数控电火花线切割加工实例
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）。
数控电火花线切割加工演示实验
实验五数控电火花线切割加工演示实验一、实验目的1.了解数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能。
2.熟悉数控电火花快走丝线切割机的开关机操作。
3.熟悉数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整。
4.熟悉YH线切割自动编程控制系统的屏幕控制功能。
5.能够利用数控电火花快走丝线切割机YH线切割自动编程控制系统软件绘图并能够操作进行操作加工。
二、实验仪器与设备DK77型数控电火花快走丝线切割机、钼丝、工装夹具、台钻、零件毛坯（150 100 20钢板一块）、3.5寸软盘一张三、相关知识概述（一）数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能数控电火花快走丝线切割机床所提供的各种功能可以通过机床操作面板得以实现，包括控制面板、手控盒面板和储丝筒操作面板。
1.控制面板是完成机床操作与线切割加工主要的人一机交互界面，其常见功能组件列于表3-1中。
2.储丝筒操作面板储丝筒操作面板主要用于控制储丝筒电机的正转、反转、制动等。
注：手控盒面板可以选配。
（二）数控电火花快走丝线切割机的开关机操作1. 开机步骤如下：（1）检查外接线路是否接通；（2）合上电源主开关，接通总电源；（3）按下启动按钮，进入控制系统。
机床启动后，CRT 显示器上出现人—机交互画面。
2. 关机步骤如下：（1）将工作台移至各轴中间位置；（2）按下红色急停按钮；（3）扳下电源主开关，关闭电源；（4）断开外接线路。
3. 紧急停机机床在手动或自动运行中，一旦发现异常情况，应立即停止机床的运动。
通过按压手控盒上OFF按钮、红色急停按钮或电源主开关、储丝筒操作面板上的紧急停止开关等四个中的任意一个均可使机床停止。
（三）数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整1.电极丝的选择电极丝是线切割加工过程中必不可少的重要工具，合理选择电极丝的材料、直径及其均匀性是能否保证加工稳定进行的重要环节。
电极丝材料应具有良好的导电性、较大的抗拉强度和良好的耐电腐蚀性能，且电极丝的质量应该均匀，直线性好，无弯折和打结现象，便于穿丝。
电火花线切割实例
电火花线切割实例
电火花线切割（Wire Cut Electrical Discharge Machining, 有时称Wire Cut EDM 或WEDM）是电火花加工的一个分支，也是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺，是20 世纪40 年月末最早在前苏联进展起来。
此法用一根移动着的导线（电极线）作为工具电极对工件进行切割，故称为线切割加工，由于后来都用数控技术掌握工件的电极丝作相对切割运动，故常称为数控线切割，或简称线切割加工。
电火花数控线切割原理
电火花数控线切割加工的基本原理是基于下列三点：
1. 电极丝与工件之间脉冲性地火花放电
2. 电极丝沿其轴向作走丝运动
3. 工件相对于电极丝在X,Y 平面作数控运动
电火花线切割电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极，当一个脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心温度瞬时可高达10000 ℃以上，高温使工件金属熔化，甚至有少量气体，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产生气体，这些气体后的工作液和金属蒸气瞬间快速膨胀，并且有爆炸的特性，这样热膨胀和局部微爆炸，抛出熔化和气体了的金属材料而实现对工件材料进行电蚀切割加工，通常认为电极丝与工件之间的放电间隙在0.01mm左右，若电脉冲的电压，放电间隙会大一些，线切割编程时一般取0.01mm
以下是电火花线切割加工实例样件1
样件2
样件3。
电火花线切割编程加工工艺及实例
切割路径规划
避免频繁换向
在切割过程中，应尽量减少电极丝换向的次数，以降低对电极丝的损耗和避免 影响切割精度。
考虑热影响
在规划切割路径时，应考虑到加工过程中产生的热量对工件的影响，合理安排 切割顺序和冷却时间。
切割速度与进给速度
切割速度选择
根据工件材料、厚度及切割质量要求选择合适的切割速度，切割速度过快可能导 致断丝或降低加工质量，过慢则影响加工效率。
电火花线切割编程加 工工艺及实例
目录
CONTENTS
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程技术 • 电火花线切割加工工艺 • 电火花线切割加工实例 • 电火花线切割加工质量与控制
01 电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
高精度加工
材料适应性强
加工复杂形状
环保节能
电火花线切割加工（ Wire Electrical Discharge Machining ，简称WEDM）是一种 利用连续移动的细金属 丝作为电极，对工件进 行脉冲放电切割的加工 方法。
加工特点
钛合金硬度大、熔点高，对切割工艺和设备要求较高。
加工工艺
选择合适的电极丝和脉冲电源，优化切割参数和冷却方式，确保钛合金零件的加工质量和 安全性。同时需注意合理选用电极丝材料和规格，以及调整工作液的成分和压力，以确保 加工过程的稳定性和切割质量的可靠性。
05 电火花线切割加工质量与 控制
加工精度与误差分析
加工精度
电火花线切割能够实现高精度的加工，其精度主要取决于机床的精度、电极丝的直径、切割速度和进给速度等因 素。
误差分析
误差来源主要包括机床误差、电极丝误差、工件装夹误差、编程误差等，通过对误差来源的分析，可以采取相应 的措施减小误差，提高加工精度。
电火花线切割编程加工工艺分析及编程实例
目录
• 电火花线切割加工概述 • 电火花线切割编程基础 • 电火花线切割加工工艺分析 • 电火花线切割编程实例 • 电火花线切割加工常见问题与解决方案 • 电火花线切割技术发展趋势与展望
01
电火花线切割加工概述
定义与特点
定义
电火花线切割加工是一种利用电 火花放电原理对金属材料进行切 割的加工技术。
2. 在加工前对工件材 料进行硬度检测，避 免选择过高硬度的材 料进行线切割加工。
3. 调整切割参数，如 电流、电压、速度等 ，以适应不同材料的 加工需求。
加工精度问题
详细描述：要解决加工精度问题 ，可以采取以下措施
1. 确保机床的几何精度和运动精 度良好，定期进行机床维护和校 准。
2. 在编程时仔细核对工件图纸， 确保加工路径和参数设置正确。
1. 选择合适的电极丝和加 工参数，以适应不同材料 的加工需求。
3. 控制工件材料表面的清 洁度，去除油污、锈迹等 杂质，以提高加工表面的 质量。
2. 在加工过程中保持稳定 的电极丝张趋势与展 望
高精度、高效率加工技术
加工精度
随着电火花线切割技术的不断发展， 加工精度不断提高，能够满足高精度 、高标准加工要求。
特点
高精度、高效率、低损耗、加工 表面质量好、可加工复杂形状工 件等。
加工原理
01
02
03
电火花放电
在电极丝和工件之间施加 高电压，通过电火花放电 将工件材料蚀除。
工作液循环
工作液在电极丝和工件之 间不断循环，带走电火花 产生的热量和蚀除的材料 。
切割过程
电极丝按照预定轨迹进行 移动，实现对工件的切割 。
工件固定与定位
数控电火花线切割机床3B格式编程举例
B5000 BB010000GySR2
例4 加工如图j所示的1/4圆弧，加工起点A（0.707,0.707），终点为B(-0.707,0.707)，试编制程序。
相应的程序为：
B707 B707 B001414GxNR1
Hale Waihona Puke 由于终点恰好在45°线上，故也可取Gy，则
B707 B707 B000586GyNR1
相应的程序为：
BBB021500GyL2
图g 加工斜线图 h 加工与Ｙ轴正方向重合的直线图 i 加工半圆弧
图j 加工1/4圆弧 图k 加工圆弧段
例3 加工如图i所示圆弧，加工起点的坐标为A(-5,0),试编制程序。
其程序为：
数控电火花线切割机床3B格式编程举例
2010-3-13 来源:本站收集 作者:佚名 【大 中 小】 点击：147 次
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例1 加工图g所示斜线OA,终点A的坐标为Xe=17mm,Ye=5mm,写出加工程序。
其程序为：
B17000 B5000 B017000GxL1
例2 加工图h所示直线，其长度为21.5mm,写出其程序。
其程序为：
B2000 B9000 B025440GyNR2
�
例5 加工图k所示圆弧，加工起点为A（-2，9），终点为B（9，-2），编制加工程序。
圆弧半径：R=μm =9220μm
计数长度：JYAC=9000μm
JYCD=9220μm
JYDB=R-2000μm =7200μm
则JY= JYAC+ JYCD+ JYDB=（9000+9220+7220）μm =25440μm
电火花线切割加工
的金属丝（称为电极丝）作为电极，对工件进行脉冲 火花放电蚀除金属、切割成形。电火花线切割加工必 须具备三个条件：
（1）合适的电规准参数； （2）一定绝缘性能的工作液； （3）满足要求的运动：电极丝作走丝运动，工作台 作进给运动。
任务二 电火花线切割加工
B—— 分隔符号； X、Y——坐标值，单位用微米表示，程序中只记绝对值； J——计数长度，取线段或圆弧在计数方向坐标轴上投影长
度的总和；
G——计数方向，根据选取X和Y两个计数方向不同，计数方
向G取Gx和Gy；
Z——加工指令Z共有12种。
任务二 电火花线切割加工
1）分隔符B的意义
B称分隔符号，在程序上是把Ｘ＼Ｙ＼Ｊ这些数字分开， 便于计算机识别。
Y为圆弧起点相对圆心的坐标值，圆心为切割坐标的原点。 如：B X B Y B J
任务二 电火花线切割加工
3）计数方向G的选择
根据选取X和Y两个计数方向的不同，计数方向G分别 为Gx和Gy它们的选择依据加工对象的特点而定。
为保证所要加工的直线或圆弧按照要求的长度加工出 来，一般通过从起点到终点的某个拖板在进给方向上的总 长度来达到。尽管从坐标方法上来说，选择哪个拖板进行 移动控制，其效果都是一样的。但就采用逐点比较插补方 法而言，存在着差异，这种差异将影响加工精度。
任务二 电火花线切割加工
五、电火花线切割加工的应用 1）试制新产品 在新产品开发过程中需要单件的样品，使用线切割直 接切割出零件，无需模具，这样可以大大缩短新产品的开 发周期并降低试制成本。如在冲压生产时，未开出落料模 时，先用线切割加工的样板进行成型等后续加工，得到验 证后再制造落料模。
第五章电火花线切割编程加工工艺及实例
为x，y的值，以简化数值。
(3) 若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线，x，y均 可写作0也可以不写。
如图5-2(a)所示的轨迹形状，请读者试着写出其x ，y值，具体答案可参考表5-2。(注：在本章图形所标 注的尺寸中若无说明，单位都为mm。)
图5-2 直线轨迹
表5-2 3B代码
2) G的确定
G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程 的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点， 建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计 数方向。若y=x，则在一、三象限取G=Gy，在二、四象限 取G=Gx。
由上可见，计数方向的确定以45°线为界，取与终点处 走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图5-3(c)。
图5-6 Z的确定
例5.1 请写出图5-7所示轨迹的3B程序。 图5-7 编程图形
解 对图5-7(a)，起点为A，终点为B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000 =130000
故其3B程序为： B30000 B40000 B130000 GY NR1 对图6-7(b)，起点为B，终点为A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000 =170000 故其3B程序为： 40000 B30000 B170000 GX SR4
(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。
图5-9 加工零件图
解 经过分析，得到具体程序，如表5-4所示。 表5-4 切割轨迹3B程序
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模块五 数控电火花线切割加工实例
本课题学习的容主要是通过分析数控电火花线切割一些典型零件的加工实例，使你了解数控电火花线切割零件加工的工艺分析过程，巩固掌握数控电火花线切割加工程序的编制方法。
由于零件在加工时许多尺寸都有公差要求，所以在实际编程加工时还要考虑
到尺寸的公差。
对于有公差要求的尺寸，通常采用中差尺寸编程。
同时，在数控电火花线切割编程时，如果按照零件中的轨迹尺寸编程，加工中电极丝中心所走轨迹就是图样中的轨迹，这样加工出来的零件与实际要求的零件相比在单边尺寸上相差一个电极丝半径加上一个放电间隙。
为了加工出合格的工件，就必须将图样的轨迹作相应的偏移，从而得到编程轨迹。
在对孔和凹体等零件编程时，应将实际轨迹单边向部偏移
一个钼丝半径加上放电间隙；在对凸模等凸体零件编程时，应将实际轨迹单边向外部偏移
一个钼丝半径加上放电间隙。
例1 用3B 格式编制加工图表3-28所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公
学习目标：
知识目标：●了解数控电火花线切割典型零件加工工艺分析。
能力目标：●掌握数控电火花线切割典型零件的程序编制方法。
如果切割的零件为模具，则还应考虑配合间隙，通常配合间隙每套模具只加在其中的一组模具上，即
资料卡 中差尺寸的计算公
式：
差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。
电极丝为φ0.1mm 的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。
图3-28 凸凹模
图3-29 凸凹模编程示意图
（1）工艺分析由于该凸凹模图示尺寸为平均尺寸，故作相应偏移就可按此尺寸编程。
图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，六个侧面已磨平，可作定位基准，可以进行切割加工。
（2）切割路线的选择合理地选择切割路线可简化编程计算，提高加工质量。
根据分析，本题选择在型孔中心处钻穿丝孔，先切割型孔，然后再切割外轮廓较合理。
（3）确定补偿距离钼丝中心轨迹，如图3-29中双点划线所示。
补偿距离为：
△R＝（0.1/2+0.01）mm＝0.06mm
（4）计算交点坐标将电极丝中点轨迹划分成单一的直线或圆弧段。
求E点的坐标值：因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心OO1上。
直线OO1的方程为Y ＝（2.75/3）X。
故可求得E点的坐标值为X＝-1.570mm Y＝-1.4393mm。
其余各交点坐标可直接从图形中求得,见表3-4。
切割型孔时电极丝中心至圆心O的距离（半径）为
R＝（1.1-0.06）mm＝1.14mm
表3-4 凸凹模轨迹图形各线段交点及圆心坐标
（4）编写程序单切割凸凹模时，先切割型孔，然后再按B→C→D→E→F→G→H →I→K→A→B的顺序切割，3B格式切割程序单见表3-5。
表3-5 凸凹模3B格式切割程序单
例2 如图3-30所示为一落料零件，用ISO格式编写该零件的凹模与凸模的线切割加工程序。
已知该模具要求单边配合间隙为0.01mm，电极丝直径为φ0.18mm，单边放电间隙为0.01mm。
图3-30 零件图
图3-31 凹模电极丝中心轨迹
图3-32 凸模电极丝中心轨迹
（1）编写凹模程序图3-31所示，点划线为电极丝中心轨迹。
因该模具为落料模，冲件的尺寸由凹模决定，模具配合间隙应在凸模上扣除，所以凹模的间隙补偿量为
D＝（0.18/2+0.01）＝0.1mm
穿丝孔在O点，按O→A→B→C→D→O的顺序切割，程序如下：
G92 X0 Y0
G41 D100
G01 X3755 Y-5000
G03 X3755 Y5000 I6245 J5000
G01 X-3755 Y5000
G03 X-3755 Y-5000 I-6245 J-5000
G01 X3755 Y-5000
G40
G01 X0 Y0
M02
（2）编写凸模程序图3-32所示，点划线为电极丝中心轨迹。
由于模具配合间隙在凸模上扣除，所以凸模的间隙补偿量为
D＝（0.18/2+0.01-0.01）＝0.9mm
穿丝孔在E点，按E→A→B→C→D→E的顺序切割，程序如下：
G92 X0 Y0
G42 D90
G01 X3755 Y-5000
G03 X3755 Y5000 I6245 J5000
G01 X-3755 Y5000
G03 X-3755 Y-5000 I-6245 J-5000 G01 X3755 Y-5000
G40
G01 X0 Y0
M02。