數(shù)控電火花線切割機(jī)床的程序編制教案

1、黃石機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College課程名稱數(shù)控編程教學(xué)主題數(shù)控電火花線切割機(jī)床的程序編制授課班級(jí)授課時(shí)間授課地點(diǎn)教學(xué)目標(biāo):掌握線切割機(jī)床程序編制工藝準(zhǔn)備的內(nèi)容及基本方法。 掌握3B、4B、ISO指令編程職業(yè)技能教學(xué)點(diǎn)：線切割加工工藝的特點(diǎn)、取件位置及切割路線3B、4B、ISO指令編程教學(xué)設(shè)計(jì)：教學(xué)手段： 講解、舉例、啟發(fā)式、多媒體教學(xué)教 學(xué) 過(guò) 程教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注第六章 數(shù)控電火花線切割機(jī)床的程序編制第一節(jié) 編程前的工藝準(zhǔn)備 一、數(shù)控電火花線切割機(jī)床的簡(jiǎn)介1、 機(jī)床的基本組成 數(shù)控電火花線切割機(jī)床由工作臺(tái)、走絲

2、機(jī)構(gòu)、供液系統(tǒng)、脈沖電源、和控制系統(tǒng)（控制柜）等五大部分組成。 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注1） 工作臺(tái) 又稱切割臺(tái)，由工作臺(tái)面、中拖板和下拖板組成。 （如下圖） 圖12） 走絲機(jī)構(gòu) 走絲機(jī)構(gòu)主要由貯絲筒、走絲電動(dòng)機(jī)、絲架和導(dǎo)輪 等組成。圖2 自動(dòng)張緊式線切割走絲機(jī)構(gòu)3） 供液系統(tǒng) 供液系統(tǒng)是為機(jī)床的切割加工提供足夠、合適的工作液。工作液的種類很多，有煤油、乳化液、去離子水、蒸餾水、洗滌液、酒精等。宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical Colle

3、ge教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注圖3快走絲線切割機(jī)床工作液循環(huán)系統(tǒng)4） 脈沖電源圖45） 控制系統(tǒng)2、 工作過(guò)程宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注3、 主要技術(shù)指標(biāo)1.工作臺(tái)尺寸2.最大加工厚度3.X、Y軸行程4.最大切割錐度5.定位精度6.最大加工電流7.最大加工速度8.電極絲直徑范圍9.電極絲運(yùn)行速度4、 機(jī)床坐標(biāo)系與其他數(shù)控機(jī)床一致，數(shù)控線切割機(jī)床坐標(biāo)系符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：1) 刀具（鉬絲）相對(duì)于靜止的工件運(yùn)動(dòng)；2) 采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。二、數(shù)控線切割中的工藝處理數(shù)控電火花線切割加工，一般是

4、作為工件尤其是模具加工中的最后工序。要達(dá)到加工零件的精度及表面粗糙度要求，應(yīng)合理控制線切割加工時(shí)的各種工藝參數(shù)（電參數(shù)、切割速度、工件裝夾等），同時(shí)應(yīng)安排好零件的工藝路線及線切割加工前的準(zhǔn)備加工。有關(guān)模具加工的線切割加工工藝準(zhǔn)備和工藝過(guò)程，如圖所示。圖5宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注1、偏移量的確定、取件位置、切割路線及起點(diǎn)的選擇1）取件位置的選擇 在切割熱處理性能較差的材料時(shí)，工件應(yīng)取自坯件的里側(cè)，減少工件變形。2）切割路線及起點(diǎn)的選擇 在加工中，工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的相對(duì)平衡受到破壞后，會(huì)引起工

5、件變形，所以在選擇切割路線時(shí)，須注意以下方面。（1）應(yīng)將工件與其夾持部分分割的部分安排在切割路線的末端（2）切割路線應(yīng)從坯件預(yù)制的穿絲孔開始，由外向內(nèi)順序切割（3）兩次切割法 切割孔類零件，為減少變形，采用兩次切割， （4）在一塊毛坯上要切出兩個(gè)以上零件時(shí)，不應(yīng)連續(xù)一次切割出來(lái)，而應(yīng)從該毛坯的不同預(yù)制穿絲孔開始加工，。（5）加工的路線，距離端面（側(cè)面）應(yīng)大于5mm。3）電極絲初始位置的確定線切割加工前，應(yīng)將電極絲調(diào)整到切割的起始位置上，可通過(guò)對(duì)穿絲孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。穿絲孔位置的確定，有如下原則：（1）當(dāng)切割凸模需要設(shè)置穿絲孔時(shí)，其位置可選在加工軌跡的拐角附近，以簡(jiǎn)化編程。（2）切割凹模等零件的內(nèi)表面時(shí)

6、，將穿絲孔設(shè)置在工件對(duì)稱中心上，對(duì)編程計(jì)算和電極絲定位都較方便。但切入行程較長(zhǎng)，不適合大型工件，此時(shí)應(yīng)將穿絲孔設(shè)置在靠近加工軌跡邊角處或選在已知坐標(biāo)點(diǎn)上。宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注（3）在一塊毛坯上要切出兩個(gè)以上零件或在加工大型工件時(shí)，應(yīng)沿加工軌跡設(shè)置多個(gè)穿絲孔，以便發(fā)生斷絲時(shí)能就近重新穿絲，切入斷絲點(diǎn)。、編程尺寸計(jì)算線切割加工時(shí)，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，編程時(shí)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(bǔ)償距離），并將電極絲中心軌跡分割

7、成單一的直線或圓弧段，求出各線段的交點(diǎn)坐標(biāo)后，逐步進(jìn)行編程。具體步驟如下：（1）設(shè)置加工坐標(biāo)系根據(jù)工件的裝夾情況和切割方向，確定加工坐標(biāo)系。為簡(jiǎn)化計(jì)算，應(yīng)盡量選取圖形的對(duì)稱軸線為坐標(biāo)軸。（2）補(bǔ)償計(jì)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(bǔ)償距離R1r，加工凸模的補(bǔ)償距離R2rZ2，（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(jì)算出各線段交點(diǎn)的坐標(biāo)值。a) 凹模 b) 凸模圖6 電極絲中心軌跡、零件定位方式的確定與夾具選擇、輔助程序宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical Colleg

8、e教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注第二節(jié) 手工編程指令數(shù)控電火花線切割機(jī)床所用的程序格式有3B、4B、ISO等。近年來(lái)所生產(chǎn)的數(shù)控電火花線切割機(jī)床使用的是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，采用ISO格式；而早期的機(jī)床常采用3B、4B格式。（一）3B格式程序編制3B程序格式是我國(guó)電火花切割機(jī)床的一種常用編程格式，見表，各符號(hào)含義如下：BXBYBJGZ分隔符號(hào)X坐標(biāo)值分隔符號(hào)Y坐標(biāo)值分隔符號(hào)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)方向加工指令（1）分隔符B。（2）坐標(biāo)值X、Y為直線終點(diǎn)或圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)的絕對(duì)值，單位為m。（3）計(jì)數(shù)長(zhǎng)度J是指加工軌跡（如直線、圓?。┰谝?guī)定的坐標(biāo)軸上（計(jì)數(shù)方向上）投影的總和，亦以m為單位，一般機(jī)床計(jì)數(shù)長(zhǎng)度應(yīng)補(bǔ)足位，例

9、如計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為11200um，應(yīng)寫001120。（4）計(jì)數(shù)方向G是計(jì)數(shù)時(shí)選擇作為投影軸的坐標(biāo)軸方向。加工直線段的計(jì)數(shù)方向，取直線段終點(diǎn)坐標(biāo)（Xe,Ye）絕對(duì)值比較，選取絕對(duì)值較大的坐標(biāo)軸為計(jì)數(shù)方向，當(dāng)坐標(biāo)絕對(duì)值相等時(shí)，計(jì)數(shù)方向可任選Gx或GY。即：|Xe|>|Ye| 時(shí)，取Gx；|Ye|>|Xe| 時(shí)，取Gy；|Xe|=|Ye| 時(shí)，取Gx或Gy均可。加工圓弧時(shí)的計(jì)數(shù)方向，根據(jù)圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)（Xe,Ye）絕對(duì)值選取，選取坐標(biāo)絕對(duì)值較小的坐標(biāo)軸為計(jì)數(shù)方向，當(dāng)坐標(biāo)絕對(duì)值相等時(shí)，計(jì)數(shù)方向可任選x或GY。即：|Xe|>|Ye| 時(shí)，取Gy；|Ye|>|Xe| 時(shí)，取Gx；|Xe|=

10、|Ye| 時(shí)，取Gx或Gy均可。（）加工指令是用來(lái)確定軌跡的形狀、起點(diǎn)或終點(diǎn)所在象限和加工方向等信息的，如圖所示。宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注【例題】加工圖6-28(a)所示斜線，終點(diǎn)A的坐標(biāo)為（8，19），寫出加工程序。加工程序?yàn)椋築8000B19000B019000GyL1【例題】加工圖6-28(b)所示圓弧，加工起點(diǎn)A（-2，9），終點(diǎn)為B（9，-2），試編制其加工程序。圓弧半徑為： 計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為：，則：編制的加工程序?yàn)椋築2000B9000B025440 GYNR 23B格式的數(shù)控制系統(tǒng)

11、沒(méi)有間隙補(bǔ)償功能，確定切割路線時(shí)，必須先根據(jù)工件輪廓?jiǎng)澇鲭姌O絲中心線軌跡，再按電極絲中心線軌跡編程，如圖6。圖中實(shí)線表示內(nèi)表面（如凹模）和外表面（如凸模）的輪廓，雙點(diǎn)劃線表示電極絲中心線軌跡。兩者相差一垂直距離間隙補(bǔ)償值（為電極絲半徑，為放電間隙）。（二）4B格式程序編制4B格式是在3B格式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，與3B格式數(shù)控系統(tǒng)相比，4B格式數(shù)控系統(tǒng)帶有間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能，加工時(shí)直接按工件輪廓編程，數(shù)控系統(tǒng)使電極絲相對(duì)工件輪廓自動(dòng)實(shí)現(xiàn)間隙補(bǔ)償。其格式見表。G40取消間隙補(bǔ)償G41左偏間隙補(bǔ)償，D表示偏移量G42右偏間隙補(bǔ)償，D表示偏移量宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational&am

12、p; Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注與3B格式相比，4B格式增加了R和D或DD兩項(xiàng)功能。1圓弧半徑R2曲線形式D或DD（三）ISO代碼數(shù)控程序編制ISO代碼為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)制定的用于數(shù)控的一種標(biāo)準(zhǔn)代碼，與數(shù)控車、數(shù)控銑ISO代碼一致，采用8單位補(bǔ)編碼。1程序格式一個(gè)完整的程序由程序名、程序段和程序結(jié)束指令組成。其格式如下：運(yùn)動(dòng)指令坐標(biāo)方式指令坐標(biāo)系指令補(bǔ)償指令M代碼鏡像指令錐度指令坐標(biāo)指令其他指令2ISO代碼及編程我國(guó)快速走絲數(shù)控電火花切割機(jī)床常用的ISO代碼與國(guó)際上使用的標(biāo)準(zhǔn)代碼基本一致，但也存在不同之處下面討論一些與數(shù)控車、銑編程指令有所不同的指令。（1）

13、G50、G51、G52錐度加工指令 此方法可加工帶錐度工件，例如模具中的凹模漏料孔加工，如圖6-30所示。G51錐度左偏指令；G52錐度右偏指令；G50取消錐度指令。程序段格式：G51 A_ G52 A_G50 （單列一段）在進(jìn)行錐度加工時(shí)，還需輸入工件及工作臺(tái)參數(shù)，如圖6-30所示。宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注【例題6-4】編制圖6-30所示凹模的數(shù)控線切割程序。已知電極絲直徑為0.12mm，單邊放電間隙為0.01mm，刃口斜度A=0.5，工件厚度為H=15mm，下導(dǎo)輪中心到工作臺(tái)面的距離W

14、=60mm，工作臺(tái)面到上導(dǎo)輪中心的高度S=100mm。計(jì)算偏移量：編寫的數(shù)控加工程序：。（2）G54、G55、G56、G57、G58、G59 當(dāng)工件上有多個(gè)型孔需加工，為使尺寸計(jì)算簡(jiǎn)單，可將每個(gè)型孔上便于編程的某一點(diǎn)設(shè)為其加工坐標(biāo)系原點(diǎn)，建立其自有的加工坐標(biāo)系。程序段格式：G54（單列一段）其余五個(gè)加工坐標(biāo)系設(shè)定指令的格式與G54相同。（3）手動(dòng)操作指令G80、G82、G84 其具體格式如下：（4）M是系統(tǒng)的輔助功能指令（四）程序編制步驟（1）根據(jù)相應(yīng)的裝夾情況和切割方向，確定相應(yīng)的計(jì)算坐標(biāo)系。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，盡量選取圖形的對(duì)稱軸線為坐標(biāo)軸。（2）按選定的電極絲半徑r、放電間隙，計(jì)算電極絲中心相

15、對(duì)工件輪廓的偏移量D。（3）采用3B格式編程，將電極絲中心軌跡分割成平滑的直線和單一的圓弧，計(jì)算出各段軌跡交點(diǎn)的坐標(biāo)值；采用4B或ISO格式編程，將需切割的工件輪廓分割成平滑的直線和單一的圓弧，按輪廓平均尺寸計(jì)算出各線段交點(diǎn)的坐標(biāo)值。（4）根據(jù)電極絲中心軌跡（或輪廓）各交點(diǎn)坐標(biāo)值及各線段的加工順序，逐段編制程序。（5）程序檢驗(yàn)宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注數(shù)控電火花線切割加工實(shí)例編制加工圖6.34所示凸凹模（圖示尺寸是根據(jù)刃口尺寸公差及凸凹模配合間隙計(jì)算出的平均尺寸）的數(shù)控線切割程序。電極絲直徑

16、為0.1mm的鉬絲，單面放電間隙為0.01mm。 下面主要就工藝計(jì)算和程序編制進(jìn)行講述。1、確定計(jì)算坐標(biāo)系 由于圖形上、下對(duì)稱，孔的圓心在圖形對(duì)稱軸上，圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)（如圖6.35）。因?yàn)閳D形對(duì)稱于X軸，所以只需求出X軸上半部（或下半部）鉬絲中心軌跡上各段的交點(diǎn)坐標(biāo)值，從而使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化。圖6.34 凸凹模圖6.35凸凹模編程示意圖宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注2、確定補(bǔ)償距離 補(bǔ)償距離為：R=(0.1/2+0.01)mm=0.06mm 鉬絲中心軌跡，如圖6.35中雙點(diǎn)劃線所示。3、計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)

17、 將電極絲中心點(diǎn)軌跡劃分成單一的直線或圓弧段。求E點(diǎn)的坐標(biāo)值：因兩圓弧的切點(diǎn)必定在兩圓弧的連心線OO1上。直線OO1的方程為Y=(2.75/3)X。故可求得E點(diǎn)的坐標(biāo)值X、Y為X=-1.570mm Y=-1.493mm 其余各點(diǎn)坐標(biāo)可直接從圖形中求得到,見表6.11。切割型孔時(shí)電極絲中心至圓心O的距離（半徑）為R=（1.1-0.06）mm=1.04mm表6.11凸凹模軌跡圖形各段交點(diǎn)及圓心坐標(biāo)交點(diǎn)XY交點(diǎn)XY圓心XYB-3.74-2.11G-30.81O1-3-2.75C-3.74-0.81H-30.81O2-3-2.75D-3-0.81I-3.742.11E-1.57-1.4393K-6.9

18、62.114、編寫程序單 切割凸凹模時(shí)，不僅要切割外表面，而且還要切割內(nèi)表面，因此要在凸凹模型孔的中心O處鉆穿絲孔。先切割型孔，然后再按BCDEFGHIKAB的順序切割。（1）3B格式切割程序單見表6.12所示。宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注表6.12凸凹模線切割程序序號(hào) B X B Y B J G Z 說(shuō)明 1 B   B   B 001040 Gx L3 穿絲切割 2 B 1040 B   B 004160 Gy SR2   3 B   B

19、  B 001040 Gx L1   4               D 拆卸鉬絲 5 B   B   B 013000 Gy L4 空走 6 B   B   B 003740 Gx L3 空走 7               D 重新裝上鉬絲 8 B   B   B 012190 Gy L2 切入并加工BC段 9 B   B   B 000740 Gx L

20、1   10 B   B 1940 B 000629 Gy SR1   11 B 1570 B 1439 B 005641 Gy NR3   12 B 1430 B 1311 B 001430 Gx SR4   13 B   B   B 000740 Gx L3   14 B   B   B 001300 Gy L2   15 B   B   B 003220 Gx L3   16 B   B   B 004220 Gy L4 

21、0; 17 B   B   B 003220 Gx L1   18 B   B   B 008000 Gy L4 退出 19               D 加工結(jié)束 （2）ISO格式切割程序單如下：H000=+00000000 H001=+00000110；H005=+00000000；T84 T86 G54 G90 G92X+0Y+0U+0V+0；C007；G01X+100Y+0；G04X0.0+H005；G41H000；C007；G41H000；G01X+1100Y+0

22、；G04X0.0+H005；宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 Yibin Vocational& Technical College教 學(xué) 內(nèi) 容 與 板 書備注G41H001；G03X-1100Y+0I-1100J+0；G04X0.0+H005；X+1100Y+0I+1100J+0；G04X0.0+H005；G40H000G01X+100Y+0；M00； /取廢料C007；G01X+0Y+0；G04X0.0+H005；T85 T87；M00； /拆絲M05G00X-3000； /空走M(jìn)05G00Y-2750；M00； /穿絲H000=+00000000 H001=+00000110；H005=+00000000；T84 T86 G54 G90 G92X-2500Y-2000U+0V+0；C007；G01X-2801Y-2012；G04X0.0+H005；G41H000；C007；G41H000；G01X-3800Y-2