特种加工实训报告书

院系：工学部

专业：机械工程及自动化

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

完成日期：2014.12.18

一、实验目的

1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。

2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。

3.熟悉数控线切割机床的操作方法。

4.完成线切割产品的加工。

二、实验原理

线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。原理如图3—1。工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。

三、实验仪器与设

备

本次特种加工所用的机床为阿奇夏米尔FW2P数控快走丝线切割机床。

1.机床规格：

品牌/型号：阿奇夏米尔/FW2P

坐标定位精度：0.01（mm）

工作台行程：500（mm）

最大切割厚度：400（mm）

Z轴行程：150（mm）。

技术参数：

X、Y、Z行程mm500×400×250

U、V行程mm±18

最大加工锥度°/厚度±3°/180

电极丝直径mm0.12—0.20

主机尺寸 (长×宽×高)mm1790×1715×2050

电柜尺寸 (长×宽×高)mm930×685×1865

总重量(主机电柜)kg2680

工作液槽最大工件尺寸mm800×500×300

最大工件重量kg600

工作台尺寸 (长×宽)mm800×500

工作液槽尺寸 (长×宽×高)mm1200×740×150

动力源标准电源 380V±10% / 50Hz / 2kVA。

实验选用工件厚度为1mm的钢板，电极丝选用直径为0.18mm的钼丝，电火花机床选用的型号参数及实物图如下图所示，

2.手控盒

: 点动高速档

: 点动低速档，开机时为中速。

: 点动单步档。

: 选择点动轴及其方向。

HALT: 暂停键，使加工暂时停止，仅在加工中有效。

RST: 恢复加工键，当在加工中按键，加工暂停后，按此键能

恢复暂停的加工。

机床操作界面：

F1 置零

设置当前点坐标为零。在手动主模式按 F1 键，屏幕中间即有提示:当你确定好要置零的轴后，如X 轴，按下相应键执行。执行完成后对应的轴坐标变为零。如果你要返回到手动主画面，再按F1 即可。

F2 起点

回到“置零”所设的零点或在自动程序中用G92 所设的坐标点，以你最后一次的操作为准。

F3 中心

自动找工件内孔的中心位置。在手动模式主画面下，按F3 键，屏幕上出现提示:这时如果你要返回手动模式主画面，按F3 键即可。

屏幕中间有提示:按回车键确认后自动找中心! 按F3 返回!

F4 找正

可借助于手控盒及找正块来进行丝的半自动垂直找正。在手动模式主画面按F4 后，屏幕上即有提示:这时如果要返回手动模式主画面，则按F4 键即可。

机床操作者必须遵守下列事项:

严格执行制造商所提供的维护、操作及修理指南，开机前必须认真阅读有关安装、操作及系统安全的规定。

只有接受过相应的培训和了解各种危险的人才能操作、保养和修理本电加工机床。

执行有关事故预防制度及其它通用安全条例。系统操作者本人应当了解当地的有关规定。

四、实验内容简述

1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能

2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作

3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作

(1) 电极丝的绕丝、紧丝操作具体步骤如下：

下面为本线切割机床穿丝示

意

穿丝步奏：

按一下互锁开关的小柱，置位互锁保护功能。将定位销轴穿入移动板8 及立柱的定位孔内，使其不能左右移动。拉动电极丝头，依次从上至下绕接各导轮、导电块至贮丝筒（见图），将丝头拉紧并用丝筒的螺钉固定。拔出移动板上的定位销轴，手摇丝筒向中间移动约10mm。将左右撞块向中间各移动5～8mm，使贮丝筒上的丝能完全利用，又要保证预留一定的安全换向间距。机动操作丝筒往复运行二次，使张力均匀。至此整个上丝过程结束。

穿丝注意事项:

[1]穿丝前检查导轨滑块移

动是否灵活，若有阻卡现象，可

拆下移动板8，拆下直线导轨4，

用汽油或煤油清洗，使滑块移动

灵活，清洗干净后，注入润滑机

油，重新装上。

[2] 机动运丝前，须将丝筒

上罩壳盖上，关闭立柱侧门，防

止工作液甩出，并确保安全。

[3] 在使用操作面板上的运

丝开关运丝时，或用遥控盒上的

运丝开关丝时，断丝保护开关(在

立柱内)、立柱侧门互锁开关和丝

筒罩的互锁开关均起保护作用。

[4] 穿丝前，检查导电块，

若其上切缝过深，可松掉M5 螺

钉，将导电块转90°使用，使用

中应经常保持导电块清洁，接触导电良好。

[5] 在上主导轮与上张紧轮之间新安装了夹丝机构，在从上至下穿丝时，在夹丝处可先将电极丝夹住，然后继续穿丝至主导轮、下导轮至贮丝筒。穿丝完毕，一定要将电极丝从夹丝机构中取出!

[7] 上丝时，转动上丝电机电压调节旋钮，调节电压至50V 左右即可。不必调节电压过大，以免上丝用力过大或拉断电极丝。

[8] 本机床如安装限丝装置，穿丝方向一定是从上到下，即拉动丝筒左侧电极丝头依次穿丝。

[9] 当丝筒互锁开关和立柱侧门互锁开关的小柱被拉出时，其互锁作用失效。在这种情况下，如果丝筒装有电极丝，严禁启动丝筒。

2.电极丝垂直找正

在不放电不走丝的情况下用钼丝垂直校直仪（DF55-J50A）找正钼丝，操作方便，找正精度高。

?操作步骤如下：

[1] 停止走丝，不放电（不能按F4 找正键）；

[2] 将电极丝张紧，擦拭干净被测表面；

[3] 分别将工件表面（夹具平面）和校正器底面擦拭干净）；

[4] 将校正器安放在台架表面上，并使测量头的a、b 二测量面分别与x、y 坐标方向平行，测量头应-突出工件夹具，以便移动工作台时使测量头与电极丝接

触；

[5] 将锷鱼夹夹在电极丝导电

块上，插头插入校正器上的插

座内；

[6] 按本产品工作原理，分别

校正检测电极丝在x、y 轴坐

标方向，相应a—a?，b—b?（测

量面）对工件安装平面的垂直

度，调整UV 轴来校正垂直；

[7] 若要精确校正垂直，可反复检测调整，直使上下两显示灯同时闪烁为止。

（3）找中心

在手动模式主画面下，按F3 键，屏幕上出现提示:这时如果你要返回手动模式主画面，按F3 键即可。屏幕中间有提示:按回车键确认后自动找中心! 按F3 返回！

这时如果卷丝筒正好压在换向开关处，则有提示:请将丝筒移离限位后，按回车键继续执行! 按F3 键返回!这时你可用摇把将卷丝筒移离限位，按回车键继续执行。请注意，如果丝筒在限位处，则无法找中心!

按回车键后，放电开关打开，同时有微弱的加工条件加在两极，屏幕有提示:正在找中心，按中止!电极丝先找X 轴方向中心，完成后丝回到X 轴向孔的中心处; 再进行Y 方向找中心操作，执行完成后回到孔的中心处。

在找中心过程中，如果你要停止找中心，请按键，则自动关掉放电开关，返回到手动模式主画面。正常找中心结束，会有显示:找中心结束，按F3 键返回!这时请按F3 键，则返回到手动模式主画面。

五、加工零件

加工工件为E字型，如下图所示

1.NC 程序的执行

[1] 在进入自动画面前必须在编辑方式准备好的NC 程序。进入自动方式，如下图所

示，NC 程序的前10 行显示在自动方式的程序区。在自动方式，没有提供修改程

序功能。如果你要修改程序，请到编辑方式进行修改。

加工界面

[2] 可以用↑，↓，←，→键来寻找希望开始执行的地方。你可以改变摸拟，单段等状态，以决定是否进行摸拟，单段等操作。

[3] 执行程序前，建议先将“模拟”打为ON，将程序描画一次来检查您的程序是否有代码错误，以及所编程序是否是您所要的效果，以免实际加工后造成不良后果。

[4] 选择好开始执行的首指针及运行状态后，如果你要开始运行，只按回车键即可。

这时屏幕上会显示：程序正在执行...同时会在文件名处显示正在运行的文件名。如果你要暂停运行，请按键，在程序区会有红长条提示:暂停!按键继续! 按OFF

键退出，程序暂停运行，按下键后，程序又接着按以前状态继续执行。

[5] 如果你要停止运行，请按键，则程序停止运行，有提示:按键退出!按解除信息!当你按了以后，红色报警信息解除。如果程序执行中有其它错误发生，则会自动显示错误信息，同时提示：程序终止位置：****

****显示了程序终止时的实际位置指针。

[6] 程序结束时，屏幕上有白色显示：程序执行完成！

[7] 如果你要修改加工条件以改变当前加工状态，请按F5 键，具体修改方法参考F

功能键介绍。加工条件显示的是当前加工中用的加工条件。

[8] 各个轴的坐标显示反映在坐标显示区，如果小数点在倒数第三位处，表明使用的

是公制，如果在倒数第四位，表明使用的是英制。

[9] 参数区显示的是各参数的当前状态。如: 参数区的嵌套表示调用子程序的层数。

重复数是某一子程序要重复执行的次数，每执行一次，重复次数减1。补偿表示当

前程序段所用的补偿量。

[10] 在程序执行中通过设置模拟的ON、OFF 状态，可以得到三种不同的画面。加工所用的NC 程序如下：

H000 =+00000000;

H001 =+00000100;

H005 =+00000000;

( P001--------- );

T84 T86 G54 G90 G92 X+0Y+0;

C007;

G01X+1000Y+0;G04X0.0+H005;

G41H000;

C104;

G41H000;

G01X+2000Y+0;G04 X0.0+H005;

G41H001;

G01X+2000Y+6500;G04X0.0+H005;

G02X+3000Y+7500I+1000J+0;G04X0.0+H005; G01X+13500Y+7500;G04X0.0+H005;

G02X+14000Y+7000I+0J-500;G04X0.0+H005; G01X+14000Y+6000;G04X0.0+H005;

G02X+13500Y+5500I-500J+0;G04X0.0+H005; G01X+5000Y+5500;G04X0.0+H005;

G03X+4000Y+4500I+0J-1000;G04X0.0+H005; G01X+4000Y+2000;G04X0.0+H005;

G03X+5000Y+1000I+1000J+0;G04X0.0+H005; G01X+11500Y+1000;G04X0.0+H005;

G02X+12000Y+500I+0J-500;G04X0.0+H005; G01X+12000Y-500;G04X0.0+H005;

G02X+11500Y-1000I-500J+0;G04X0.0+H005; G01X+5000Y-1000;G04X0.0+H005;

G03X+4000Y-2000I+0J-1000;G04X0.0+H005; G01X+4000Y-4500;G04X0.0+H005;

G03X+5000Y-5500I+1000J+0;G04X0.0+H005; G01X+13500Y-5500;G04X0.0+H005;

G02X+14000Y-6000I+0J-500;G04X0.0+H005; G01X+14000Y-7000;G04X0.0+H005;

G02X+13500Y-7500I-500J+0;G04X0.0+H005; G01X+3000Y-7500;G04X0.0+H005;

G02X+2000Y-6500I+0J+1000;G04X0.0+H005; G01X+2000Y+0;G04X0.0+H005;

G40H000G01X+0Y+0;

G01X+141Y+0;G04X0.0+H005;

G01X+141Y+141;G04X0.0+H005;

G01X-141Y+141;G04X0.0+H005;

G01X-141Y-141;G04X0.0+H005;

G01X+141Y-141;G04X0.0+H005;

G01X+141Y+0;G04X0.0+H005;

G01X+0Y+0;G04X0.0+H005;

T85 T87 M02;

(:: The Cutting length= 90.137MM);

加工中

成型工件

六、测量加工零件，分心尺寸误差

使用游标卡尺测量零件后，总长15.08mm，总宽12.02mm，与图4“总长15mm，总宽12mm”对比后，得出实际尺寸略大于理论尺寸，也超出了尺寸的“±0.02mm”。分析原因如下：

1.走丝机构传动精度的影响。走丝速度越快，影响越大。电极丝在放电加工区域移动的平稳程度，取决于走丝机构的传动精度。电极丝运动不平稳、速度不均匀，不但影响丝的使用寿命，还影响加工效果，严重时可能把电极丝拉断。电极丝运动的位置主要由导轮决定，如果导轮有径向跳动或轴向窜动，电极丝就会发生震动，震动幅度决定于导轮跳动或窜动值。

2.工件厚度的影响，工件薄，工作液容易进入并充满放电间隙，对排屑和消电离有利，加工稳定性好，但工件太薄，放电脉冲利用率和切割效率较低，且电极丝易产生抖动，对加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液难于进入和充满放电间隙，加工稳定性差，但电极丝不易抖动，对提高加工精度和便面精度和表面粗糙度有利，最初切割速度随着工件厚度的增加而增加，达到某一最大值后反而下降，这是因为厚度过大时，排屑条件变差。

七、个人总结

为期三天的特种加工实训结束了，我学到了许多书本上没有的知识。令我受益良多。

在这短短的实训期间，体会到了用线切割的全过程，加深了对特种加工的理解和记忆。了解了特种加工机床的机床机构组成和基本加工原理，能够简单的掌握线切割机床的功能及其操作使用方法，学会简单的3B指令程序编程，懂得了钼丝的拆换和调整其与夹具的垂直度及电火花加工中工件的装夹和定位。在参观过程中，也观看了一些其他机床的基本操作和加工过程。虽然只是初步涉及特种加工，但却接触新知识，新视野，学习不同的知识理念，尤其是最后一天的实地参观，让我们在之前所学的理论得到了实际性的实践，同时，也对自己所在的专业领域中有了一定的了解。同时，我在穿丝的过程中发现了一些问题，这里再做一个总结：

（1）穿丝前，检查导电块，若其上切缝过深，可松掉M5 螺钉，将导电块转90°使用，使用中应经常保持导电块清洁，接触导电良好。

（2）在上主导轮1 与上张紧轮7 之间新安装了夹丝机构，在从上至下穿丝时，在夹丝处可先将电极丝夹住，然后继续穿丝至主导轮、下导轮至贮丝筒。穿丝完毕，一定要将电极丝从夹丝机构中取出!上丝时，转动上丝电机电压调节旋钮，调节电压至50V 左右即可。不必调节电压过大，以免上丝用力过大或拉断电极丝。

（3）本机床如安装限丝装置，穿丝方向一定是从上到下，即拉动丝筒左侧电极丝头依次穿丝。

（4）当丝筒互锁开关和立柱侧门互锁开关的小柱被拉出时，其互锁作用失效。在这种情况下，如果丝筒装有电极丝或摇把没有取下，严禁启动丝筒。

总之，这次实训我明白了了线切割机床的使用方法以及简单零件的线切割编程，巩固的之前学习过的特种加工课程，这次并将知识运用到实践当中去，对线切割有了更加深刻的理解。也为以后的工作奠定了夯实基础。