安徽机电职业技术学院教案首页Word文档格式.docx
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1）1）
1）
便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。
2）2）
2）
电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。
3）3）
3）
电极材料不必比工件材料硬。
4）4）
4）
直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。
（1）电极损耗对加工精度的影响
1）型腔加工；
用电极的体积损耗率来衡量。
2）穿孔加工：
用长度损耗率来衡量。
（2）放电间隙对加工精度的影响
（3）加工斜度对加工精度的影响
在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形状误差，如图3-6所示。
图3-6二次放电造成侧面间隙增大
（1）表面粗糙度
（2）表面变化层
经电火花加工后的表面将产生包括凝固层和热影响层的表面变化层，如图3-7、3-8所示。
图3-7未淬火T10钢经电火花加工后的表面显微硬度
图3-8已淬火T10钢经电火花加工后的表面显微硬度
凝固层
是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高温作用下熔化后未能抛出，在脉冲放电结束后迅速冷却、凝固而保留下来的金属层。
2）热影响层
位于凝固层和工件基体材料之间，该层金属受到放电点传来的高温影响，使材料的金相组织发生了变化。
第二十讲型孔和型腔电火花加工（2学时）
掌握用电火花加工型孔和型腔加工的电极设计；
掌握型孔和型腔加工电规准的选择与转换；
了解电极制造。
电规准的选择与转换
型孔和型腔加工的电极设计
三、型孔加工
1．保证凸、凹模配合间隙的方法
2．电极设计
3．凹模模坯准备
4．电规准的选择与转换
5．冲裁模加工实例
四、型腔加工
1．型腔加工
3．电规准的选择与转换
五、电极制造
（1）直接法
用加长的钢凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除。
（2）混合法
将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。
（3）修配凸模法
凸模和工具电极分别制造，在凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模的配合间隙。
（4）二次电极法
利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模配合间隙。
如图3-9所示。
图3-9二次电极法
（1）电极材料
见表3-1
表3-1常见电极材料的性质
电极材料
电火花加工性能
机械加工性能
说明
加工稳定性
电极损耗
钢
较差
中等
好
在选择电参数时应注意加工的稳定性，可用凸模作电极
铸铁
一般
石墨
较好
较小
机械强度较差，易崩角
黄铜
大
电极损耗太大
紫铜
磨削困难
铜钨合金
小
价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔
银钨合金
价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工
（2）电极结构
1）整体式电极如图3-10所示。
图3-10整体式电极
2）组合式电极如图3-11所示。
图3-11组合式电极
3）镶拼式电极
对于形状复杂的电极整体加工有困难时，常将其分成几块，分别加工后再镶拼成整体。
（3）电极尺寸
1）电极横截面尺寸的确定
垂直于电极进给方向的电极截面尺寸称为电极的横截面尺寸。
如图3-12所示，与型孔尺寸相应的尺寸为
图3-12按型孔尺寸计算电极横截面尺寸
Z=2δ时，电极与凸模截面基本尺寸完全相同。
Z<
2δ时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀地缩小一个数值
，但形状相似。
Z>
2δ时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀地放大一个数值
电极单边缩小或放大的数值：
2）电极长度尺寸的确定
如图3-13所示。
图3-13电极长度尺寸
L=Kt+h+l+（0.4~0.8）（n-1）Kt
3）电极公差的确定
截面的尺寸公差取凹模刃口相应尺寸公差的1/2~2/3。
常见的凹模模坯准备工序见表3-3。
表3-3常见的凹模模坯准备工序
序号
工序
加工内容及技术要求
1
下料
用锯床锯割所需的材料，包括需切削的材料
2
锻造
锻造所需的形状，并改善其内容组织
3
退火
消除锻造后的内应力，并改善其加工性能
4
刨（铣）
刨（铣）四周及上下二平面，厚度留余量0.4~0.6mm
5
平磨
磨上下平面及相邻两侧面，对角尺，达Ra0.63~1.25μm
6
划线
钳工按型孔及其它安装孔划线
7
钳工
钻排孔，去除型孔废料
8
插（铣）
插（铣）出型孔，单边余量0.3~0.5mm
9
加工其余各孔
10
热处理
按图样要求淬火
11
磨上下两面，为使模具光整，最好在磨四侧面
12
退磁
退磁处理
电火花加工中所选用的一组电脉冲参数称为电规准。
（1）粗规准
主要用于粗加工
（2）中规准
是粗、精加工间过渡加工采用的电规准，用以减小精加工余量，促使加工稳定性和提高加工速度。
（3）精规准
用来进行精加工。
如图3-15所示为电动机定子凹模，凸模、凹模配合间隙为0.10~0.12mm（双边），模具材料为Cr12MoV，硬度为60~64HRC。
（1）电极（凸模）加工工艺
锻造——退火——粗、精刨——淬火与回火——成型磨削。
锻造——退火——刨（铣）平面——淬火与回火——磨上、下平面——线切割。
（2）电极（凸模）固定板的加工工艺
锻造——退火——粗、精车——划线——加工孔——磨平面。
（3）电极（凸模）的固定
在专用分度坐标装置上分别找正各凸模位置，用锡合金将凸模固定在固定板上，达到各型孔位置精度要求。
（4）凹模加工工艺
锻造——退火——粗、精车（外圆及上、下平面）——样板划线——铣出各型孔漏料部分——加工螺钉及销钉孔并在各型孔位置钻冲油孔——淬火与回火——磨平面——退磁——用组合后的凸模作电极，电火花加工各型孔。
（1）单电极加工法；
指用一个电极加工出所需型腔
1）用于加工形状简单、精度要求不高的型腔。
2）用于加工经过预加工的型腔。
3）用平动法加工型腔。
（2）多电极加工法：
用多个惦记，依次更换加工同一个型腔，如图3-16所示。
图3-16多电极加工示意图
（3）分解电极法：
根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别制造。
主型腔电极加工出型腔的主要部分，副型腔电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。
（1）电极材料和结构选择
1）电极材料：
石墨和纯铜，铜钨合金和银钨合金
2）电极结构：
整体式电极、镶拼式电极
（2）电极尺寸的确定
1）电极的水平尺寸：
电极在垂直于主轴进给方向上的尺寸。
a=A±
Kb
式中“±
”号及K值确定原则：
如图3-17所示，与型腔凸出部分相对应的电极凹入部分尺寸应放大，即用“+”号；
反之与型腔凹入部分相对应的电极凸出部分尺寸应缩小，即用“-”号。
当型腔尺寸以两加工表面为尺寸界线标注时，若蚀除方向相反，取K=2；
蚀除方向相同，取K=0；
当型腔尺寸以中心线或非加工面为基准标注时，取K=1；
凡与型腔中心线之间的位置尺寸以及角度尺寸相对应的电极尺寸不缩不放，取K=0。
图3-17电极水平截面尺寸缩放示意图
1-电极2-型腔
2）电极垂直方向尺寸：
电极在平行于主轴方向上的尺寸，如图3-18所示。
图3-18电极垂直方向尺寸
（3）排气孔和冲油孔
1）冲油孔设计在难以排削、窄缝等处，如图3-19所示。
图3-19设强迫冲油孔的电极
2）排气孔设计在蚀除面积较大的位置，如图3-20所示。
图3-20设排气孔的电极
（1）电规准的选择
1）粗规准：
以高的蚀除速度加工出型腔的基本轮廓，电极损耗要小，电蚀表面不能太粗糙。
2）中规准：
减小被加工表面的粗糙度，为精加工作准备。
3）精规准：
用于型腔精加工，所去除的余量一般不超过0.1~0.2mm。
（2）电规准的转换
粗规准一般选择一档；
中规准和精规准选择2~4档。
应根据电解类型、尺寸大小、电极材料和电极结构的复杂程度等进行考虑。
第二十一讲§
3.2电火花线切割加工（2学时）
掌握电火花线切割加工原理；
了解数字程序控制基本原理
加工原理及加工过程
插补原理
3.2电火花线切割加工
一、概述
1．线切割加工工作原理和过程
2．线切割加工机床的结构
3．线切割加工的特点和应用
二、数字程序控制基本原理
1.直线插补
2.圆弧插补
第二节电火花线切割加工
1．工作原理
电火花线切割加工是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。
如图3-25所示，工件接脉冲电源的正极，电极丝接负极，工件相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝沿着所要求的切割线路进行电腐蚀，实现切割加工。
图3-25电火花线切割加工示意图
2．线切割加工机床
快走丝和慢走丝线切割机床两种。
3．线切割加工的特点
（1）不需要制作电极，可节约电极设计、制造费用，缩短生产周期。
（2）能方便地加工出形状复杂、细小的通孔和外表面。
（3）电极损耗极小，有利于加工精度的提高。
（4）采用四轴联动，可加工锥度和上下面异形体等零件。
4、快走丝、慢走丝线切割机床
快走丝：
0.08～0.22mm的钼丝作电极，往复循环，
走丝速度为8～10m/s，加工精度为±
0.01mm
表面粗糙度Ra1.6~6.3µ
m。
工作液为乳化液，
如：
DX-1、TM-1、502型。
慢走丝:
走丝速度是3～12m/min，电极丝广泛使用铜丝，
单向移动，可达到加工精度±
0.001mm，
表面粗糙度为Ra1.6~6.3µ
价格比快走丝高。
工作液为去离子水
5．线切割加工的应用
加工淬火钢、硬质合金模具零件、样板、各种形状的细小零件、窄缝等。
数控线切割加工时，数控装置要不断进行插补运算，并向驱动机床工作台的步进电动机发出相互协调的进给脉冲，使工作台（工件）按指定的路线运动。
如图3-26所示。
工作台的进给是步进的，它每走一步机床数控装置都要自动完成四个工作节拍，如图3-28所示。
图3-26斜线（直线）的插补过程
图3-28工作节拍方框图
（1）偏差判别判别加工点对规定图形的偏离位置，以决定工作台的走向。
（2）工作台进给根据判断结果，控制工作台在X或Y方向进给一步，以使加工点向规定图形靠拢。
（3）偏差计算在加工过程中，工作台每进给一步，都由机床的数控装置根据数控程序计算出新的加工点与规定图形之间的偏差，作为下一步判断的依据。
（4）终点判别每当进给一步并完成偏差计算之后，就判断是否已加工到图形的终点，若加工点已到终点，便停止加工。
第二十二讲三、3B代码程序编制（2学时）
掌握3B格式代码程序编制格式；
掌握典型零件3B代码程序步骤；
CAXA软件自动编程
3B格式代码程序编制格式
典型零件3B代码程序编制
多媒体
三、程序编制
1.基本直线、圆弧3B代码格式
2.间隙补偿△R=电极丝半径r+放电间隙δ
3.编程步骤
4.编程实例
5.CAXA软件自动编程
三、3B格式程序编制
（一）程序格式见表3-5所示。
表3-53B程序格式
B
X
Y
J
G
Z
分隔符号
X坐标值
Y坐标值
计数长度
计数方向
加工指令
1．分隔符号B用来将X、Y、J的数码分开，利于控
制机识别。
2．坐标值X、Y即X、Y坐标的绝对值，单位µ
m
直线坐标原点为线段起点，X、Y分别取线段在对应方向上的增量，即该线段在相对坐标系中的终点坐标的绝对值。
X、Y允许取比值，若X或Y为零时，X、Y值均可不写，但分隔符号保留。
例
B2000B0B2000GxL1可写为BBB2000GxL1。
圆弧坐标原点为圆心，X、Y取圆弧起点坐标的绝对值，但不允许取比值。
3．计数方向GGx—取X方向进给总长度计数
GY——取Y方向进给总长度计数
直线用线段的终点坐标的绝对值进行比较，哪个方向数值大，就取该方向作为计数方向。
即：
|Y|>
|X|时，取GY；
|Y|<
|X|时，取Gx；
|Y|=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定。
圆弧根据终点坐标的绝对值，哪个方向数值小，就取该方向为计数方向。
与直线相反。
|Y|<
|Y|>
|X|时，取Gx；
|Y|=|X|时，取Gx或GY，有些机床对此专门规定
4．计数长度J根据计数方向，选取直线或圆弧在该方向上的投影总和（绝对值），单位µ
m
线AB：
取GYJ=3000µ
m
弧CD：
取GY
5．加工指令Z根据被加工图形的形状，所在象限和走向等确定。
控制台根据这些指令，进行偏差计算，控制进给方向
看走向，看起点象限
（三）．程序编程的步骤与方法
（1）工艺处理
1）工具、夹具的设计选择
尽可能选择通用（或标准）工具和夹具。
2）正确选择穿丝孔和电极丝切入的位置
穿丝孔是电极丝相对于工件运动的起点，同时也是程序执行的起点，也称“程序起点”。
一般选在工件上的基准点外，也可设在离型孔边缘2~5mm处。
3）确定切割线路
一般在开始加工时应沿着离开工件夹具的方向进行切割，最后再转向夹具方向。
（2）工艺计算
1）根据工件的装夹情况和切割方向，确定相应的计算坐标系。
2）按选定的电极丝半径r，放电间隙和凸、凹模的单面配合间隙Z/2计算电极丝中心的补偿距离ΔR。
3）将电极丝中心轨迹分割成平滑的直线和单一的圆弧线，按型孔或凸模的平均尺寸计算出各线段交点的左边值。
（四）．实例
根据电极丝中心轨迹各交点坐标值及各线段的加工顺序，逐段编制切割程序。
编制如图所示凸凹模（图中尺寸为计算后的平均尺寸）的数控线切割程序。
电极丝为的钼丝Φ0.18mm，单边放电间隙为0.01mm。
①建立坐标系，确定穿丝孔位置
切割凸凹模时，加工顺序应先内后外，选取Φ20圆的圆心Ｏ，其中穿丝孔位置分别是O点和B点。
②确定自动补偿量△R=0.18/2+0.01=0.10mm
③计算交点坐标应将图形分成单一的直线或圆弧
求F点的坐标值：
因F点是直线FE与圆的切点，故其坐标值通过如图
④编写程序
直线段OA和BC段为引导程序段，需减去补偿量0.10mm。
其余线段和圆弧不需考虑间隙补偿。
切割时，由数控装置根据补偿特征，自动进行补偿，但在D点和E点需加过渡圆弧，取R=0.15mm。
加工顺序为：
先切割内孔，空走到外形B处，再按顺序切割
BBB9900GxL1穿丝切割，OA段
B10000BB40000GyNR1内孔加工
BBB9900GxL3AO段
D拆丝
BBB30000GyL4空走
D装丝
BBB4900GyL2BC段
B59850B0B59850GxL1CD段
B0B150B150GYNR4D点过渡
（五）CAXA软件自动编程
第二十三讲四、ISO代码程序编制（2学时）
掌握ISO代码及程序编制，掌握线切割加工工艺
ISO代码及程序编制、线切割加工工艺
ISO代码及程序编制
四、ISO代码数控程序编制
1.程序及程序段格式
2.基本ISO代码格式及功能
作业
1．概述
2．程序段格式与程序格式
（1）程序字
简称“字”，表示一套有规定次序的字符可以作为一个信息单元存储、传递和操作。
一个字所包含的字符个数叫字长。
程序字包括顺序号字、准备功能字、尺寸字、辅助功能字等
1）顺序号字
也叫程序段号或程序段号字。
地址符是N，后续数字一般2~4位。
如N02，N0010。
2）准备功能字
地址符是G，又称为G功能或G指令。
它的定义是：
建立机床或控制系统工作方式的一种命令。
后续数字为两位正整数，即G00~G99。
3）尺寸字
也叫尺寸指令。
主要用来指令电极丝运动到达的坐标位置。
地址符有X、Y、U、V、A、I、J等，后续数字为整数，单位为μm，可加正、负号。
4）辅助功能字
地址符M及随后的2位数字组成，即M00~M99，也称为M功能或M指令。
（2）程序段
由若干个程序字组成，它实际上是数控加工程序的一句。
例如G01X300Y—5000
（3）程序段格式
是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。
（4）程序格式
程序名（单列一段）+程序主体+程序结束指令（单列一段）
3．ISO代码及其程序编制
（1）G00为快速定位指令
书写格式：
G00X—Y—
（2）G01为直线插补指令
G01X—Y—U—V—
（3）G02、G03为圆弧插补指令
G02——顺时针加工圆弧的插补指令。
G03——逆时针加工圆弧的插补指令。
G02X—Y—I—J—
书写格式：
G03X—Y—I—J—
（4）G90、G91、G92为坐标指令
G90——绝对坐标指令
G90（单列一段）
G91——增量坐标指令
G91（单列一段）
G92——绝对坐标指令
G90X—Y—
（5）G05、G06、G07、G08、G09、G10、G11、G12为镜像及交换指令
G05——X轴镜像，函数关系式：
X=-X。
G06——Y轴镜像，函数关系式：
Y=-Y。
G07——X、Y轴交换，函数关系式：
X=Y，Y=X。
G08——X轴镜像、Y轴镜像，函数关系式：
X=-X，Y=-Y。
即G08=G05+G06。
G09——X轴镜像、X、Y轴交换。
即G09=G05+G07。
G10——Y轴镜像、X、Y轴交换。
即G10=G06+G07。
G11——X轴镜像、Y轴镜像。
即G11=G05++G06+G07。
G05（单列一段）
（6）G40、G41、G42为间隙补偿指令。
G41——左偏补偿指令。
G41D—
G42——右偏补偿指令。
G42D—
G40——取消间隙补偿指令
G40（单列一段）
（7）G50、G51、G52为锥度加工指令
G51——锥度左偏指令。
G51D—
G42——锥度右偏指令。
G52D—
G40——取消锥度指令
G50（单列一段）
（8）G54、G55、G56、G57、G58、G59为加工坐标系1~6。
G54（单列一段）
（9）G80、G82、G84为手动操作指令。
G80——接触感知指令。
G82——半程移动指令。
G84——校正电极丝指令。
（10）M是系统的辅助功能指令
M00——程序暂停。
M02——程序结束。
M05——接触感知解除。
M96——程序调用（子程序）。
M96程序名（程序名后加“.”）
M96——程序调用结束。
3、编程步骤
4、典型零件ISO代码程序编制
编制如图所示落料凹模加工程序，电极丝直径Φ0.18mm，单边放电间隙为0.01mm为。
（凹模尺寸为计算后平均尺寸）。
N01G92X0Y0
N02G41D100（应
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