数控电火花线切割加工机床的主要装置
数控电火花线切割加工实验
数控电火花线切割加工实验一、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。
二、实验内容1．简单图形手工编程练习；2．设计创意图形并用计算机修改及自动编程；3．加工创意图形；三、实验设备1．硬件设备；计算机，扫描仪，线切割机床。
2．软件：图形矢量化软件，图形修改软件，数控线切割机床控制软件。
四、线切割加工介绍1．线切割加工原理、特点和应用线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种，其基本原理如图所示。
被切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上。
钼丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液<图中未画出）。
当钼丝与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。
若工作台带动工件不断进给，就能切割出所需要的形状。
因为贮丝筒带动钼丝交替作正、反向的高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长的时间。
线切割机床程序输入方法有三种：键盘输入，穿孔纸带输入和磁盘输入。
线切割能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。
加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6m。
2．数控线切割机床组成部分数控线切割机床的外形如图所示，其组成包括机床主机、脉冲电源和数控装置三大部分。
<1）机床主机部分机床主机部分由运丝机构、工作台、床身、工作液系统等组成。
运丝机构:电动机通过联轴节带动贮丝筒交替作正、反向转动，钼丝整齐地排列在贮丝筒上，并经过丝架作往复高速移动<线速度为9m/s左右）。
CTW320TB电火花线切割机床结构及说明
CTW320TB电火花线切割机床一、机床主要结构及说明机床由主机、工作液循环系统、脉冲电源等部分组成。
主机包括床身、立柱、工作台、运丝系统等部分组成。
图1-1-1 电火花线切割机床结构1.床身2.工作台3.下线臂4.上线臂5.断丝保护块6.上下导电块7.上下导轮8.UV轴箱9.主轴箱10.立柱11.导丝轮12.储丝筒13.工作液循环系统14.脉冲电源柜1.床身床身采用T型床身，长轴在下，短轴在上，从而使机床更稳定可靠，承重更大。
床身四周由板金全包，外型美观，整体效果突出，有防止工作液外溅，使机床更好的保证清洁，延长使用寿命。
2.工作台工作台纵横向移动采用滚动直线导轨副，既有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度，又能实现高定位精度和重复定位精度，有效地保证了工件的加工精度。
工作台纵横向移动，采用混合式步进电机带动精密滚珠丝杠转动，滚珠丝杠副采用内循环双螺母，内预紧间隙型（其间隙在机床出厂前已调整好，用户一般不得随意拆卸，如遇问题应及时向生产厂家联系）3.立柱1)线架图1-1-2 电火花线切割上下线架臂线架分为上下线臂图1-1-2，其上都装有高频电源进电块和断丝保护装置，靠近主导轮是前者，远离主导轮是后者，如有烧丝现象应仔细观察钼丝是否与进电块和断丝保护块相接处，使用日久硬质合金会出现沟槽时，应该更换新的导电块。
线架上下臂应保持清洁，以免切下来的金属泥削与线架臂接触而发生短路现象，以致影响切割效率。
2)导轮导轮是线架部分的关键精密部件，要精心维护和保养，导轮安装在导轮套中，可以通过调整上下导轮套保证钼丝与工作台完全垂直。
4.运丝系统（图1-1-3）卷丝筒是运丝系统的动力部分，它的往复运动是利用电动机的正反转来实现的。
直流电机经联轴器带动丝筒，再经同步带带动丝杠转动，托板便作往复运动，托板移动的行程可由调整块向左右装快的距离来达到。
卷丝筒是采用铝合金材料制作的，卷丝筒装在绝缘法兰盘上，并紧固于丝筒上，装配时已测好动平衡。
第三章电火花线切割加工
（1）3B代码简介
• 我国常用的3B编程代码格式为：
–B x B y B J G Z
• 5）加工指令Z :
–传送被加工图形的形状、所在象限和加工方向等信息的加工直线
–直线在一、二、三、四象限时，用L1、L2、L3、L4表示 –圆弧起点在一、二、三、四象限时，分别用SR1、SR2、SR3、
SR4或NR1、NR2、NR3、NR4表示（SR:顺圆，NR：逆圆）
• G82——半程移动指令，G82使加工位置沿指定 坐标轴返回一半的距离，即当前坐标系中坐标 值的一半的位置
• G84—校正电极丝指令，G84指令能通过微弱放 电校正电极丝与工作台的垂直，在加工前一般 要先进行校正。
第三十九页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
系统辅助功能指令M
• M00——程序暂停，按“回车”键才能执行 下面程序，丝电极在加工中进行装拆前后应 用；M02——程序结束，系统复位；
第七页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
第八页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
第九页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
1)床身
• 铸件 • 安装固定基础
第十页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
2）工作台
• 安装工件并实现工件进给的部份 • 分别由两台步进电动机驱动，通过滚珠丝杠螺
母副传动
1—床身 2—下拖板
第二页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
电火花线切割加工示意图
• 1—数控装置 2—贮丝筒 3—导轮 4—丝电极 5—工 件 6—喷嘴 7—绝缘板 8—脉冲发生器 9—油泵 10—油箱 11—步进电机
第三页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
（２）电火花线切割加工特点
•与电火花成型相比，电火花线切割加工有如下特点：
填空题题库
数控机床 (1)数控系统 (2)数控原理与系统 (2)数控编程 (4)对刀点 (5)加工类别 (5)伺服驱动 (5)坐标系与方向 (5)定位与精度误差公差 (6)工艺技术 (6)机床故障与维护 (7)机械知识 (8)数控机床1、数控机床组成包括CNC数控系统和机床主体两大部分。
2、数控机床大体由输入装置、数控装置、伺服系统和机床本体组成。
3、加工中心是一种备有（刀库）并能自动(更换刀具)对工件进行(多工序加工)的数控机床。
4、加工中心与普通数控机床相比最显著的区别是：加工中心带有刀库和自动换刀装置。
5、数控机床的类型按加工功能分为金属切削类、金属成型类、特种加工类和其他等几种类型。
6、数控机床的类型，按控制刀具与工件相对运动的方式为点位控制、点位直线控制、连续控制7、数控铣床类型通常分为立式、卧式、立卧两用三种类型。
8、铣镗类加工中心分为立式、卧式、复合式。
9、数控电火花线切割机床的类型分为快走丝、慢走丝两种。
10、电火花线切割机床主要由机械装置、脉冲电源、工作液供给系统和数控系统所组成，起辅助装置有自动编程系统和自动阅读机等。
11、数控铣床开机步骤包括以下过程①打开机床电源开关；②打开电脑；③进入C:HCNCN.bat12、回参考点的操作包括工作方式选择开关置于“回参考点”；按下“+X”“+Z”13、数控铣床程序模拟运行步骤包括以下过程①工作方式选择开关在“自动”位置；②按下主菜单“自动加工”；③按下“选择程序”；④在对话框找到相关程序；⑤按下“机床锁住”键，按下“循环启动”键14、数控机床中常用的回转工作台有（分度工作台、数控回转工作台）15、数控机床对于导轨有着更高的要求：如高速进给时（不震动），低速进给时（不爬行），有（高的灵敏度），能在重载下长期（连续工作），（耐磨性高），精度(保持性好)等。
16、数控机床的运动性能指标主要包括主轴转速、进给速度、坐标行程、摆角范围、刀库容量、换刀时间。
电火花加工的基本原理、特点和适用范围
电火花加工的基本原理、特点和适用范围1、电火花加工的基本原理：基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。
2、电火花加工的特点：（1）电火花加工属不接触加工。
（2）加工过程中没有宏观切削力。
（3）易于实现加工过程自动化。
3、电火花加工的适用范围（1）适合于难切削材料的加工（2）可以加工特殊的零件（3）可以加工复杂形状的零件（4）可以改进结构设计，改善结构的工艺性4、电火花加工的局限性（1）只能用于加工金属等导电材料（2）加工速度一般较慢（3）存在电极损耗（4）最小角部半径有限制电火花线切割加工的基本原理和特点1、电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。
根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为两大类：（1）高速走丝电火花线切割机床（快走丝）（2）低速走丝电火花线切割机床（慢走丝）2、电火花线切割加工的工艺特点（了解）数控电火花加工机床电火花加工机床及其组成1、国产电火花穿孔、成形加工机床的型号与参数1985年起国家把电火花穿孔成形加工机床定名为D7l系列，其型号表示方法如下：2、数控电火花穿孔、成形加工机床的组成：包括（1）主机、（2）电源箱、（3）工作液循环过滤系统、（4）伺服进给系统。
数控电火花穿孔成形加工机床的机械装置1、HCD300K电火花加工机床简介2、数控电火花穿孔成形加工机床的主要机械装置数控电火花线切割机床组成：床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等组成。
数控电火花线切割机床的型号与参数1、电火花线切割机床的型号与参数数控电火花线切割机床型号表示方法如下：例如：DK7725表示工作台横向行程为250mm的数控电火花线切割机床。
2、数控电火花线切割机床的主要技术参数包括：1）工作台行程(纵向行程×横向行程)；2）最大切割厚度；3）加工表面粗糙度；4）加工精度；5）切割速度；6）数控系统的控制功能等。
课题十八(数控电火花线切割机床结构组成及分类2)
泰州技师学院教案首页课题：课题十八数控电火花线切割机床结构组成及分类教学目的要求： 1.数控线切割结构组成及本体。
教学重点、难点：重点线切割结构、快走丝机床，难点是线切割结构。
授课方法：讲授法教学参考及教具（含电教设备）：黑板、粉笔授课执行情况及分析：讲授理论知识，让学生做好笔记，让学生多参与到课堂，练就学生的动脑能力，让他们熟悉模具，了解基础，在讲课过程中充分与实际结合，打好理论基础。
泰州技师学院教案用纸页运动，钼丝整齐地排列在储丝筒上，并经过丝架作往复高速移动（线速度为9mm/s左右）。
③工作台用于安装并带动工件在水平面内作X、Y两个方向的移动。
工作台分上、下两层，分别与X、Y向丝杠相连，由两个步进电机分别驱动。
步进电机每接受到计算机发出的一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个步距角, 再通过一对变速齿轮带动丝杠转动,从而使工作台在相应的方向上移动0.001mm。
工作台的有效行程为250 mm×320 mm。
图9 DK7725高速走丝线切割机床结构简图1—储丝筒； 2—走丝溜板； 3—丝架； 4—上工作台；5—下工作台； 6—床身； 7—脉冲电原及微机控制柜④丝架丝架的主要功用是在电极丝按给定线速度运动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度。
⑵脉冲电源脉冲电源又称高频电源，其作用是把普通的50HZ交流电转换成高频率的单向脉冲电压，加工中供给火花放电的能量。
电极丝接脉冲电源负极，工件接正极。
⑶微机控制装置微机控制装置的主要功用是轨迹控制。
其控制精度为±0.001 mm, 机床切割加工精度为±0.01 mm。
⑷工作液循环系统由工作液泵、工作液箱和循环导管组成。
工作液起绝缘、排屑、冷却的作用。
每次脉冲放电后，工件与电极丝（钼丝）之间必须迅速恢复绝缘状态，否则脉冲放电就会转变为稳定持续的电弧放电，影响加工质量。
在加工过程中，工作液可把加工过程中产生的金属微颗粒迅速从电极之间冲走，使加工顺利进行，工作液还可冷却受热的电极丝和工件，防止烧丝和工件变形。
线切割加工中常见问题及解决办法
1. 乳化油冲液后不乳化怎么办?在乳化油的生产过程中一般都会加入一些挥发性的稳定剂，如果在生产过程中不能按工艺要求操作或者使用了劣质的基础油作为原料都有可能产生这种现象，处理这个问题的最简单的办法就是加入一些可以乳化的乳化油，搅拌后就可以使其乳化，或者加入一些酒精，比例控制在1％－2％左右。
2. 工件切割不动怎么办？在实际切割过程中经常会遇到工件切割不动的情况，有时根本无法切割，这种情况一般发生在高厚度切割或切割象不锈钢等难加工材料时，其根本的原因就是工作液不具备良好的拍除蚀除产物的特性，应急的办法是加入一些洗涤精或者将工作液的浓度增加，但最根本的办法是换用好的工作液。
（在某些地区由于使用硬水冲液也会产生割不动的问题）3. 钼丝正反向切割时切割的速度不一致，甚至一个方向不走怎么办？这种情况在高厚度切割时往往会遇到，根本原因还是工作液的问题，当然也和其它因素如：变频跟踪速度、钼丝张力的均匀一致性等有关。
顺便说一句，在切割高厚度工件时最好将变频跟踪打快一点，因为在过跟踪时基本不会断丝，但在欠跟踪时往往会导致加工不稳，引起断丝。
4. 如何减少钼丝在丝筒两端断丝的几率高速走丝切割钼丝在丝筒两端要频繁换向，所以两端钼丝会反复收到拉力的冲击作用，使两端钼丝受到疲劳损伤，所以为延长钼丝的使用寿命应该隔一个班次（约8小时）就将换向行程开关向里移动一点。
这种方法在大电流高效率加工时尤其重要。
5. 如何延长钼丝的使用寿命钼丝在每次与工件间放电的同时自身也会受到损伤，只是程度很小而已，所以在换上新钼丝后最好用小能量的加工参数进行切割（使其损伤小一点），等到钼丝颜色基本发白后再改用正常的大电流进行切割。
当然在换好钼丝进行切割之前最好先让钼丝空运行5－10分钟，使其原有的内部应力得到释放。
6. 如何减少钼丝在起割点的断丝几率一般采用机床自动变频跟踪从外部切入工件的方法可以降低钼丝在起割点断丝的几率，同时要保证冷却液的良好供应，以吸收放电爆炸力使钼丝产生的扰动，工件最好距离上下喷水口5－10mm,使冷却液可以较好的包裹好钼丝。
数控技术考试试卷(附答案)
一、填空题（每空1分,共22分）1、按控制运动的方式分类，数控机床可分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床和轮廓控制数控机床等三种。
2、卡盘式数控车床适合车削（3）盘类 ,而顶尖式数控车床适合车削较长的轴类。
3、当数控装置的程序存储空间较小时,为实现程序的连续执行与加工，常采用 (5)DNC 或(6) 通信输入程序输入方式.4、数控加工时对刀点设置的原则为：便于数值计算和简化程序编制、(7）易于找正并在加工过程中便于检查、(8) 引起的加工误差小 .5、在MC加工时，常用的高性能刀具材料有硬质合金刀具（涂层）、（9）立方氮化硼刀具和（10）金刚石刀具等。
6、与数控电火花成形加工相比较，数控电火花线切割加工改善的主要两个方面为（11）不用成形电极和（12) 加工效率高（比电火花成形机床操作更方便.7、衡量数控机床可靠性的指标有(13)MTBF 和（14）A 。
8、数控机床的维修包含（15）日常性维护与保养和（16）故障维修两方面内容。
9、数控机床的安装调试工作有（17）准备工作、（18配合工作和（19）组织工作等。
10、数控程序的代码标准常用的有（20)ISO 和（21）EIA 两种，其中应用广泛的为（22）ISO 代码标准。
二、选择题:下列各题的选项中有一个或多个是正确的，请将其代号填入括号中.(每题2分,共16分)1、在数控加工工序卡中，应包括（）等内容。
A．编程原点与对刀点 B．编程简要说明C．工艺过程安排 D．数控切削用量2、数控车削螺纹时，为保证车出合格的螺纹，应（）。
A．增加刀具引入距离 B．不需要刀具引入/引出距离C．增加螺纹长度 D．增加刀具引出距离3、当用于数控机床的调试及对刀时，其工作方式为（ ).A．单段 B．手动 C．步进 D．手动攻丝4、对于高度较大且加工表面较多的箱体类零件，一般选用（）.A．立式MC B．卧式MC C．普通数控铣床5、对于中大型加工中心，其换刀方式一般采用（ )。
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220mmx150mmx120mm
辅助轴移动距离(U*V)
35 mm*35mm
斜度加工角度
±7°
电极丝直径
Φ0.05~ Φ0.20mm
电极丝走丝速度
最大15m/min
电极丝张力
0.3~2.5N
工作液
去离子水
工作液容量
380L
工作液过滤方式
纸质过滤器
机床主体尺寸
2050mmx2665mmx2220mm
可登1000个条件C000~C999 可登1000个偏置H000~H999
50 60 4 直线、圆弧 0.0001mm 0.0001mm
三、数控电火花线切割加工机床的主要装置
1.机械装置 （1）工作台
数控线切割机床常采用XY轴向移动工 作台，又称为十字工作台，是用来装夹工件 并相对线电极进行插补运动的部分。 （2）走丝系统
编程格式：G07； 功能：X、Y轴交换。 关系式：X=Y,Y=X。 例：完成图6-8的程序编制。
编程格式：G08； 功能：X轴镜像、Y轴镜像（相当于同时执行G05
、G06)。 关系式：X=-X,Y=-Y。 编程格式：G09； 功能：先X轴镜像，再X、Y轴交换（相当于同时
执行G05后再执行G07)。 关系式：X=-X,然后X=Y,Y=X 。
（4）穿丝孔位置的确定 2.加工程序的编制 （1）ISO格式编程
①加工起点确定 G92 编程格式：G92 X_Y_; 功能：确定程序的加工起点。 说明：X、Y表示起点在编程坐标系中的坐 标。
②镜像加工指令 G05~G12
在加工和原工件形状对称的工件时，可以利用原来的程 序加上镜像加工指令，即可方便地得到新程序。镜像加 工指令单独成为一个程序段，在该程序段以下的程序段 中XY坐标按照一定的关系式变化，直到取消镜像指令为 止。
（1）可以完成一般切削加工方法难以或无法完 成的复杂形状的工件的加工。
（2）适宜于加工低刚度工件及细小零件。 （3）材料的利用率高，能有效地节约贵重金属
。 （4）便于实现加工过程的自动化控制。 （5）使冲模加工的凹、凸模间隙可以任意调节
。
3.电火花线切割加工的应用
应用领域
表6-1电火花线切割的应用 应用举例
编程格式：G10； 功能：先Y轴镜像，再X、Y轴交换（相当于同时
执行G06后再执行G07)。 关系式：Y=-Y,然后X=Y,Y=X 。 编程格式：G11； 功能：先X、Y轴镜像，再X、Y轴交换 关系式：X=-X, Y=-Y,然后X=Y。
编程格式：G12； 功能：取消镜像。 ③电极丝半径和放电间隙补偿指令G41、G42、G40 编程格式：G41 D_; 功能：左补偿。 说明：D为电极丝半径和间隙之和。
编程格式：G05；
功能：X轴镜像。
关系式：X=-X
编程格式：G06； 功能：Y轴镜像。 关系式:Y=-Y 例：N10 G92 X0 Y0;
N20 G01 X10000 Y25000; N30 G01 X20000; X轴镜像后程序段：
N10 G92 X0 Y0; N20 G05; N30 G01 X10000 Y25000; N40 G01 X20000;
铜丝 Φ0.1~Φ0.35 单向通过加工区域，不重 复 3m/min左右 去离子水 0.001mm Ra值为0.3~0.8um
2.数控电火花线切割机床的主要技术参数
（1）主要技术参数（AP200L慢走丝线切割机床）
最大工件尺寸
300mmx270mmx100mm
最大工件质量
50kg
工作台行程（X*Y*Z)
机床主体质量
2800kg
(2)数控装置主要参数
电源输入规格 用户存储容量 显示方式 键盘 指令方式 输入范围
（可切换） 放电加工条件登录功能 偏置功能 子程序嵌套级 坐标系个数 联动轴数 插补功能 最小指令单位 最小驱动单位
220V 、50HZ 编辑区域：10MB,保存区域：50MB 10.4〞液晶显示器 标准101键盘 增量/绝对 ±9999 9999.999/ ±99 999.9999
二、数控电火花线切割加工机床的组成及主要技术参数
1.数控电火花线切割加工机床的组成 快走丝和慢走丝线切割机床的区别见表6-2。
表6-2快、慢走丝线切割机床的区别
快走丝
慢走丝
线电极材料 线径 运丝方式 运丝速度 工作液 加工精度 表面粗糙度
钼丝 Φ0.1~Φ0.25 双向往返循环 300-700m/min 乳化液 0.01mm Ra值为0.63~1.25um
快走丝线切割机床的线电极被整齐地 排列在一只由普通电动机驱动的储丝筒上， 如图6-2所示。
2.脉冲电源装置 脉冲电源是数控线切割机床最重要的组成
部分，是决定线切割加工工艺指标的关键部件 。
脉冲电源组成如图6-4所示。
主振级 前置放大级 功率放大级
火花间隙
低压直流
高压直流
图6-4脉冲电源组成
3.工作液与供给系统
第六章 数控电火花加工设备的编程与操作
第一节 数控电火花线切割加工机床
一、电火花线切割的加工原理与特点
1．电火花线切割的加工的原理与特点 线切割加工是利用移动的细金属导线（
铜丝或钼丝）做为负电极，对导电或半导电材 料的工件（作为正电极）进行脉冲火花放电， 切割成型的一种工艺方法，如图6-1所示。
2.电火花线切割工艺特点
模具加工
冲模、粉末冶金模、拉拔模、挤压模
电火花成型加工的电极加工
形状复杂的电极、穿孔用电极、带锥度电 极
轮廓量具、刀具、样板的加工 各种卡板量具、模板、成形刀具
试制品和特殊形状零件的加工
特殊用途、特殊材料零件的加 工试制件、单件、小批量零件、凸轮、异型 槽、窄槽、淬火零件
材料试样、硬质合金、半导体材料、化纤 喷嘴
工作液的主要作用：能够恢复极间绝缘 ，产生放电的爆炸压力，冷却线电极和工件 ，排除电蚀产物。快走丝线切割机床最常用 的工作液是乳化液，慢走丝线切割机床最常 用的是纯水。
工作液供给系统主要由电泵、储液箱、 管路、阀、喷头及过滤装置等组成。
四、数控电火花线切割加工机床加工程序的编制
1.工艺处理 （1）图样分析 （2）工艺基准的选择 （3）加工路线的选择
编程格式：G42 D_; 功能：右补偿。 编程格式：G40 ; 功能：取消补偿。 例6-1 编制一凸模加工程序，如图6-9所示，电
极丝直径Φ0.15mm,放电间隙0.01mm。