1、第章 數控電火花線切割加工及編程 第第5章數控電火花線切割加工及編程章數控電火花線切割加工及編程5.1 數控電火花線切割加工數控電火花線切割加工5.2 數控電火花線切割編程數控電火花線切割編程 小結小結 思考與練習題思考與練習題 第章 數控電火花線切割加工及編程 5.1 數控電火花線切割加工數控電火花線切割加工5.1.1 電火花加工概述電火花加工概述1. 電火花加工的物理本質電火花加工的物理本質電火花加工是建立在“電蝕現象”基礎上的，即在一定介質中，通過工具電極和工件之間脈沖性火花放電的電腐蝕作用來蝕除多余的金屬，從而獲得所需零件的尺寸、形狀及表面質量。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.

2、1是電火花加工原理圖。由脈沖電源2輸出的電壓加在液體介質中的工件1和工具電極(亦稱電極)4上，自動進給調節裝置3(圖中僅為該裝置的執行部分)使電極和工件間保持一定的放電間隙。當電壓升高時，會在某一間隙最小處或絕緣強度最低處擊穿介質，產生火花放電，瞬時高溫使電極和工件表面都被蝕除(熔化或氣化)掉一小塊材料，各自形成一個小凹坑。電火花加工實際是電極和工件間的連續不斷的火花放電。由于電極和工件電腐蝕不同程度的損耗，電極不斷地向工件進給，工件不斷產生電腐蝕，因此可將電極的形狀復制在工件上，加工出所需要的零件。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.1 電火花加工原理圖第章 數控電火花線切割加工及編程

3、2. 實現電火花加工的基本條件實現電火花加工的基本條件實現電火花加工的基本條件有以下幾點：(1) 電火花加工必須采用直流脈沖電源。為了使電火花放電產生的熱量來不及傳導擴散出去，而是形成極小范圍的瞬時高溫，使金屬局部熔化、氣化，放電時間必須極其短促，一般小于1 ms。放電之后，為使介質有足夠的時間恢復到絕緣狀態，還需要有一定的放電停歇時間，否則，會引起持續的電弧放電。(2) 脈沖放電能量應足夠大。放電通道要有很大的電流密度，脈沖放電產生的熱量應足以使金屬局部熔化、氣化。第章 數控電火花線切割加工及編程 (3) 工件與工具之間必須保持合理的距離(即放電間隙)。如果兩極間距大于放電間隙，則介質不能被

4、擊穿，無法產生火花放電；如果兩極間距小于放電間隙，則會導致積炭，甚至發生電弧放電。(4) 兩極間必須充入絕緣介質。電火花成型加工一般采用煤油作介質。電火花線切割一般采用去離子水或乳化液。絕緣介質是實現電火花放電的必要條件。絕緣介質還有利于排除放電間隙中的電蝕產物，對工件和工具電極起到冷卻作用。第章 數控電火花線切割加工及編程 3脈沖電源脈沖電源電火花加工用脈沖電源即脈沖發生器，它的作用是把普通50 Hz的交流電轉化成頻率較高的單向脈沖電流，使電極間產生火花放電蝕除金屬。脈沖電源對放電加工的加工速度、工件的表面質量、加工過程的穩定性和工具電極的損耗等技術經濟指標有很大的影響。第章 數控電火花線切

5、割加工及編程 5.1.2 電火花線切割機的工作原理與特點電火花線切割機的工作原理與特點1電火花線切割機的工作原理電火花線切割機的工作原理數控線切割加工的基本原理是利用移動的細金屬絲(銅絲或鉬絲)作為工具電極(接高頻脈沖電源的負極)，對工件(接高頻脈沖電源的正極)進行脈沖火花放電而切割成所需的工件形狀與尺寸。第章 數控電火花線切割加工及編程 如圖5.2所示，電極絲穿過工件上預先鉆好的小孔(穿絲孔)，經導輪由走絲機構帶動進行軸向走絲運動。工件通過絕緣板安裝在工作臺上，由數控裝置按加工程序指令控制沿X、Y兩個坐標軸方向移動而合成所需的直線、圓弧等平面軌跡。在移動的同時，電極和工件間不斷地產生放電腐蝕

6、現象，工作液通過噴嘴注入，將電蝕產物帶走，最后在金屬工件上留下細絲切割形成的細縫軌跡線，從而達到了使一部分金屬與另一部分金屬分離的加工要求。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.2 快速走絲線切割加工原理第章 數控電火花線切割加工及編程 2電火花線切割的特點電火花線切割的特點和電火花成型機床不同，線切割是利用電極來進行加工的。由于切縫較小，因此對工件進行套裁，可有效地利用工件材料，特別適合模具加工。但線切割主要是對通孔進行加工，較適合于冷沖模；而電火花成型機床則主要是對盲孔進行加工，較適合于型腔模。第章 數控電火花線切割加工及編程 電火花線切割具有電火花加工的共性，金屬材料的硬度和韌性并不影

7、響加工速度，常用來加工淬火鋼和硬質合金；對于非金屬材料的加工，也正在研究，當前絕大多數的線切割機都采用數字程序控制。其工藝特點為：(1) 不像電火花加工那樣制造特定形狀的工具電極，而是采用直徑不等的細金屬絲(銅絲或鉬絲等)作工具電極，因此切割用的刀具簡單，大大降低了生產準備工時。(2) 利用計算機輔助制圖自動編程軟件，可方便地加工復雜形狀的直紋表面。(3) 電極絲直徑較細(0.0250.3)，切縫很窄，這樣不僅有利于材料的利用，而且適合細小零件的加工。第章 數控電火花線切割加工及編程 (4) 電極絲在加工中是移動的，不斷更新(低速走絲)或往復使用(高速走絲)，可以完全或短時間不考慮電極絲損耗對

8、加工精度的影響。(5) 依靠計算機對電極絲軌跡的控制和偏移軌跡的計算，可方便地調整凹凸模具的配合間隙；依靠錐度切割功能，有可能實現凹凸模一次加工成型。(6) 對于粗、中、精加工，只需調整電參數即可，操作方便、自動化程度高。(7) 加工對象主要是平面形狀，臺階盲孔型零件還無法進行加工，但是當機床上加上能使電極絲作相應傾斜運動的功能后，可實現錐面加工。(8) 當零件無法從周邊切入時，工件上需鉆穿絲孔。第章 數控電火花線切割加工及編程 5.1.3 電火花線切割機的用途電火花線切割機的用途數控線切割加工為新產品的試制、精密零件及模具加工開辟了一條新的途徑，主要應用于以下幾個方面：(1) 加工模具。數控

9、線切割加工適用于各種形狀的沖模。調整不同的間隙補償量，只需一次編程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等。線切割機還可以用于加工擠壓模、粉末冶金模、彎曲模、塑料模等通常帶錐度的模具。第章 數控電火花線切割加工及編程 (2) 加工電火花成型加工用的電極。一般穿孔加工用的電極、帶錐度型腔加工用的電極，以及銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，都可以用線切割機來加工。另外，線切割機也適用于加工微細復雜形狀的電極。(3) 加工零件。在試制新產品時，用線切割機在板料上直接割出零件，由于不需另行制造模具，因而可大大縮短制造周期、降低成本。加工薄件時還可多片疊在一起加工。在零件制造方面，線切割機可用于加工品種多

10、、數量少的零件，特殊的難加工材料的零件，材料試驗樣件，各種型孔、凸輪、樣板、成型刀具，同時還可以進行微細加工和異形槽加工等。第章 數控電火花線切割加工及編程 5.1.4 電火花線切割機的種類電火花線切割機的種類 1快速走絲數控線切割機床快速走絲數控線切割機床快速走絲數控線切割機床通常使用鉬絲作為電極，線切割速度可達300 mm2/min，即單位時間(每分鐘)內電極絲中心線在工件上切過的面積總和為300 mm2；切割零件的表面粗糙度值Ra一般為1.252.5 m，最佳Ra也只有1 m；線切割零件的加工精度在0.010.02 mm之間。第章 數控電火花線切割加工及編程 2慢速走絲數控線切割機床慢速

11、走絲數控線切割機床慢速走絲數控線切割機床使用銅絲作為電極，且銅絲僅使用一次，不重復使用。線切割速度為4080 mm2/min,即單位時間(每分鐘)內電極絲中心線在工件上切過的面積總和為4080 mm2；所加工的工件表面粗糙度值Ra一般可達1.25 m，最佳Ra可達 0.2 m；零件的加工精度在0.0020.005 mm之間。因銅絲經放電加工后不再使用，從而避免了電極絲損耗給加工精度帶來的影響。此外，還配備了電極絲張力調節機構，使電極絲在慢速運動過程中平穩、均勻、抖動小，所以在加工高精度零件時，慢速走絲數控線切割機床得到了廣泛的應用。第章 數控電火花線切割加工及編程 在選擇數控線切割機床時一般都

12、選快速走絲數控線切割機床，只有在加工高精度零件時，才選擇慢速走絲數控線切割機床。快、慢速走絲數控線切割機床的加工特點比較如表5-1所示。第章 數控電火花線切割加工及編程 表5-1 快、慢速走絲數控線切割機床的加工特點比較類 型 項 目 快 速 走 絲 慢 速 走 絲 走絲速度 212 m/s 18 m/min 電極絲材料 鉬絲、鎢鉬絲 黃銅絲、銅合金及其鍍覆材料 精度保持 走絲抖動大，精度較難保持 走絲平穩，精度容易保持 電極絲的工作狀態 循環重復使用 一次性使用 工作液 特制乳化油水溶液 去離子水 工作液絕緣強度/(kcm) 0.550 10100 最高切割速度/(mm2/ min) 300

13、 300 (國外) 最高尺寸精度/mm 0.01 0.005 表面粗糙度/m 0.63 0.16 數控裝置 開環、步進電機形式 閉環、半閉環、伺服電機 程序形式 3B、 4B 程序， 國際 ISO 代碼程序 國際 ISO 代碼程序 第章 數控電火花線切割加工及編程 5.1.5 數控電火花線切割加工工藝數控電火花線切割加工工藝數控線切割加工時，為了使工件達到圖樣規定的尺寸、形狀位置精度和表面粗糙度要求，必須合理制定數控線切割加工工藝。只有工藝合理，才能高效率地加工出質量好的工件。下面就數控線切割加工工藝分析的主要問題進行討論。第章 數控電火花線切割加工及編程 1. 工藝分析工藝分析1) 零件圖工

14、藝分析零件圖工藝分析對保證工件的加工質量和工件的綜合技術指標有決定意義。首先對零件圖進行分析以明確加工要求。其次，對工件上已加工表面進行分析，確定哪些面可以作為工藝基準，采用什么方法定位。在確定工藝基準時，除了要遵循基準選擇原則外，還應從數控加工的特點出發，使工序尺寸的標注方便于編程。確定工藝基準后，要對零件進行安裝和調整。除此以外，還要分析零件的形狀及材料熱處理后的狀態，考慮會不會在加工過程中發生變形，哪些部位最容易變形。線切割加工往往是最后一道工序，如果發生變形，則難以彌補，應在加工中采取措施，制定出合理的加工路線。第章 數控電火花線切割加工及編程 2) 工藝基準的選擇在選擇工藝基準時應注

15、意以下幾點：(1) 分析選擇主要定位基準以保證將工件正確、可靠地裝夾在機床或夾具上。應盡量使定位基準與設計基準重合。(2) 選擇某些工藝基準作為電極絲的定位基準，用來將電極絲調整到相對于工件正確的位置。對于以底平面作主要定位基準的工件，當其上具有相互垂直而且又同時垂直于底平面的相鄰側面時，應選擇這兩個側面作為電極絲的定位基準。第章 數控電火花線切割加工及編程 3) 工件的裝夾裝夾工件時，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，以避免超出極限，同時應考慮切割時電極絲的運動空間。夾具應盡可能選擇通用(或標準)件，所選夾具應方便裝夾，以便于協調工件和機床的尺寸關系。第章 數

16、控電火花線切割加工及編程 工件裝夾的一般要求如下：工件的基準表面應清潔無毛刺，經熱處理的工件在穿絲孔內及擴孔的臺階處要清除熱處理殘物及氧化皮；夾具應具有必要的精度，將其穩固地固定在工作臺上，擰緊螺絲時用力要均勻；工件裝夾的位置應有利于工件找正，并應與機床行程相適應，工作臺移動時工件不得與絲架相碰；對工件的夾緊力要均勻，不得使工件變形或翹起；大批零件加工時，最好采用夾具，以提高生產效率；細小、精密、薄壁的工件應固定在不易變形的輔助夾具上。第章 數控電火花線切割加工及編程 裝夾方法主要有以下幾種：(1) 懸臂式裝夾。如圖5.3所示，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

17、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。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.3 懸臂式裝夾第章 數控電火花線切割加工及編程 (2) 兩端支撐方式裝夾。如圖5.4所示，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。(3) 橋式支撐方式裝夾。如圖5.5所示，這種方式是在通用夾具上放置墊鐵后再裝夾工件，裝夾方便，對大、中、小型工件都適用。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.4 兩端支撐方式裝夾 第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.5 橋式支撐方式裝夾 第章 數控電火花線切割加工及編程 (4) 板式支撐方式裝夾。如圖5.6所示，這種方式是根據常用的工件

18、形狀和尺寸，采用有通孔的支撐板裝夾工件，裝夾精度高，但通用性差。(5) 復式支撐方式裝夾。如圖5.7所示，在橋式夾具上，再裝上專用夾具組合而成。其裝夾方便，特別適合于成批零件的加工。這種方式可節省工件找正和調整電極絲相對位置等的輔助工時，易保證工件加工的一致性。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.6 板式支撐方式裝夾 第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.7 復式支撐方式裝夾 第章 數控電火花線切割加工及編程 4) 加工路線的選擇在加工中，工件內部應力的釋放要引起工件的變形，所以在選擇加工路線時，應盡量避免破壞工件或毛坯結構剛性。在選擇加工路線時應注意以下幾點：(1) 避免從工件端面由外

19、向里開始加工，破壞工件的強度，引起變形，應從穿絲孔開始加工，如圖5.8所示。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.8 加工路線選擇之一(a) 錯誤，從工件端面由外向里開始加工；(b) 正確，從穿絲孔開始加工第章 數控電火花線切割加工及編程 (2) 不能沿工件端面加工。若沿工件端面加工，則放電時電極絲單向受電火花沖擊力，使電極絲運行不穩定，難以保證尺寸和表面精度。(3) 加工路線距端面距離應大于5 mm，以保證工件結構強度少受影響而發生變形。(4) 加工路線應向遠離工件夾具的方向進行加工，以避免加工中因內應力釋放引起工件變形，待最后再轉向工件夾具處進行加工。(5) 當在一塊毛坯上要切出兩個以上

20、零件時，不應該連續一次切割出來，而應從不同穿絲孔開始加工，如圖5.9所示。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.9 加工路線選擇之二(a) 錯誤，從同一穿絲孔開始加工；(b) 正確，從不同穿絲孔開始加工第章 數控電火花線切割加工及編程 2電極絲的選擇和穿絲孔位置的確定1) 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0.030.1 mm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0.10.3 mm范圍內，一般用于

21、慢速單向走絲加工。鉬絲抗拉強度高，適用于快速走絲加工，所以我國快速走絲機床大都選用鉬絲作電極絲，直徑在0.080.2 mm范圍內。第章 數控電火花線切割加工及編程 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進行大電流切割，應選用較粗的電極絲。電極絲的主要類型、規格如下：鉬絲直徑：0.080.2 mm；鎢絲直徑：0.030.1 mm；黃銅絲直徑：0.10.3 mm；包芯絲直徑：0.10.3 mm。第章 數控電火花線切割加工及編程 2) 穿絲孔位置的確定(1) 當切割凸模需要設置穿絲孔時，位置可選在加工軌跡的拐

22、角附近，以簡化編程。(2) 切割凹模等零件的內表面時，將穿絲孔設置在工件對稱中心，這樣對編程計算和電極絲定位都較為方便，但切入行程較長，不適合大型工件采用。(3) 在加工大型工件時，穿絲孔應設置在靠近加工軌跡邊角處或選在已知坐標點上，以使運算簡便，縮短切入行程。(4) 在加工大型工件時，還應沿加工軌跡設置多個穿絲孔，以便發生斷絲時能就近重新穿絲，切入斷絲點。穿絲孔的設置具有一定的靈活性，應根據具體情況確定。第章 數控電火花線切割加工及編程 3工藝參數的確定工藝參數的確定工藝參數主要包括脈沖電參數(如脈沖寬度、脈沖間隙、脈沖頻率、峰值電流等)和進給速度、走絲速度等機械參數。在電火花加工中，提高脈

23、沖頻率或增加單個脈沖的能量都能提高生產率，但工件加工表面的粗糙度和電極絲損耗也隨之增大。因此，應綜合考慮各參數對加工的影響，合理地選擇加工參數，在保證工件加工精度的前提下，提高生產率，降低加工成本。第章 數控電火花線切割加工及編程 1) 脈沖參數的選擇(1) 脈沖寬度。脈沖寬度是指脈沖電流的持續時間。在其他加工條件相同的情況下，切割速度隨著脈沖寬度的增加而增加，但是電蝕物也隨之增加。當脈沖寬度增加到使電蝕物來不及及時排除時，就會使加工不穩定、表面粗糙度增大，從而使切割速度降低。(2) 脈沖間隙。其他條件不變，減小相鄰兩個脈沖之間的時間，相當于提高了脈沖頻率增加后單位時間內的放電次數，使切割速度

24、提高。但是，當脈沖間隙減小到一定程度之后，電蝕物不能及時排除，加工間隙的絕緣強度來不及恢復，破壞了加工的穩定性，也會使切割速度下降。第章 數控電火花線切割加工及編程 (3) 峰值電流。峰值電流是指放電電流的最大值。峰值電流對切割速度的影響也就是單個脈沖能量對加工速度的影響，它和脈沖寬度對切割速度與表面粗糙度的影響相似，但程度更大些。因此，合理地增大脈沖電流的峰值，對提高切割速度是最為有效的。但電極絲的損耗也隨峰值電流的增大而增大，容易造成斷絲。第章 數控電火花線切割加工及編程 2) 機械參數的選擇(1) 走絲速度。走絲速度影響加工速度。走絲速度提高，加工速度也提高。提高走絲速度有利于脈沖結束時

25、放電通道的迅速消電離；同時，高速運動的金屬絲將工作液帶入厚度較大的工件放電間隙中，有利于電蝕物的排除和放電加工的穩定。但走絲速度過高，將引起機械振動，易造成斷絲。走絲速度應根據工件厚度和切割速度選擇。快速走絲線切割機床走絲速度一般采用的是612 m/s。第章 數控電火花線切割加工及編程 (2) 進給速度。進給速度要維持接近工件被蝕除的線速度，使進給均勻平穩。若進給速度太快，超過工件的蝕除速度，則會出現頻繁的短路現象；若進給速度太慢，滯后于工件的蝕除速度，則極間將偏于開路。這兩種情況都不利于切割加工，會影響加工速度指標。在數控電火花線切割設備中，進給是由變頻電路控制的。放電間隙脈沖電壓幅值經分壓

26、后作為檢測信號，按其大小轉變為相應的頻率，驅動步進電機進給，從而控制進給速度。通過線切割機床控制臺的板面開關或計算機相應的菜單按鍵即可調整變頻工作點。如果變頻工作點調節不當，則會出現忽快忽慢的進給現象，加工電流急劇變化，不能穩定加工，不但加工速度低，且易斷絲。因此切割加工時，要將變頻電路調整到合適的工作狀態。第章 數控電火花線切割加工及編程 在電火花線切割中，進給速度對表面粗糙度的影響較大。進給速度過高，間隙偏于短路，實際進給量小，加工表面成褐色，工件的上、下端面均有過燒現象；進給速度過低，間隙將時而開路時而短路，加工表面和工件上、下端面也出現過燒現象。只有進給速度適宜時，工件蝕除速度與進給速

27、度相匹配，加工絲紋均勻，才能得到表面粗糙度值小、精度高的加工效果，生產率也較高。第章 數控電火花線切割加工及編程 在采用快速走絲方式和乳化液介質的情況下，切割銅、鋁、淬火鋼等材料時，加工比較穩定，切割速度也較快；而切割不銹鋼、磁鋼、硬質合金等材料時，加工不太穩定，切割速度較慢。對淬火后低溫回火的工件用電火花線切割進行大面積去除金屬和切斷加工時，會因材料內部殘余應力發生變化而產生很大變形，影響加工精度，甚至在切割過程中造成材料突然開裂。第章 數控電火花線切割加工及編程 4工作液的選配工作液的選配1) 慢速走絲線切割加工慢速走絲線切割加工時，工作液普遍使用去離子水，即將水通過離子交換樹脂凈化器，驅

28、除水中的離子。采用去離子水作工作液，冷卻速度快，流動容易，不易燃，但去離子水電阻率的大小對加工性能有一定影響。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，以降低工作液的電阻率。加工淬火鋼，使電阻率在2104cm左右；加工硬質合金，使電阻率在30104 cm左右。第章 數控電火花線切割加工及編程 2) 快速走絲線切割加工快速走絲能自動排除短路現象，因此目前最常用的是介電強度較低的乳化液。乳化液是由乳化油和工作介質配制(濃度為5%10%)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。第章 數控電火花線切割加工及編程 3) 工作液具有的性能(1) 具有一定的絕緣性能。(

29、2) 具有較好的洗滌性能。(3) 具有較好的冷卻性能。(4) 對環境無污染，對人體無危害。此外，工作液還應具有配置方便、使用壽命長、乳化充分、沖制后不能油水分離、儲存時間較長及不應有沉淀或變質現象等性能。第章 數控電火花線切割加工及編程 5. 加工過程控制加工過程控制在加工過程中，調整變頻進給旋鈕，在調整到最佳狀態時，其電壓表指針和電流表指針的擺動都比較小，甚至不動，這時加工最穩定。加工過程中如果電流表指針經常向小的方向擺動，則表示有瞬時開路，可提高變頻進給速度；反之，如果電流表指針經常向大的方向擺動，則表示有瞬時短路，應減慢變頻進給速度。若以電壓表來判斷，則相反。在換向切斷脈沖電源的瞬時，電

30、壓達到最大值，電流為零，是正常現象。第章 數控電火花線切割加工及編程 1) 斷絲后的繼續加工處理 在快速走絲機床加工過程中若突然斷絲，應先關閉高頻電源和加工開關；然后，關閉水泵馬達、走絲馬達；把變頻粗調放置在“手動”一邊；開啟加工開關，讓十字拖板繼續按規定程序走完，直到回到起始點位置；接著去掉斷絲。若剩下電極絲還可使用，則直接在工件預孔中重新穿絲，并在人工緊絲后重新進行加工。若在加工工件即將完成時斷絲，也可考慮從末尾進行切割，但是這時必須重新編制程序，且在兩次切割的相交處及時關閉高頻電源和機床，以免損壞已加工的表面，然后把電極絲松下，取下工件。第章 數控電火花線切割加工及編程 2) 意外斷電后

31、的處理在加工過程中，有時會出現控制臺故障或突然電源切斷的現象。若是控制臺出現故障，則切割的圖形就與要求不相符合。如果割錯的部分是在廢料上，則工件還可挽救；否則，工件只得報廢。若是突然斷電，則此時控制臺面板上的數據已全部清除，但是工件仍可挽救。在上述兩種可以挽救的情況下，首先應松下電極絲，然后按斷絲方法處理，并重新返回起始點后重新加工。第章 數控電火花線切割加工及編程 6線切割加工的生產率線切割加工的生產率單位時間內所切割工件的面積為線切割加工的切割速度，亦即生產率，也就是通常所說的加工快慢，因此，也有用電極絲沿加工軌跡的進給速度作為電火花線切割加工的切割速度。但是，即便加工參數相同，對不同的工

32、件厚度，這個進給速度是不一樣的。因此采用電極絲沿加工軌跡的進給速度乘以工件厚度來表示電火花線切割加工的速度是比較科學的。其公式為式中：vA電火花切割加工的切割速度，單位為mm2/s；tHLtAHvvfA第章 數控電火花線切割加工及編程 v f加工進給速度，單位為mm/s；H工件厚度，單位為mm；A切割面積，單位為mm；t切割時間，單位為s；L切割軌跡長度，單位為mm。第章 數控電火花線切割加工及編程 5.2 數控電火花線切割編程數控電火花線切割編程5.2.1 3B格式程序編制格式程序編制1程序格式程序格式3B無間隙補償的程序格式如下：B X B Y B J G Z 分隔符號 X 坐標值 分隔符

33、號 Y 坐標值 分隔符號 計數長度 計數方向 加工指令 第章 數控電火花線切割加工及編程 1) 分隔符號B 因為X、Y、J均為數字，所以用分隔符號(B)將其隔開，以免混淆。2) 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。對于圓弧，坐標原點移至圓心，X、Y為圓弧起點的坐標值。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。 第章 數控電火花線切割加工及編程 3) 計數方向G計X：選取X方向進給總長度進行計數，用GX表示。計Y：選取Y方

34、向進給總長度進行計數，用GY表示。加工直線時，計數方向按圖5.10選取。以直線的起點為切割坐標系的原點，若直線終點坐標(Xe，Ye)落在陰影區域內，則計數方向取GY；若直線終點坐標(Xe，Ye)落在陰影區域外，則計數方向取GX；若直線終點正好在45線上，則計數方向可任意選取。加工圓弧時，計數方向按圖5.11選取。以圓弧的圓心為切割坐標系的原點，若圓弧終點坐標(Xe，Ye)落在陰影區域內，則計數方向取GX；若圓弧終點坐標(Xe，Ye)落在陰影區域外，則計數方向取GY；若圓弧終點正好在45線上，則計數方向可任意選取。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.10 斜線的計數方向第章 數控電火花線切割

35、加工及編程 圖5.11 圓弧的計數方向第章 數控電火花線切割加工及編程 4) 計數長度J計數長度J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。編程時，計數長度應補足六位數，如計數長度為1988 m，應寫成001988。加工直線時，計數長度等于該直線在計數方向上的投影長度。加工如圖5.12所示的斜線OA，其終點為A(Xe,Ye)，OA斜線與X軸夾角大于45，故計數方向取GY，斜線OA在Y軸上的投影長度為Ye，即J=Ye。第章 數控電火花線切割加工及編程 加工圓弧時，應將該圓弧以坐標象限分段，計數長度等于各分段圓弧在計數方向上的投影長度的總和。加工如圖5.13(a)所示的圓

36、弧，加工起點A在第四象限，終點B(Xe,Ye)在第一象限，因為|Ye|Xe|，故計數方向取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JJX1JX2。加工如圖5.13(b)所示的圓弧，因|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JJY1JY2JY3。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.12 斜線的計數長度的確定第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.13 圓弧計數長度的確定第章 數控電火花線切割加工及編程 5) 加工指令Z 加工指令Z用來表達被加工圖形的形狀、所在象限和加工方向等信息。加工指令共12種，如圖5.14所示。(1) 加工斜線的加

37、工指令按直線走向和終點所在象限分別用L1、L2、L3、L4表示，如圖5.14(a)所示。(2) 與坐標軸相重合的直線，根據進給方向，其加工指令可按圖5.14(b)選取。(3) 加工圓弧時，若被加工圓弧的加工起點分別在坐標系的四個象限中，并按順時針插補，如圖5.14(c)所示，加工指令分別用SR1、SR2、SR3、SR4表示；按逆時針方向插補時，分別用NR1、NR2、NR3、NR4表示，如圖5.14(d)所示。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.14 加工指令(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) 逆時針圓弧指令第章 數控電火花線切割加工及編程 (

38、4) 如加工起點剛好在坐標軸上，其指令可選相鄰兩象限中的任何一個。編程時，應將工件加工圖形分解成各圓弧與各直線段，然后逐段編寫程序。由于大多數機床通常都只具有直線和圓弧插補運算的功能，因此對于非圓曲線段，應采用數學的方法，將非圓曲線用一段一段的直線或小段圓弧去逼近。第章 數控電火花線切割加工及編程 2程序應用舉例程序應用舉例例例5.1 加工如圖5.15所示的斜線OA。程序為：B17000 B5000 B017000 GX L1；例例5.2 加工如圖5.16所示的直線OA，其長度為21.5 mm。程序為：BBB021500 GY L2；例例5.3 加工如圖5.17所示的圓弧，加工起點的坐標為A(

39、5，0)。程序為：B5000 BB010000 GY SR2第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.15 加工斜線 第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.16 加工與軸正方向重合的直線 第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.17 加工半圓弧 第章 數控電火花線切割加工及編程 例例5.4 加工如圖5.18所示的1/4圓弧，加工起點的坐標為A(0.707，0.707)，終點的坐標為 B(0.707，0.707)。程序為：B707 B707 B001414 GX NR1由于終點恰好在45線上，故也可取GY，則程序為：B707 B707 B000586 GY NR1；第章 數控電火花線切割加工及編

40、程 圖5.18 加工1/4圓弧 第章 數控電火花線切割加工及編程 例例5.5 加工如圖5.19所示的圓弧，加工起點的坐標為A(2，9)，終點的坐標為B(9，2)。圓弧半徑：R9220 m 計數長度：JYAC9000 mJYCD9220 mJYDBR2000 m7220 m則JYJYACJYCDJYDB(900092207220) m25440 m程序為：B2000 B9000 B025440 GY NR2；應注意的是：實際編程時，通常不按零件輪廓線編程，而應按加工切割時電極絲中心所走的軌跡進行編程，即還應該考慮電極絲的半徑和工件間的放電間隙，這在線切割加工中稱之為線徑補償量。其值通常為f絲半徑

41、單邊放電間隙(精加工余量)。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.19 加工圓弧段第章 數控電火花線切割加工及編程 例例5.6 如圖5.20所示的凸模，試編制其加工程序。該凸模由三段直線與一段圓弧組成，編程時還應增加鉬絲從工件外部切入到輪廓線的引入段和從輪廓結束順原路徑引出的程序段。若不考慮線徑補償(如圖5.20(a)所示)，直接按圖形輪廓編程，則所編寫的加工程序如下：B0 B0 B010000 GY L2； 引入直線段B0 B0 B040000 GX L1； 直線ABB1 B9 B090000 GY L1； 直線BCB30000 B40000 B060000 GX NR4； 圓弧CDB1

42、B9 B090000 GY L4； 直線DAB B B010000 GY L4； 引出直線段D； 停機結束第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.20 編程零件圖 第章 數控電火花線切割加工及編程 若考慮線徑補償，設所用鉬絲直徑為0.12 mm，單邊放電間隙為0.01 mm，則應將整個零件圖形輪廓沿周邊均勻增大一個0.010.12/20.07的值，得到圖5.20(b)中虛線所示的輪廓后，按虛線輪廓(即絲中心軌跡)編程，則所編寫的加工程序如下：B63 B9930 B009930 GY L2； 引入直線段B0 B0 B040125 GX L1； 直線ABB10011 B90102 B090102

43、GY L1； 直線BCB30074 B40032 B060148 GX NR4； 圓弧CDB10011 B90102 B090102 GY L4； 直線DAB63 B9930 B009930 GY L4； 引出直線段D； 停機結束第章 數控電火花線切割加工及編程 5.2.2 4B格式程序編制格式程序編制1間隙補償原理間隙補償原理為了減少數控線切割加工編程的工作量，目前已廣泛采用帶有間隙自動補償功能的數控系統。所謂間隙補償，是指切割加工時，電極絲中心運動軌跡能按照要求由編程軌跡自動向內或向外偏移一個補償距離。圖5.21所示是帶補償切割凸形和凹形輪廓的情況。為使圖形不出現尖角，常在圖形尖角處用半徑

44、r小于0. 1 mm的小圓弧平滑過渡，可以認為工件的形狀幾乎無改變。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.21中實線為編程軌跡，雙點畫線為補償后的電極絲中心軌跡。由圖可見，對于直線段，補償后電極絲中心軌跡的長度和方向與編程軌跡相同，用3B格式對編程軌跡編制的程序與對補償后電極絲中心軌跡編制的程序相同；對于圓弧段，電極絲中心軌跡的圓弧半徑與各自對應的編程軌跡的圓弧半徑相差R，如果仍然用對編程軌跡編制的程序加工，則需要增加編程軌跡的圓弧半徑R、偏移補償量R和偏移方向(可由切割的凸模還是凹模、凸曲線還是凹曲線所決定)等信息。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.21帶補償切割原理圖第章 數控電火

45、花線切割加工及編程 24B程序格式程序格式帶有補償功能的電火花線切割機可以單獨輸入偏移補償量R，用面板上的凸凹開關來選擇切割的是凸模還是凹模。這樣，為了用對編程軌跡編制的3B格式程序來切割補償后的電極絲中心軌跡，只要在切割圓弧時增加切割圓弧半徑R和圖形凸、凹信息即可形成4B程序格式。4B程序格式如下：B X B Y B J B R G D或 DD Z 分隔 符號 X 坐 標值 分隔 符號 Y 坐 標值 分隔 符號 計數 長度 分隔 符號 圓弧 半徑 計數 方向 曲線 形式 加工 指令 第章 數控電火花線切割加工及編程 3間隙補償的引入、切出程序間隙補償的引入、切出程序對于線切割加工，一般都需要

46、一個引入、切出程序。用4B格式編程，可以編制不加過渡圓弧的引入、切出程序。方法是：將電極絲沿加工圖形的法線方向引入到切割起點，同時在4B格式的程序中，取JRa(a為引入點到起始切割段的法向距離)，此時數控裝置會自動將計數長度J修改為J(JR)RaR，從而使電極絲正確地引入到加工軌跡上。第章 數控電火花線切割加工及編程 5.2.3 ISO格式程序編制格式程序編制我國快速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。常用地址字母表如表5-2所示。第章 數控電火花線切割加工及編程 表5-2 常用地址字母表地 址 意 義 地 址 意 義 N、O 順序號 C 指定加工條件號 G

47、準備功能 M 輔助功能 X、Y、Z、U、V 坐標軸移動指令 A 指定加工錐度 I、J 指定圓弧中心坐標 RI 、RJ 圖形旋轉的中心坐標 T 機械設備控制 H 指定補償偏移值 RX、RY 圖形或坐標旋轉的角度， 角度=arctan(RY /RX) R 轉角功能 RA 圖形或坐標旋轉的角度 第章 數控電火花線切割加工及編程 1指令格式指令格式線切割加工機床的常用指令格式符合ISO標準，與數控銑床的指令格式基本相同，但有以下特殊性：(1) 線切割加工編程中的坐標值一般采用不帶小數點的格式，單位是m，而不是mm。如X1000表示X的坐標為1000 m，即1 mm。(2) X, Y為工作臺的運動坐標，

48、U, V為斜度切割裝置的運動坐標，采用不帶小數點的格式，單位是m。(3) D為絲半徑補償值，采用不帶小數點的格式，單位是m。第章 數控電火花線切割加工及編程 (4) A為錐角，單位為度()，采用帶小數點的格式，最小單位為0.001度。(5) C為加工條件，用兩位數字規定，共100個，從C0到C99。(6) W、S、 H為切割錐度時必須給出的機床參數，同樣采用不帶小數點的格式，單位是m。(7) E為加工延時，單位為ms，采用不帶小數點的格式，例如E100表示延時100 ms。第章 數控電火花線切割加工及編程 2. 常用編程指令常用編程指令1) 工件起始點設置(G92)工件起始點設置指令用于設置加

49、工程序在所選坐標系中的起始點坐標，其指令格式與數控銑削加工中的G92指令格式完全相同。G92后面直接寫X和Y坐標值，設定當前位置在所選坐標系中的起始點坐標值，該坐標值一般作為加工程序的起始點。與數控銑削加工不同的是：對于線切割加工，在用G54G59設定的工件坐標系中，依然需要用G92設置加工程序在所選坐標系中的起始點坐標。第章 數控電火花線切割加工及編程 例例5.7 工件坐標系已用G54設置，加工程序的起始點坐標設置為(10,10)，用直線插補移動到(30，30)的位置，其程序如下：G54；G90； 絕對坐標編程(絕對坐標和相對坐標編程指令格式與數控銑削加工完全相同)G92 X10000 Y1

50、0000； 設定電極絲當前位置在所選坐標系中的坐標值為(10，10)，相當于確定工件原點G01 X30000 Y30000； 直線插補移動到(30，30)第章 數控電火花線切割加工及編程 2) 快速定位(G00 或G0) 快速定位指令用于在線切割機床不放電的情況下，使指定的坐標軸以快速運動方式從當前所在位置移動到指令給出的目標位置，只能用于快速定位，不能用于切削加工。例例5.8 “G90 G0 X 1000 Y2000；”表示使電極絲快速移動到(1,2)坐標的位置。注意G00指令有效時，一般還沒有穿絲。如果在一條快速定位指令中包含X、Y、U、V，則機床將按X、Y、U、V的順序移動各坐標軸。第章

51、 數控電火花線切割加工及編程 3) 直線插補(G01或G1)編程格式：G01 X Y； 平面二維輪廓的直線插補G01 X_ Y_ U_ V_； 錐度輪廓的直線插補與數控銑削加工不同的是，線切割加工中的直線插補和圓弧插補不要求進給速度指令。第章 數控電火花線切割加工及編程 4) 圓弧插補(G02或G2，G03或G3)圓弧插補指令格式與數控銑削加工中的圓弧插補指令格式完全相同，但應注意以下問題：(1) 數控線切割加工沒有坐標平面選擇功能，只有X_ Y_ I_ J_一種格式，其中I、J是圓心在X, Y軸上相對于圓弧起點的坐標。(2) 一個整圓不能只用一條圓弧插補指令來描述，編程時需要將圓分成兩段以上

52、的圓弧。G03G02第章 數控電火花線切割加工及編程 5) 鏡像和交換(G05G12)對于加工一些對稱性好的工件，利用原來的程序加上上述指令，很容易產生一個與之對應的新程序，如圖5.22所示。G05(X鏡像) 函數關系式：XXG06(Y鏡像) 函數關系式：YYG07(X、Y交換) 函數關系式：XY，YXG08(X、Y鏡像) 函數關系式：XX，YY，即G08G05G06G09(X鏡像，X、Y交換) 即G09G05G07G10(Y鏡像，X、Y交換) 即G10G06G07G11(X鏡像，Y鏡像，X、Y交換)即G11G05G07G07G12(取消鏡像)每個程序鏡像結束后都要加上該指令第章 數控電火花線

53、切割加工及編程 圖5.22 鏡像和交換舉例第章 數控電火花線切割加工及編程 6) 絲半徑補償(G40，G41，G42)絲半徑補償指令的意義與數控銑削加工中的刀具半徑補償指令的意義完全相同，但指令格式不同。編程格式：G41/G42 D_；絲半徑補償，D后跟補償值，單位為mG40；取消絲半徑補償第章 數控電火花線切割加工及編程 絲半徑補償應用如下：G92 X0 Y0；G41 D100； 絲半徑左補償，D100為補償值，表示100 m，此程序段須放在進刀線之前G01 X5000 Y0；進刀線，建立絲半徑補償G40； G40須放在退刀線之前G01 X0 Y0； 退刀線，退出絲半徑補償第章 數控電火花線

54、切割加工及編程 7) 錐度加工(G50，G51，G52) 線切割加工帶錐度的零件一般采用錐度加工指令，G51為錐度左偏加工指令，G52為錐度右偏加工指令，G50為取消錐度加工指令。這是一組模態加工指令，缺省狀態為G50。按順時針方向進行線切割加工時，采用G51(錐度左偏)指令加工出來的工件為上大下小，如圖5.23(a)所示；采用G52(錐度右偏)指令加工出來的工件為上小下大，如圖5.23(b)所示。按逆時針方向進行線切割加工時，采用G51(錐度左偏)指令加工出來的工件為上小下大，如圖5.23(c)所示；采用G52(錐度右偏)指令加工出來的工件為上大下小，如圖5.23(d)所示。第章 數控電火花

55、線切割加工及編程 圖5.23 錐度加工指令的意義(a) 順時針方向加工：G51；(b) 順時針方向加工：G52；(c) 逆時針方向加工：G51；(d) 逆時針方向加工：G52第章 數控電火花線切割加工及編程 編程格式：G52 A6設定錐度為6G50 取消錐度加工錐度加工與上導輪中心到工作臺面的距離S、工件厚度H、工作臺面到下導輪中心的距離W有關。進行錐度加工編程之前，要求給出W、H、S值。例例5.9 錐度加工應用如圖5.24所示。第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.24 錐度加工應用第章 數控電火花線切割加工及編程 G92 X0 Y0；W60000；工作臺面到下導輪中心的距離W60 mmH

56、40000； 工件厚度H40 mmS100000； 上導輪中心到工作臺面的距離S100 mmG52A3； 在進刀線之前，設定錐度為3G50；G50須放在退刀線之前M02；第章 數控電火花線切割加工及編程 8) 工件坐標系(G54G59)工件坐標系指令用于建立6個工件坐標系。在采用G92設定起始點坐標之前，可以用G54G59選擇坐標系。例例5.10 工件坐標系應用如圖5.25所示。G92X0Y0；設定電極絲當前位置在所選坐標系中的位置為(0,0)G54； 建立G54坐標系，原點為電極絲當前所在位置G00X10000Y20000； 在G54坐標系，將電極絲快速移動到(10,20)的位置G55； 建

57、立G55坐標系G92X0Y0；設定原點為電極絲當前所在位置，即G54坐標系中(10，20)的位置第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.25 工件坐標系應用第章 數控電火花線切割加工及編程 9) 接觸感知(G80)利用接觸感知指令G80，可以使電極絲從當前位置沿某個坐標軸運動，接觸工件，然后停止。該指令只在“手動”加工方式時有效。10) 半程移動(G82)利用半程移動指令G82，可以使電極絲沿指定坐標軸移動指令路徑一半的距離。該指令只在“手動”加工方式時有效。11) 校正電極絲(G84)校正電極絲指令G84的功能是，通過微弱放電校正電極絲，使之與工作臺垂直。在加工之前，一般要先校正。此功能有效

58、后，開絲筒、高頻鉬絲接近導電體會產生微弱放電。該指令只在“手動”加工方式時有效。第章 數控電火花線切割加工及編程 12) 程序暫停(M00)執行M00指令以后，程序停止，機床信息將被保存，按回車鍵繼續執行下面的程序。13) 程序結束(M02)程序結束指令M02用于主程序結束，加工完畢返回菜單。14) 接觸感知解除(M05)接觸感知解除指令M05用于解除接觸感知G80。第章 數控電火花線切割加工及編程 15) 子程序調用(M96)子程序調用指令M96用于調用子程序。編程格式：M96 SUB1；調用子程序SUB1，后面要求加圓點。16) 子程序結束(M97)子程序結束指令M97用于主程序調用子程序

59、結束。第章 數控電火花線切割加工及編程 3編程舉例編程舉例例例5.11 加工簡單圖形線切割加工正方形，如圖5.26所示。G92 X0 Y0；設定電極絲當前位置在所選坐標系中的坐標值為(0，0)，確定工件原點G01 X5000 Y0； 設定進刀線G01 X5000 Y5000；直線插補G01 X15000 Y5000；G01 X15000 Y-5000；G01 X5000 Y-5000；G01 X5000 Y0；G01 X0 Y0； 退刀線M02； 加工結束第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.26 線切割加工正方形第章 數控電火花線切割加工及編程 例例5.12 加工簡單圖形線切割加工一個整圓

60、，如圖5.27所示。G92 X0 Y0；設定電極絲當前位置在所選坐標系中的坐標值為(0，0)，確定工件原點G01 X5000 Y0；設定進刀線G02 X15000 Y0 I5000 J0；圓弧插補，將一個整圓分成兩個半圓進行加工G02 X5000 Y0 I-5000 J0；G01 X0 Y0；退刀線M02；加工結束第章 數控電火花線切割加工及編程 圖5.27 線切割加工整圓第章 數控電火花線切割加工及編程 例例5.13 采用絲半徑補償加工簡單圖形線切割加工正方形，如圖5.28所示。G92 X0 Y0；G41 D100；絲半徑左補償，D100表示半徑補償值鉬絲半徑放電間隙0.1 mmG01 X5