向坐標值，J是Y方向坐標值 G 9 2 X 1 0 0 0 0 Y 1 0 0 0 0G0

22、2 X30000 Y30000 I20000 J0G03 X45000 Y15000 I15000 J0如圖所示：加工程序為2022-3-17342、坐標方式指令、坐標方式指令G90為絕對坐標指令。該指令表示程序段中的編程尺寸是按絕對坐標給定的。G91為增量坐標指令。該指令表示程序段中的編程尺寸是按增量坐標給定的，即坐標值均以前一個坐標作為起點來計算下一點的位置值。2022-3-17353、坐標系指令、坐標系指令表6.5坐標系指令G92 加工坐標系設置指令 G54 加工坐標系1 G55 加工坐標系2G56加工坐標系3G57加工坐標系4G58加工坐標系5G59加工坐標系62022-3-1736常

23、用G92加工坐標系設置指令。編程格式編程格式：G92X Y 例如，加工圖示零件（電極絲直徑與放電間隙忽略不計）。1）用G90編程P1 /程序名N01 G92 X0 Y0 /確定加工程序起點，設置加工坐標系N02 G01 X10000 Y0 N03 G01 X10000 Y20000 N04 G02 X40000 Y20000 I15000 J0N05 G01 X40000 Y0N06 G01 X0 Y0N07 M02 /程序結束2）用G91編程：P2 (程序名)N01 G92 X0 Y0NO2 G91 /表示以后的坐標值均為增量坐標NO3 G01 X10000 Y0N04 G01 X0 Y20000N05 G02 X30000 Y0 I15000 J0 N06 G01 X0 Y-20000N07 G01 X-40000 Y0N08 M02 2022-3-17374、補償指令、補償指令G40取消間隙補償G41左偏間隙補償，D表示偏移量G42右偏間隙補償，D表示偏移量編程