1、電火花數(shù)控線切割加工機床第1頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六學(xué)習(xí)導(dǎo)論數(shù)控線切割機床是通過線電極對工件進行電加工的設(shè)備，待加工工件的形狀完全通過工作臺相對于電極絲的運動而形成。本章主要介紹線切割加工的原理、影響線切割加工的工藝因素、線切割加工機床的基本構(gòu)成、線切割加工機床的主要運動。掌握坐標工作臺、儲絲走絲部件、絲架導(dǎo)輪部件的結(jié)構(gòu)及工作原理，了解線切割機床的數(shù)控系統(tǒng)。第2頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六線切割加工原理 第3頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、線切割加工原理(1) 電火花線切割加工技術(shù)是電火花加工技術(shù)的特例，是一種線

2、電極電火花加工技術(shù)。如圖所示是線切割機床加工的工作原理圖。第4頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六線切割機工作原理圖圖例第5頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、線切割加工原理(2) 電火花線切割加工技術(shù)是電火花加工技術(shù)的特例，是一種線電極電火花加工技術(shù)。如圖所示是線切割機床加工的工作原理圖。電火花線切割加工設(shè)備主要由程序輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、儲絲走絲部件、縱橫向進給機構(gòu)、工作液循環(huán)系統(tǒng)、脈沖電源等部分構(gòu)成。線切割機床采用鉬絲或硬性黃銅絲作為電極絲。被切割的工件為工件電極，連續(xù)移動的電極絲為工具電極。線電極與脈沖電源的負極相接，工件與電源的正極相接。 第

3、6頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、線切割加工原理(3) 脈沖電源發(fā)出連續(xù)的高頻脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上(電極絲)，同時在電極絲與工件之間注有足夠的、具有一定絕緣性能的工作液，當(dāng)電極絲與工件間的距離小到一定程度時（通常認為電極絲與工件之間的放電間隙電=0.01左右），工作液介質(zhì)被擊穿，電極絲與工件之間形成瞬時火花放電，產(chǎn)生瞬間高溫，產(chǎn)生大量的熱，使工件表面的金屬局部熔化甚至汽化，再加上工作液體介質(zhì)的沖洗作用，使得金屬被蝕除下來。這就是電火花線切割金屬的加工原理。工件放在機床坐標工作臺上，按數(shù)控裝置或微機程序控制下的預(yù)定軌跡進行運動，最后得到所需要形狀的工件。由

4、于儲絲筒帶動電極絲作正、反向交替的高速運動，所以電極絲基本上不被蝕除，可以較長時間使用。第7頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、線切割加工原理(4) 電火花線切割加工，必須具備以下幾個條件：工件與電極絲之間保持合適的放電間隙；合適的電規(guī)準參數(shù)；一定絕緣性能的工作液；滿足要求的運動：電極絲作走絲運動，工作臺作進給運動；第8頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、線切割加工原理(5) 線切割加工的主要部件分別完成下面的功能(1)：輸入輸出設(shè)備 向數(shù)控系統(tǒng)輸送加工指令或?qū)?shù)控系統(tǒng)的運算指令輸送到執(zhí)行機構(gòu)或操作面板上。數(shù)控裝置 接受輸入指令，進行數(shù)據(jù)處理（譯碼及

5、間隙補償）與運算（插補運算），對進給運動進行伺服控制及其它輔助控制。儲絲走絲部件 控制電極絲以一定的張力和平穩(wěn)的速度進行走絲，并保證電極絲不重疊地、整齊地排列在儲絲筒上。減少電極絲的損耗。第9頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、線切割加工原理(5) 線切割加工的主要部件分別完成下面的功能(2)：縱橫向進給機構(gòu) 按照數(shù)控系統(tǒng)的指令要求，上下工作臺在各自伺服機構(gòu)的驅(qū)動下帶動工作臺作縱向、橫向進給運動，實現(xiàn)要求的加工軌跡。工作液循環(huán)系統(tǒng) 線切割加工的兩極必須處于絕緣的液體中。工作液循環(huán)系統(tǒng)創(chuàng)造電火花加工所需的環(huán)境并及時地帶走加工熱量及從工件上剝離下來的金屬顆粒。脈沖電源 提供一

6、定脈寬的一系列矩形脈沖。第10頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、線切割加工特點(1) 電火花線切割加工具有以下特點(1)：采用電火花線切割加工，由于只采用一根很細的金屬絲做工具電極，因此加工工件時不需要再制作相應(yīng)的成形工具電極，從而大大降低了由于制作工具電極所需的工作量，節(jié)約了貴重的有色金屬。在切割加工時，由于電極絲的連續(xù)移動，使新的電極絲不斷地補充和替換在電蝕加工區(qū)受到損耗的電極絲，避免了電極損耗對加工精度的影響。利用線切割可以加工出精密細小、形狀復(fù)雜的工件。例如通過線切割可加工出0.050.07的窄縫，圓角半徑小于0.03的銳角等。第11頁，共92頁，2022年，5

7、月20日，0點3分，星期六二、線切割加工特點(2) 電火花線切割加工具有以下特點(2)：線切割加工零件的精度可達0.010.005，表面粗糙度可達Ra1.60.4m。在加工時，一般采用一個電規(guī)準一次加工完成，中途不需要轉(zhuǎn)換規(guī)準。一般不需要對被加工工件進行預(yù)加工，只需在工件上加工出穿電極絲的穿絲孔。模具加工中，在線切割加工的切縫寬度與凸、凹模配合間隙相當(dāng)時，有可能一次切出凸模和凹模來。第12頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、線切割加工的分類(1) 靠模仿形加工方式 靠模仿形加工是在對工件進行線切割加工前，預(yù)先制造出與工件形狀相同的靠模，加工時把工件毛坯和靠模同時裝夾在機床

8、工作臺上，在切割過程中電極絲緊緊地貼著靠模邊緣移動，通過工件與電極絲的電火花放電，從而切割出與靠模形狀和精度相同的工件來。第13頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、線切割加工的分類(2) 光電跟蹤加工方式 光電跟蹤加工是在對工件進行線切割加工前，先根據(jù)零件圖樣按一定放大比例描繪出一張光電跟蹤圖，加工時將圖樣置于機床的光電跟蹤臺上，跟蹤臺上的光電頭始終追隨墨線圖形的軌跡運動，借助于電氣、機械的聯(lián)動，控制機床的縱、橫滑板，使工作臺連同工件相對電極絲做相似形的運動，通過工件與電極絲的火花放電，從而切割出與圖樣形狀相同的工件來。第14頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分

9、，星期六三、線切割加工的分類(3) 數(shù)字程序控制加工方式 數(shù)字程序控制的加工方式不需要制作靠模板也無需繪制放大圖，只需要按照計算機的規(guī)定對被加工工件編制出數(shù)控加工程序。數(shù)控線切割機床中的計算機可按照程序中給出的工件形狀和幾何參數(shù)，自動控制機床縱、橫滑板做準確的移動，并通過工件與電極絲的火花放電而達到線切割加工的目的。由于這種加工方式采用了先進的數(shù)字化自動控制技術(shù)，因此它比前面兩種線切割加工方式具有更高的精度和廣闊的加工范圍。第15頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、線切割加工的分類(4) 根據(jù)電極絲的運行速度的不同，電火花切割機床又分為兩大類：高速走絲機床 這類機床的電極

10、絲作高速往復(fù)運動，一般走絲速度為810m/s，這是我國生產(chǎn)和使用的主要機種，也是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。低速走絲機床 這類機床的電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2 m/s，這是國外生產(chǎn)和使用的主要機種。第16頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六四、線切割加工的工藝范圍 電火花線切割可以加工硬質(zhì)合金，高熔點和已經(jīng)淬硬后的模具零件。能夠很方便地加工出冷沖模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，因此線切割加工在冷沖模的制造中占有很重要的地位。線切割還可以加工塑料模的模套、固定板和拼塊等，以及粉末冶金模、硬質(zhì)合金模、拉深模、擠壓模等各種結(jié)構(gòu)類型模具中的部分零件，也

11、可對模具零件中的微型孔槽、窄縫、任意曲線等進行微細加工。在模具制造的工具方面，可用線切割加工金屬電極和各種模板及樣板等。隨著線切割加工技術(shù)的不斷發(fā)展，它在模具制造中的用途將更加廣泛。第17頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六線切割加工的主要工藝指標(1)：切割速度 是指在保持一定的表面粗糙度的情況下，單位時間內(nèi)電極絲中心線在工件上切過的面積總和，單位為2/min。最高切割速度max是指在不計切割方向和表面粗糙度等條件下，所能達到的切割速度。通常高速走絲線切割速度為40802/min，它與加工電流大小有關(guān)，為比較不同輸出電流脈沖電源的切割效果，將每安培電流的切割速度稱為切割效率

12、，一般切割效率為202/（minA）。五、影響線切割加工的工藝因素(1)第18頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六線切割加工的主要工藝指標(2)：表面粗糙度 和電火花加工表面粗糙度一樣，我國采用輪廓算術(shù)平均偏差Ra（m）來表示表面粗糙情況。高速走絲線切割一般能達到的表面粗糙度為Ra52.5m，最佳可達到Ra1m。低速走絲線切割一般可達Ra1.25m，最佳可達Ra0.2m。電極絲損耗量 對高速走絲機床，用電極絲在切割100002面積后電極絲直徑的減少量來表示。一般每切割100002后，鉬絲直徑減小不應(yīng)大于0.01mm。五、影響線切割加工的工藝因素(2)第19頁，共92頁，202

13、2年，5月20日，0點3分，星期六線切割加工的主要工藝指標(3)：加工精度 加工精度是指所加工工件的尺寸精度、形狀精度(如直線度、平面度、圓度等)和位置精度(如平行度、垂直度、傾斜度等)的總稱。快速走絲線切割的可控加工精度在0.010.02mm左右，低速走絲線切割可達0.0020.005mm左右。五、影響線切割加工的工藝因素(3)第20頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(1)：脈沖寬度Ti 脈沖寬度的大小標志著單個脈沖能量的強弱，對加工效率、零件的表面粗糙度和加工穩(wěn)定性影響最大。對于不同的工件材料和工件厚度，應(yīng)合理地選擇適宜的脈沖寬度。脈沖寬度越

14、寬，單個脈沖的能量就越大，切割效率也越高。由于放電間隔較大，所以加工較穩(wěn)定，但是表面粗糙度就差。工件越厚，脈沖寬度應(yīng)酌情增大，為保證一定的表面粗糙度要求，原則上應(yīng)以機床走步均勻和不短路為宜。 五、影響線切割加工的工藝因素(4)第21頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(2)：脈沖間隔T0 脈沖間隔是為了解決一定厚度下工件的排屑困難及電解液恢復(fù)絕緣狀態(tài)問題所需的時間間隔。適當(dāng)?shù)丶哟竺}沖間隔，一方面給排屑以充分的時間，另一方面減少生成一些蝕除物，防止斷絲和短路故障，使得加工比較穩(wěn)定。脈沖間隔大小與粗糙度無關(guān)，但與平均電流有很大的關(guān)系，平均電流大小又與加

15、工效率成正比，因此，在一定的脈沖寬度和一定功放管輸出數(shù)量的前提下，脈沖間隔越小，加工效率越高，但穩(wěn)定性就越差；反之，穩(wěn)定性好，加工效率就低。 五、影響線切割加工的工藝因素(5)第22頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(3)：加工電壓幅值 線切割加工電壓幅值常在60120V之間進行選擇。由于機型不同，選擇電壓幅值也有差別，控制檔位也有所不同，一般通過檔位可調(diào)的波段開關(guān)來控制加工電壓的幅值。加工電流幅值 這是決定單脈沖能量大小的主要因素之一。加工電流幅值增大時，切割速度提高，表面粗糙度變差，電極絲損耗加大甚至斷絲。一般加工電流幅值小于40A，平均電流

16、小于5A。線切割加工電流是通過選擇功放管輸出數(shù)量來調(diào)節(jié)輸出電流的大小的。為了保證在各種不同的加工條件下均能獲得所需要的平均加工電流，通過功率輸出開關(guān)控制功率管的輸出數(shù)目，即控制功率管處于導(dǎo)通狀態(tài)。五、影響線切割加工的工藝因素(6)第23頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(4)：放電波形 脈沖放電波形的前沿和后沿以陡些為好。如圖10-2所示，如果脈沖前沿不陡，則氣化爆炸力不強，使金屬蝕除量少，且擊穿點早晚不統(tǒng)一，單個脈沖放電能量有差別，使加工表面粗糙度不均勻，前、后沿不陡，還限制了脈沖頻率的提高。必須指出，前、后沿太陡會加快電極絲損耗。總之，在相同

17、的工藝條件下，高頻分組脈沖常常能獲得較好的加工效果。電流波形的前沿上升比較緩慢時，電極絲損耗較少。不過當(dāng)脈寬很窄時，必須有陡的前沿才能進行有效的加工。五、影響線切割加工的工藝因素(7)第24頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(5)：極性 線切割加工因脈寬較窄，所以都用正極性加工，工件接電源的正極，電極絲接電源負極。否則切割速度變低而電極絲損耗增大。五、影響線切割加工的工藝因素(8)第25頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(6)：工作臺進給速度 工作臺進給速度的調(diào)節(jié)，對切割速度、加工精度和表面質(zhì)量的影

18、響很大。調(diào)節(jié)預(yù)置進給速度的原則是應(yīng)緊密跟蹤工件蝕除速度，以保持加工間隙恒定在最佳值上。這樣可使有效放電狀態(tài)的比例大，而開路和短路的比例少，使切割速度達到給定加工條件下的最大值，相應(yīng)的加工精度和表面質(zhì)量也好。如果預(yù)置進給速度調(diào)得太快，超過工件可能的蝕除速度，會出現(xiàn)頻繁的短路現(xiàn)象，切割速度反而低，表面粗糙度也差，上下端面切縫呈焦黃色，甚至可能斷絲；反之，進給速度調(diào)得太慢，大大落后于工件的蝕除速度，極間將偏于開路，有時會時而開路時而短路，上下端面切縫呈焦黃色。這兩種情況都大大影響工藝指標。因此，應(yīng)按電壓表、電流表調(diào)節(jié)進給旋鈕，使表針穩(wěn)定不動，此時進給速度均勻、平穩(wěn)，是線切割加工速度和表面粗糙度均好的

19、最佳狀態(tài)。五、影響線切割加工的工藝因素(9)第26頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(7)：電極絲材料的種類、名稱和規(guī)格 現(xiàn)有的線切割機床分高速走絲和低速走絲兩類。高速走絲機床的電極絲是快速往復(fù)運行的，電極絲在加工過程中反復(fù)使用。這類電極絲主要有鉬絲、鎢絲和鎢鉬絲。常用鉬絲的規(guī)格為0.100.18mm，當(dāng)需要切割較小的圓角或縫槽時也用0.06mm的鉬絲。鎢絲耐腐蝕，抗拉強度高，但脆而不耐彎曲，且因價格昂貴僅在特殊情況下使用。五、影響線切割加工的工藝因素(10)第27頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素

20、(8)：工件厚度及材質(zhì) 工件材料薄，工作液容易進入并充滿放電間隙，對排屑和消電離有利，加工穩(wěn)定性好。但工件太薄，放電脈沖率和切割效率偏低，且電極絲易產(chǎn)生抖動，對加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液難于進入和充滿放電間隙，加工穩(wěn)定性差，但電極絲不易抖動，因此精度較高，表面粗糙度值較小。如圖所示給出了工件厚度與切割速度的關(guān)系。五、影響線切割加工的工藝因素(11)第28頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六工件厚度h對切割速度的影響圖例第29頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六影響線切割加工的主要工藝因素(9)：工作液 在電火花線切割加工中，工作液是脈沖放電介質(zhì)

21、，對加工工藝指標的影響很大，對切割速度、表面粗糙度、加工精度也有影響。常用的工作液有煤油、乳化液、去離子水、蒸餾水、洗滌劑、酒精溶液等。 五、影響線切割加工的工藝因素(12)第30頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床的型號及主要技術(shù)參數(shù) 第31頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、數(shù)控線切割機床的型號 我國機床型號的編制是根據(jù)GB/T16768-1997金屬切削機床型號編制方法的規(guī)定進行的，機床型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，分別表示機床的類別、組別、結(jié)構(gòu)特性和基本參數(shù)。第32頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控

22、線切割機床的主要技術(shù)參數(shù)數(shù)控電火花線切割機床的主要技術(shù)參數(shù)包括：工作臺行程(縱向行程橫向行程)、最大切割厚度、加工表面粗糙度、加工精度、切割速度以及數(shù)控系統(tǒng)的控制功能等。 第33頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床基本構(gòu)成及運動分析 第34頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、數(shù)控線切割機床的主要構(gòu)成 如圖所示是數(shù)控線切割機床的外形圖，從圖中可以看出，數(shù)控線切割機床本體部分主要由縱橫向工作臺、儲絲走絲部件、絲架導(dǎo)輪部件、工作液循環(huán)系統(tǒng)等構(gòu)成。第35頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床本體圖例第36頁，共92頁，

23、2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控線切割機床的運動分析（1）機床的縱橫向進給運動（ 1 ）為了使待加工工件達到圖樣所要求的形狀及精度，要求工作臺帶動工件按照指令要求相對于電極絲作縱向和橫向進給運動。其運動傳動鏈示意圖如圖所示。第37頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六機床縱橫向運動傳動鏈圖例第38頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控線切割機床的運動分析（2）機床的縱橫向進給運動（ 2）橫向（X軸）傳動路線如下 控制系統(tǒng)發(fā)出進給脈沖，X軸步進電動機接收到這個進給脈沖信號，其輸出軸就轉(zhuǎn)一個步距角，通過一對齒輪變速（齒輪2和齒輪1）帶動絲杠轉(zhuǎn)

24、動，通過螺母5沿著絲杠的軸向移動帶動拖板（螺母與拖板固定聯(lián)接），使工件實現(xiàn)X軸向移動。縱向（Y軸）傳動路線 Y軸步進電動機轉(zhuǎn)動，通過齒輪4和齒輪3嚙合變速后帶動絲杠，螺母6再帶動拖板，使工作臺實現(xiàn)Y軸向移動。控制系統(tǒng)每發(fā)出一個脈沖，工件就移動0.001mm。當(dāng)然也可以通過X、Y軸上的兩個手柄使工件實現(xiàn)X、Y方向移動（手動）。第39頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控線切割機床的運動分析（3）機床的縱橫向進給運動（3）工作臺縱橫向運動采用開環(huán)工作方式。如圖所示是開環(huán)系統(tǒng)的控制原理圖。開環(huán)系統(tǒng)的典型特征是采用步進電動機驅(qū)動并且沒有檢測元件。開環(huán)系統(tǒng)簡便、成本低，但機床的運

25、動精度也相對較低，因為控制系統(tǒng)對機械傳動誤差沒有誤差補償。第40頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床開環(huán)方式圖例第41頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控線切割機床的運動分析（4）機床的縱橫向進給運動（4）精度較高的數(shù)控線切割機床常采用閉環(huán)或半閉環(huán)工作方式，如圖所示。這兩種工作方式都有檢測元件檢測工作臺的實際位移，并經(jīng)過反饋系統(tǒng)與數(shù)控指令要求的理論位移進行比較，根據(jù)誤差大小及正負決定下一步工作臺的走向，使工作臺始終朝著誤差減小的方向移動。半閉環(huán)和閉環(huán)的區(qū)別在于檢測元件安裝的位置不同，對于半閉環(huán)系統(tǒng)，檢測元件安裝在電動機軸上或絲杠上；而對

26、于閉環(huán)系統(tǒng)，檢測元件直接安裝在工作臺上。閉環(huán)系統(tǒng)的工作精度高于半閉環(huán)系統(tǒng)。 第42頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床閉環(huán)方式圖例第43頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床半閉環(huán)方式圖例第44頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控線切割機床的運動分析（5）儲絲筒軸向運動電極絲在加工過程中，應(yīng)均勻整齊地排列在儲絲筒上。為了避免電極絲在儲絲筒上重疊，儲絲筒應(yīng)按一定的速度作軸向進給運動，其傳動鏈示意圖如圖所示。電動機帶動儲絲筒旋轉(zhuǎn)時，通過減速齒輪組使絲杠旋轉(zhuǎn)并相對螺母作軸向移動，當(dāng)走絲機構(gòu)移動到一定位置時，利用限

27、位板及接近開關(guān)即可改變電動機即儲絲筒的旋轉(zhuǎn)方向，實現(xiàn)電極絲在儲絲筒上的整齊排列。儲絲筒每轉(zhuǎn)所走的軸向移距應(yīng)大于電極絲直徑。第45頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六儲絲走絲運動傳動鏈示意圖例第46頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、數(shù)控線切割機床的運動分析（6）電極絲傳動 如圖所示是線切割機床電極絲傳動系統(tǒng)示意圖。電極絲傳動路線是由儲絲筒經(jīng)過排絲輪，再經(jīng)過導(dǎo)電輪，經(jīng)上導(dǎo)輪后切割工件，再經(jīng)下導(dǎo)輪1和下導(dǎo)輪2后，回儲絲筒進行往復(fù)盤繞。第47頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六電極絲傳動系統(tǒng)示意圖例第48頁，共92頁，2022年，5月20日，

28、0點3分，星期六典型部件結(jié)構(gòu)第49頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、坐標工作臺（1） X、Y坐標工作臺用來裝夾工件，X軸和Y軸由控制系統(tǒng)發(fā)出進給信號，分別控制兩個步進電動機，進行預(yù)定軌跡的加工。坐標工作臺主要由滑板、導(dǎo)軌、絲杠運動副、齒輪傳動機構(gòu)四部分組成，如圖所示。第50頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六坐標工作臺結(jié)構(gòu)圖例第51頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、坐標工作臺（2） 滑板 滑板主要由下滑板1、中滑板2、上滑板3（工作臺）組成。通常下滑板與床身固定聯(lián)接；中滑板置于下滑板之上，運動方向為坐標Y方向；上滑板置于中滑極之

29、上，運動方向為坐標X方向。其中上、中滑板一端呈懸臂形式，以放置步進電動機。第52頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、坐標工作臺（3） 導(dǎo)軌 坐標工作臺的縱、橫滑板是沿著導(dǎo)軌往復(fù)移動的。因此，對導(dǎo)軌的精度、剛度和耐磨性有較高的要求。此外，導(dǎo)軌應(yīng)使滑板運動靈活、平穩(wěn)。線切割機床常選用滾動導(dǎo)軌。因為滾動導(dǎo)軌可以減少導(dǎo)軌副間的摩擦阻力，便于工作臺實現(xiàn)精確和微量移動，且潤滑方法簡單。缺點是接觸面之間不易保持油膜，抗振能力較差。滾動導(dǎo)軌有滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌等幾種形式。在滾珠導(dǎo)軌中，滾珠與導(dǎo)軌是點接觸，承載能力不能過大。在滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌中，滾動體與導(dǎo)軌是線接觸，因此有較大

30、承載能力。為了保證導(dǎo)軌精度，各滾動體的直徑誤差一般不應(yīng)大于0.001mm。第53頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六一、坐標工作臺（4） 絲杠傳動副 滾珠絲杠副是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的傳動裝置。因具有傳動效率高、摩擦力小、使用壽命長、軸向間隙可調(diào)等優(yōu)點而廣泛用于數(shù)控機床。使用時通常采用雙螺母機構(gòu)來消除絲杠副正反向傳動間隙，具有較高的傳動精度。第54頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（1）對高速走絲機構(gòu)的要求 高速走絲機構(gòu)的儲絲筒轉(zhuǎn)動時，還要進行相應(yīng)的軸向移動，以保證電極絲在儲絲筒上整齊排繞。儲絲筒的徑向跳動和軸向竄動量要小。儲絲筒能正反

31、向旋轉(zhuǎn)，電極絲的走絲速度在810m/s范圍內(nèi)無級或有級可調(diào)，或恒速運轉(zhuǎn)。走絲機構(gòu)要與床身相互絕緣。傳動齒輪副、絲杠副應(yīng)具備潤滑措施。第55頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（2）單筒快速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點（1）單筒快速走絲機構(gòu)由儲絲筒組合件、上下拖板、齒輪副、絲杠副、換向裝置和絕緣件等部分組成。儲絲筒組合件主要結(jié)構(gòu)如圖所示，儲絲筒1由電動機2通過簡單型彈性圓柱銷聯(lián)軸器3帶動，以1450r/min的轉(zhuǎn)速正反向轉(zhuǎn)動。儲絲筒另一端通過三對齒輪減速后帶動絲桿4旋轉(zhuǎn)并移動。儲絲筒、電動機、齒輪都安裝在兩個支架5及6上。支架及絲杠則安裝在拖板7上，螺母9裝在底座8上，拖

32、板在底座上來回移動。為了減少電動機反轉(zhuǎn)時絲杠和螺母配合間隙所產(chǎn)生的空行程，造成拖板的動作落后于數(shù)控指令，螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)消除間隙，齒輪副的傳動比及絲杠螺距的選擇應(yīng)保證使?jié)L筒每旋轉(zhuǎn)一圈拖板移動的距離略大于電極絲的直徑。避免電極絲重疊。第56頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六儲絲筒組合件圖例第57頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（3）單筒快速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點（2）走絲機構(gòu)中運動組合件的電動機軸與儲絲筒中心軸，一般采用聯(lián)軸器將二者聯(lián)在一起。由于儲絲筒運行時頻繁換向，聯(lián)軸器瞬間受到正反剪切力很大，因此多用彈性聯(lián)軸器和摩擦錐式聯(lián)軸器。彈性聯(lián)

33、軸器的結(jié)構(gòu)如圖所示，其結(jié)構(gòu)簡單，慣性力矩小，換向較平穩(wěn)，無金屬撞擊聲，可減小對儲絲筒中心軸的沖擊。彈性材料采用橡膠、塑料或皮革。這種聯(lián)軸器的優(yōu)點是，允許電動機軸與儲絲筒軸稍有不同心和不平行（如最大不同心允許為0.20.5mm，最大不平行為1），缺點是由它聯(lián)接的兩根軸在傳遞扭矩時會有相對轉(zhuǎn)動。第58頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六彈性聯(lián)軸器圖例第59頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（4）單筒快速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點（3）摩擦錐式聯(lián)軸器如圖所示，可帶動轉(zhuǎn)動慣量較大的大、中型機床儲絲筒旋轉(zhuǎn)組合件。此種聯(lián)軸器可傳遞較大的扭矩，同時在傳動負荷超載

34、時，摩擦面之間的滑動還可起到過載保護作用。因為錐形摩擦面會對電動機和儲絲筒產(chǎn)生軸向力，所以在電動機主軸的滾動支承中，應(yīng)選用向心止推軸承和單列圓錐滾子軸承。另外，還要正確選用彈簧規(guī)格。彈力過小，摩擦面打滑，傳動扭矩小并使傳動不穩(wěn)定或摩擦面過熱燒傷；彈力過大，會增大軸向力，影響中心軸的正常轉(zhuǎn)動。第60頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六摩擦錐式聯(lián)軸器圖例第61頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（5）單筒快速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點（4）走絲機構(gòu)的上下拖板多采用燕尾型導(dǎo)軌或三角、矩形組合式導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。其中燕尾型導(dǎo)軌可通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿帶動塞鐵，來改變導(dǎo)軌副的

35、配合間隙。但該結(jié)構(gòu)制造和檢驗比較復(fù)雜，剛性較差，傳動中摩擦損失也較大；三角、矩形組合式導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)如圖所示，導(dǎo)軌的配合間隙由螺釘和墊片組成的調(diào)節(jié)環(huán)來調(diào)節(jié)。第62頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三角、矩形組合式導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖例第63頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（6）雙絲筒快速走絲機構(gòu)雙絲筒快速走絲機構(gòu)的驅(qū)動形式原理圖如圖所示。該驅(qū)動形式有兩個走絲電動機M1和M2，M1和M2又分別用花鍵與兩個繞線盤W1和W2同軸連接，電極絲盤繞在W1和W2上并張緊相連，當(dāng)電動機M1通電旋轉(zhuǎn)時，使繞線盤W1、W2旋轉(zhuǎn)并帶動電動機M2一起被動旋轉(zhuǎn)，此時的M2處于

36、電氣制動狀態(tài)，此制動力便對電極絲進行張緊，調(diào)節(jié)制動力的大小即可改變電極絲的張力。當(dāng)電動機M2通電旋轉(zhuǎn)時，電極絲反向走絲，電動機M1處于電氣制動狀態(tài)。兩個電動機交替通電，即可實現(xiàn)電極絲的往復(fù)運行。第64頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六雙絲筒驅(qū)動形式原理圖例第65頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（6）雙絲筒快速走絲機構(gòu)雙絲筒快速走絲機構(gòu)的驅(qū)動形式原理圖如圖所示。該驅(qū)動形式有兩個走絲電動機M1和M2，M1和M2又分別用花鍵與兩個繞線盤W1和W2同軸連接，電極絲盤繞在W1和W2上并張緊相連，當(dāng)電動機M1通電旋轉(zhuǎn)時，使繞線盤W1、W2旋轉(zhuǎn)并帶動

37、電動機M2一起被動旋轉(zhuǎn)，此時的M2處于電氣制動狀態(tài)，此制動力便對電極絲進行張緊，調(diào)節(jié)制動力的大小即可改變電極絲的張力。當(dāng)電動機M2通電旋轉(zhuǎn)時，電極絲反向走絲，電動機M1處于電氣制動狀態(tài)。兩個電動機交替通電，即可實現(xiàn)電極絲的往復(fù)運行。第66頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（7）雙絲筒快速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖所示。相對于單筒走絲機構(gòu)而言，雙絲筒快速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但電極絲的張力穩(wěn)定可調(diào)。第67頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六雙絲筒快速走絲機構(gòu)圖例第68頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六二、儲絲走絲部件（8）慢速走絲

38、機構(gòu) 慢走絲機構(gòu)是單方向一次用絲，即電極從放絲輪出絲，由收絲輪收絲的單方向走絲。圖所示為一慢速走絲機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，電極絲從放絲輪1（通常可以卷13的絲）出發(fā)，通過滑輪2、制動輪3、導(dǎo)絲機構(gòu)13、14、16、17、工件15、抬絲輪10、壓緊輪9、排絲裝置8等到達卷絲輪7。電極絲繞在卷絲輪7上，用壓緊輪9夾住，由于卷絲輪回轉(zhuǎn)而使電極絲運行，走絲的速度等于收絲速度，并且制動輪3使電極絲產(chǎn)生一定的張力。第69頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六慢速走絲機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖例第70頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、 絲架、導(dǎo)輪部件（1）絲架（1） 絲架的作用是通過絲

39、架上的兩個導(dǎo)輪來支撐電極絲，并使電極絲工作部分與工作臺面保持一定的幾何角度：垂直或傾斜一定角度。切割直壁用的絲架多采用固定式結(jié)構(gòu)，絲架安裝在儲絲筒與工作臺之間。為滿足不同厚度工件的要求，機床采用可變跨距機構(gòu)的絲架，以確保上、下導(dǎo)輪與工件的最佳距離，減少電極絲的抖動，提高加工精度。如圖所示是下懸臂固定式結(jié)構(gòu)，當(dāng)需要調(diào)整上下懸臂之間的距離時，通過絲杠6螺母機構(gòu)帶動上懸臂7上下移動即可。導(dǎo)輪置于線架懸臂的前端，采用密封結(jié)構(gòu)組裝在懸臂上。為了適應(yīng)線架張開高度的變化時同時保持電極絲的導(dǎo)向性和張力，在線架上下部分增設(shè)有電極絲張緊裝置。第71頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六下懸臂固定式

40、絲架結(jié)構(gòu)圖例第72頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、 絲架、導(dǎo)輪部件（2）絲架（2） 在數(shù)控線切割機床上用于切割錐度的線架運動形式，其示意圖如圖所示。上、下導(dǎo)輪可沿X軸正反方向平動，并使兩導(dǎo)輪中心連線通過線架的圓心。上、下導(dǎo)輪也可在Y方向繞圓心O擺動。第73頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六數(shù)控線切割機床用于錐度切割時絲架運動形式示意圖例第74頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、 絲架、導(dǎo)輪部件（3）絲架（3） 上下導(dǎo)輪同時繞圓心平動及擺動絲架結(jié)構(gòu)如圖所示。線架上有兩個步進電動機14和1，分別驅(qū)動導(dǎo)輪平動和擺動。當(dāng)步進電動機14

41、轉(zhuǎn)動時，通過絲杠13、螺母12使滑塊11移動，由滑動塊10和18使固定在帶有斜槽導(dǎo)向板9和19的上、下弓架8、20沿X軸前后移動。導(dǎo)向板上的斜槽使弓架與滑塊改變移動方向并保持一定的移動量，由于上、下導(dǎo)輪沿X軸前后移動時要保證兩導(dǎo)輪中心連線通過X軸上的“O”點，而上、下導(dǎo)輪中心至“O”點為不同的距離32.5和82.5，因此上、下導(dǎo)向板上斜槽的斜率是不同的。第75頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六上、下導(dǎo)輪同時繞圓心平動及擺動絲架結(jié)構(gòu)圖例第76頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六三、 絲架、導(dǎo)輪部件（4）導(dǎo)輪 懸臂支撐導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)如圖所示，結(jié)構(gòu)簡單，上絲方便。但因懸臂支撐，張緊的電極絲運動的穩(wěn)定性較差，難于維持較高的運動精度，同時也影響導(dǎo)輪和軸承的使用壽命。第77頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六懸臂支撐導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)圖例第78頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六四、工作液系統(tǒng)（1） 在電火花線切割加工過程中，需要穩(wěn)定地供給有一定絕緣性能的工作液，以冷卻電極絲和工件，排除電蝕物等，保證線切割加工的持續(xù)進行。工作液系統(tǒng)由工作液、工作液箱、工作液泵和循環(huán)導(dǎo)管等組成。工作液系統(tǒng)圖如圖所示。第79頁，共92頁，2022年，5月20日，0點3分，星期六線切割機床工作液系統(tǒng)圖例第80頁，共92頁，202