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线切割机床实训指导书

成都电子机械高等专科学校机电工程系

2004年6月

第一部分基本原理

（1）

第二部分线切割机机床操作练习（4）

第三部分编制线切割加工程序（9）

第四部分机床维护（15）

第一部分基本原理

一线切割机床加工基本原理

电火花切割时，在电极丝和工件之间进行脉冲放电。

如图1一1电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。

当來一脉冲电源时，在电源丝和工件ZI'可产牛一次火花放电，在放电通道的小心瞬时温度町高达10000°C以上，高温使工件金加融化，甚至冇少量气化，高温也使电极丝和工件Z间的工作液部分生产气化，这些气化后的工作液和金属蒸汽瞬间迅速膨胀，并具有爆炸的特性。

这种热膨胀和局部微爆炸。

抛出触化和气化的金属材料而现实对•工件材料的进行电蚀切割加工。

通常认为电极丝与工件的放电间隙£电在0.01mm左右，若电脉冲电压高，放电间隙会大一些。

线切割编程时，一般取£电=0.01mmQ

图1-1

每来一个电脉冲时，要保证在电极丝和工件之间产生的是火花放电是火花放电而不是电弧放电，必须创造必要的条件，首先必须是两个电脉冲Z间冇足够的间隙时间使放电间隙中的介质消电离，即使放电通道中的带粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度，以免总在同一处发生、发生放电而导致电弧放电。

一般脉冲间隙应为脉冲宽度的4杯以上。

为了保证火花放电时电极丝（一般用钥丝）不被烧断，必须向放电间隙注入大量工作液，以使电极丝得带充分冷却，同时电极丝必须作高速轴向运动，以避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，电极丝速度约在7-lOmm/s左右。

高速运动的电极丝，有利于不断往放电间隙中带入新的工作液，同时也有利于把电蚀产物从间隙中带出去。

电花线切割加工时，为了获得比较好的表面粗糙度和好的尺寸精度，并保证钥丝不被断，应选择好札I应的卖唱参数，使工件与钮丝之间的放电火花放电，而不是电弧放电。

DK7725线切割机床的主要参数：

数控电火花线切割机型号DK7725的含义如下：

基本参数代号（工作台横向行程250nnn）型别代号（线切割机床）

组别代号（电火花加工机床）

机床特性代号（数控）

机床类别代号（电加工机床）

加工表血粗糙度：

Ra2.5um切削速度：

802/min

工作行程：

X轴320mmY轴250mm

最大切削厚度：

140mm

加工精度:

0.012mm

二、数控线切割机床结构

数控线切割机床山工作台、运丝机构、丝架、床身四部分组成。

1、工作台主耍由拖板、导轨、丝杆运动副、齿轮传动机构组成。

如图1・2所示

图1-2工作台结构

1■下拖板2■屮拖板3■上拖板4■滚珠丝杆5■步进电机6■齿轮传动机构

2、运丝机构由储丝筒组合件上、下拖板、齿轮副、丝杆副、换向装置和绝缘件等组成，如图1-3所示。

1-储丝筒2-电动机3-联轴器4-丝杆5-支架6-支架7-拖板8-底座9-螺母

3、丝架采用单柱支撑、双臂悬梁结构，如图1・4.5

.1-4丝架结构示意图

第二部分线切割机机床操作练习

一、前言

线切割机床操作练习主要是使学员熟悉线切割机床数控系统各种工作方式下的使用方法及数控系统所显示的各种信息，如操作面板、数控系统工作方式、加工程序的编辑、加工程序的运行以及切割参数的调整。

通过课题工件的加工，初步学会线切割机床的基本操作方法。

二、目标

通过本项技能实训后应具备以下能力：

1、熟悉并止确操作线切割机床操作面板；

2、熟悉线切割机床的工作方式；

3、具备编辑和运行加工程序的能力；

4、能完成直线和圆弧的加工。

三、学习活动

参加卜-列学习活动可以帮助学牛掌握相关技能：

1、学习《数控机床》和实训指导帖中冇关的编程的内容；

2、线切割机床操作面板的操作练习；

3、在线切割机床上进行程序编辑和运行练习；

4、在线切割机床上进行课题工件加工。

如果学生希望参加其它学习活动，可以同指导老师商量，由老师帮助学生决定是否参加其它的学习活动。

四、资源

指导老师：

《数控机床》教师，牛产实训中心技术员。

出版资料：

《数控机床》教材，工艺标准（国家标准、部颁标准和行业标准）。

生产实训中心资料：

在线零件，工艺技术文件，实训指导帖。

五、绩效评估

运川以卜•方法测定学住对该项技能的掌握程度：

1、生产实训日志;

2、课题工件加工。

一、数控电火花线切割加工的安全操作规程

1、操作者必须熟悉线床的操作技术，开机前应按设备润滑要求，对机床有关部位注油润滑（润滑油必须符合机床说明书的要求）。

2、操作者必须熟悉线切割加工工艺，恰当的选取加工参数，按元宝操作顺序操作,防止造成断丝等故障。

3、用手摇柄作储丝筒后，应及时摇柄拔出，防止储丝筒转动时将摇柄电出伤人。

装卸电极丝时，注意防止电极线扎手。

换卜-来的废丝要放在元宝的窗口内，防止混入电路和走丝系统屮造成电器短路、触电和断丝等事故。

注意防止因丝筒惯性造成断丝及传动件碰撞。

为此，停机时，要在储丝筒刚换向后再尽快按下停止按钮。

4、正式加工工件Z前，应确认工件位置已安装疋确，防止碰撞线架和因超程撞坏丝杆、螺母等传动部件。

5、尽量消除工件的残余应力，防止切割过程中工件爆炸伤人。

加工之前应安装好防护罩。

6、机床附近不得放置易燃、易爆物品，防止因工作液一时供应不足产牛的放电火花引起事故。

7、在检修机床、机床元件、脉冲电源、控制系统时，应注总适当地切断电源，防止触电和损坏电路元件。

8、定期检查机床的保护接地是否可靠，注意各部件是否漏电，尽量釆用触电开关。

合上加工电源手，不可用手或手持导电工具同时接触脉冲的两输出端（床身与工件），以防触电。

9、禁止用湿手按开关或接触电器部分。

防止工作液等导电物进入电器部分，一旦发牛因电器短路造成时，应首先切断电源，立即用四氯化碳等合适的灭火器灭火，不准用水救火。

10、停机时，应先停高频脉冲电源，后停工作液，让电极运行一段时间，并等储丝筒反向后再停走丝。

工作结束后，关掉总电源，擦净工作台及夹具，并润滑机床。

二、线切割机床操作准备

1、熟悉3B榕式编程方法。

2、检杳脉冲电源、控制台接线、各按钮位置是否正常。

3、检查线切割机床的电极丝是否都落入导轮槽内，馈电块是否与电极丝有效接触，铃I丝松紧是否适当。

4、检杳行程撞块是否在两行程开关之间的区域内，冷却液管是否通畅。

5、用汕枪给工作台导轮副、齿轮副、丝杠螺母及贮丝机构加汕（HJ-30机械汕），线架导轮加HJ-5高速机械油。

6：

开机前确定机，机床处于下列状态：

电柜门必须关严，丝筒行程撞块不能压住行程开关,急停按钮处于复位的状态。

如未绕丝开机刚应该使断机开关处于位。

7：

安装工件，电极丝接脉冲电源输岀负极，工件接脉冲电源输岀正极。

三：

线切割机床的操作:

1：

在控制台（SNC-1控制台）输入程序加工工序。

键盘程序输入：

GOOD—输入（显示P）…段号■…按B…数字健…■按B—・数字健■…按B—数字健…■按B-一按B…数字健…■按B…oooooooo结束按GOOD（出现E）。

2：

开机：

先启动丝筒电机，启动冷却液。

3：

；加工：

一般加工流程：

GOOD——加工（显示p）——数字健—高频—…进给一__机床——加工运X?

：

-—END-—GOOD.o在实验指导老师的指导下，调整切削参数：

脉冲宽度。

脉冲间隔。

功率。

进给速度。

（1）：

短路回退操作：

暂停…一短退（显示H）-加工（显示V）加工

（2）：

断丝回退操作：

暂停…一断退———显示GOOD.

切削加工中注意观察机床是否有界常的情况出现。

5：

切切割完毕后将工件台停留在中位，按正确的顺序关闭电源，将工件，夹件擦试后指定的位置。

清除切宵，擦试机床，保证工作台面和机身的清洁。

四：

线切割机床的工件装夹：

线切割机床工件装夹的一般耍求：

工件装夹的形式对加工精度冇直接的影响。

电火花线切割机床的夹件比较简单，一般地是在线线切割机床通川夹件上采用压板螺钉固定工件。

为了适应各种形状的加工耍求，还可以使用磁性夹件，旋转夹件，或者专用夹件等。

工件装夹的一般要求：

（1）:

工件在基准面应该清洁无毛刺，经热处理的工件。

在穿丝孔内及扩孔的台阶处，要求清洁热处理的多余的废物和氧化皮。

（2）：

夹具应该具有必要的精度，将具稳定的固定要工作台上，拧紧螺丝时用力耍均匀。

（3）：

工件装夹时候的位置应该有种于工件的找正。

并应该与机床行程相适M工件台移动时候工件不得与线架冇接触。

（4）：

对工件的夹紧力耍均匀，不得使工件变形或者是移位。

（5）：

大批零件加工时，最好采用专用的夹具，以提高生产的效率。

（6）；细小，精密，薄壁的工件应该固定在不易变形的辅助夹具上。

2：

常用夹具的名称，规格，的用途：

（1）：

压板夹具压板夹具主工用天固定平板状的工件，对于稍大的工件要成对的使

用。

夹具上如有定位基准面，刚加工前应该预先用划针或百分农将其夹具定位基准面与工作台对应的导轨校止平行，这样在加工批量工件的时候比较方便。

因为切割型腔的划线一般是以模板的某一部份面为基准面的。

夹具的基准面与夹具的底面的距离是有要求的，夹

具成对使用时两件基准面的高度一定要相等，否则切割出来的型腔工件与工件的端面不相直，造成废品。

在夹具上加工出来的V形件的基准刚可以用以夹持轴类零件

（b）

图2-1磁性夹具基木原理

上工作台

图2—2分度夹具

（2）：

磁性夹具采用磁性夹具工作台或磁性表座夹持工件，不需要压板和螺钉，以操作方便快速，定位后不会因为压紧而变形和变动。

如图2-1所示。

耍注意保护上述两类夹具的等高性。

夹具的绝缘性也应该经常的检杳和测试同，因为有时绝缘体受绝缘电阻减注,影响正常的切割。

（3）：

分度夹具分度夹具如图所示：

是根据加工电机转子，定子等多型孔的旋转形工件设计的，可保证高的分度梢度。

近年來因为微机控制器的及自动骗程机対加工图形具有对.称旋转等功能，所以分度夹具用得比较少。

五：

工件的找正：

当拿到一•张图纸的时候，或者一个工件的时候，如何装夹。

找正切割才能既省事乂能达到鮫好的效果呢？

每台机床都配备的有一些磁性夹具，而口磁性夹具的相直基准而都是已校正好的，刚要求线切割加工的方形工件一般都得用平磨磨削上下而及侧而用为基准而。

该基准面是各道工序加工的共同基准，线切割时用它靠紧夹具基准面，既省打表，乂省划线,也有的方形工件需耍磨削更多的侧面直面，甚至得魔六面。

找正的方法有划线按棊准面和按孔找正的方法具体的分析方法如下：

按划线找正：

（1）:

线切割加工的型腔的位置和其它的他已成型的型腔位置要求不严格时，可靠紧基而后。

穿丝可按划线定位。

（2）：

同一工件上型孔Z间相互位置耍求，但与外形耍求不严，又都是只用线切割一道工序加工时，也可按基血靠紧，按划线定位、穿丝，切割一个型孔后卸线，走一段规定的距离，再穿丝切第二个型孔，如此重复，直至加工完毕。

2.按基木孔或已成型孔找正：

（1）按已成型的孔找正。

当线切割型孔位置与外型要求不严，但与工件他工艺已成型的型咗位置要求严时，可靠紧基面后按车工内型型孔找正后走步距再加工。

（2）按基准孔找正。

线切割加工工件较大，但切割型孔总的行程未超过机床行程。

又要求按外型找正时，可按外形尺寸做出基准孔，线切割时按基面靠直后再按基准孔定位。

3.按外形找正。

当线切割型孔位宜与外形较严时，可按外形尺寸來定位。

此时最少要磨出侧垂直基面，有的甚至耍懈六面。

圆形工件通常要求圆柱面和端面垂直。

这样。

靠圆柱血即可定位。

当切割型孔在中心且与外形同轴度要求不严。

乂无方向性时，可直接穿丝，然后用刚尺比一下外形，丝在中间即可。

若与外形同轴度虽耍求不严但有方向性时。

当基准孔无法磨时（如很小）也可按线仔细找正。

按外形找正有两种，一是肓接按外形找正，二是按工件外形配做一胎具，找正胎具外形，工件固定好后即可加工。

六、工艺参数选择

1.合理选择电参数

（1）要求切割速度吋：

当脉冲电源的空载电压高、短路电流大、脉冲宽度大时候，则切割速度高。

但是切割速度和表面粗糙度的要求是互相矛盾的两个切割速度好受到间隙消点离的限制，也就是说，脉冲间隔也要适宜。

（2）要求表血粗糙度好时：

若切割的工件厚度在80mm也内，则选用分组波的脉冲电源为好，它与同样能量的距离形波脉冲电源相比，在相同的切割速度条件下、可以获得较好的表而粗糙度。

无论是巨形波还是分组波，七单个脉冲能量小，字Ra值小。

也就是说，脉冲宽度小、脉冲间隔适当、峰值电压底、峰值电流小吋，表面粗糙度较好。

（3）要求电极撕损耗小时：

多选用前阶梯脉冲波形或脉冲丽沿上升缓慢的波形，由于这种波形电流的上升率底，故可以见效丝损。

（4）要求切割厚工件时；选用矩形波、高电压、人电流、人脉冲宽度和人的脉冲I'可隔可充分消电离，从而保证加工的稳定性。

若加工模具厚度为20~60mm,表面粗糙度R。

值为1.6~3.2um,脉冲电源的点参数可在如下范围内选取：

脉冲宽度4-20us

脉冲幅值60~80v功率管数3〜〜6个

加工电流0.8〜2A

切割速度约为15~40mm2/min

选择上述的下限数，表而粗糙度为Ra=1.6um,随着参数的增人，表而粗糙度增值Ra:

3・2um。

加工铺工件和试切样板吋，点参数应取小些，否则会使放电间隙的增大。

加工厚工件如（模）时，电参数应适当的収大些，否则会使加工不稳定，模貝质量下降。

2：

合理调整进给速度的方法：

整个进给控制电路冇多个调整环节，其中大都安装在机床控制械中内部，出厂时已调整好一般不应该再应运：

另有一个调节旋转的按钮钏安装在控制台操作面板上，操作工人可以根据工件的材料，厚度及加工的规则等來调节此按钮，以改变进给速度。

不是以为进给的电路能自动跟踪工件的余量速度并始终维持某一放电间隔（即不会开路不走或者短路闷死）便错误的认为加工时可不必或可随便调节进给量，。

实际上某一具体加工条件下只存在一个相应的最佳的进给虽，此时钳丝的进给速度恰好等于工件实际可能的最人销除速度。

如果人们设置的进给速度小于工件实际可能的蚀除速度（称欠跟踪或欠进给）则加工状态偏开路，无形中降底了和产效率：

如果设置好的进给速度大于工件实际可能的蚀除速度（过跟踪或过进给）则加工状态偏短路，实际进给和切割速度反而也奖下降，而且啬了短路和断丝和短路闷死的状态的危险。

因此合理调节变频进给，使其达到较好的加工状态是很重要的。

用电流表观察的方法调整进给速度：

利用电压表和电流表以及用示波器等來观察加工状态。

使之处于一•种较好的状态，实质上也是一种调节合理的进给速度的方法。

现在介绍一种用电流表根据工作电流和短路电流的比值来更快速有效的调节最佳进给速度的方法。

根据工人长期操作和实践并经理论推导证明，用矩形波脉冲电源进行线切割加工时，无论工件材料厚度规准大小，只是调节进难旋转按钮，把加工电流（即电流表上指示出平均电流）调节到大概等于短路电流（即脉冲电源短路时候表上指示的电流）的70%——80%就可以保证最佳工作状态，即此时进给速度最合理，加工最稳定，切割速度最高。

第三部分编制线切割加工程序

一、前言

编制加工程序是在分析消化零件图纸的工艺文件等技术文件的基础之后进行的。

编写程序时要依据工艺文件确定加工方法、加工路线和切削用量等工艺参数和零件图，算出编写所需数据，如零件形状各儿何尺寸的坐标数值等，结合机床所配数控系统，按照加工过程的要求，选择适当的指令逐步编写程序，程序一定要按照程序结构要求编写。

二、目标

通过本项技能实训后具备以下能力

1.初步具备根据零件图计算编程数据能力；

2.初步具备数控线切割机床手工编程能力；

3.具备将程序输入数控线切割机床数控系统的能力

三、学习活动

参加卜•列学习活动可以帮助学生掌握相关技能

1.学习《数控机床》和实训指导帖中冇关的编程的内容

2.完成指定零件的数控编程。

如果学生希望参加其它学习活动，可以同指导教师商量，山老师帮助学生决定是否参加其它学习活动。

四、资源

指导教师：

《数控机床》老师，牛产实训中心技术员。

出版资料：

《数控机床》教材，工艺标准（国家标准和行业标准）。

生产实训中心资料：

在线零件图纸，工艺技术文件，实训指导书。

五、绩效评估

运用以下方法测定学生对该项技能掌握程度：

编写零件加工程序。

教学资料

线切割程序格式冇3B、4B、5B、IS0和EIA等，使用最多的是3B格式，为了国际接轨，目前有的厂家也使用ISO代码。

一、3B程序格式及编写3B程序的方法

3B程序格式如表1所示。

表中的B叫分隔符号，它在程序单上起着把X、Y、J数值分隔开的作用。

当程序输入控制器时。

读入第一个B后，它使控制器做好接受X坐标值的准备，读入笫二个B后做好接受Y处标值的准备，读入第三个B后做好接受J值的准备。

加工圆弧时，程序中的X、Y必须是圆弧起点对其圆心的坐标值，加工斜线时，程序中的X、Y必须是该斜线段终点对其起点的坐标值，斜线段程序中的X、Y值允许把它们重合的线段，在其程序中的X或Y值，均不必写出0。

X坐标值

Y坐标值

计数长度

计数方向

加工指令

1.计数方向G和计数长度J

为了保证所要加工的I员I弧或线段能按要求的长度加工出來，一般线切割机床是通过控制从起点到终点某个拖板进给的长度来达到目的。

因此在计算机屮设立一个J计数器进行计数。

既将加工该线段的拖板进给总长度J数值。

预先置入J计数器屮。

加工时当被确定为计数长度这个坐标的拖板每进给一步，J计数器就减1。

这样，当J计数器减到零时，则表示认该圆弧或直线段已加工到终点。

在X和Y两个坐标中用哪个坐标做计数长度J呢？

这个计数方向的选择要依图形的特点而定。

加工斜线段时，必须用进给距离比较长的一个方向作进给氏度控制。

若线段的终点为A（XE,YE）,当YE>XE吋，计数方向取GY,如图3-1,当YE

从这个观点来考虑，I、III、象限应取Gy,ILIV象限应取Gx,才能保证加工到终点。

圆弧计数方向的选取，应看圆弧终点的悄况而定，从理论上来分析，应该是当加工圆弧达到终点时，走最后一步的是坐标，就应选该坐标作计数方向；

也可以45°线为界（如图2-4）,若圆弧坐标为B（Xe,Ye）,当Ye>Xe时，即终点在阴影区内，计数方向取Gx,当Ye

图3-3斜线段计数方向的选取

图3・4圆弧计数方向的选収

（2）计数长度J的确定

当计数方向确定后，计数长度J应取计数方向从起点到终点拖板移动的总距离，即圆弧或直线段在计数方向坐标轴上投彩长度的总和。

对于斜线，如图3-1取J=Y,力2-2取J=X,即可。

对于圆弧，它可能跨越儿个象限，如图3・5和图3・6的圆弧都是从A加工到B。

图3・5为Gx,J=Jx+Jy;图3-6为Gy,J=Jyl+Jy2+Jy3.

图3-5跨越两个象限

2、加工指令Z。

Z是加工指令（见图3-7）的总括代号,它共分12种。

其中圆弧加工指令有8种。

L2、

卩2

NR2X-

\NR1

、

J）

丿厂

SR3\^

NR3\^

L3/

“4

图3-7加工指令

SR表示顺圆，NR表示逆圆，字母后血的数字表示该圆弧的起点所在象限，如SR1表示顺圆弧，其起点在第一彖限。

对于直线段的加工指令用L表示，L后而的数字表示该线段所在的象限。

对于与坐标轴重合的宜线段，正X轴为L1,正Y轴为L2,负X轴为L3,负Y轴为L4.

二.编程实例

在程序中X、Y和J的值用微米表示。

例1加工图3-8所示的斜线段，终点A的处标为x=17mm,y=5mm.其程序为在斜线段的程序中X和Y值可按比例缩小同样倍数，故该程序可简化为

B17B5B17000GxLl

例2加工图3・9所示与正Y轴重合的直线段，长为22.4mm,其程序为

BBB22400GyL4

在与坐标轴重合的程序屮，X或Y的数值即使不为零，也不必写出

图3-8加工斜线

22.4

图3-9加工与Y轴重合的直线

例3:

实际编程吋，通常不是编工件轮廓线的程序，应该编加工切割吋电极丝中心所走的轨迹的程序，即还应该考虑电极线的半径与电极丝和工件间的放电间隙。

但对有间隙补偿功能的线切割机床，可直接按图形编程，其间隙补偿量可在加工时置入。

例4:

加工菌3・11所示工件，编写线切割加工程序。

例5加工图3—12所示工件，编写线切割加工程序。

4.（-8.817,12.35）

9.（3.368,-4.635）

各点、坐标值；1.（5.449,1.771）2.（8.817,12.135）3.（0,5.792）

5.（5449,1.771）6.（-14.266,-4.635）7.（-3.368,-4.635）8.（0,-15）

10.（14.266,4635）

加工程序：

B5000

GxL3

B8817

B6046

B8817

GxL2

B3368

B10364

GyLl

B8817

B6406

B8817

GxL3

B8817

B6406

B8817

GxL2

B3368

B10364

GyL4

B8817

B6406

B8817

GxL3

B10898

GxLl

B3368

B10365

GyL4

B3368

B10365

GyLl

B10898

GxLl

B5000

GxLlDD

第四部分机床维护

一、HIJ5

机床维护是指在使用数控设备加工零件前后对设备的维护和保养，在加工前应按照使用手册的要求对设备进行必要的加油，空运行等必要的维护；在加工完成后要求对设备进行清理和擦拭。

机床维护是保持机床粕度并正常运行的必要措施，是延长机床使用寿命的有郊手段；机床维护还是文明生产的重要内容。

二、目标

通过本项技能实训后应具有以下能力：

正确维护和保养数控设备的能力

三、学习活动

参加下列学习活动可以帮助学生掌握相关技能：

1.学习（数控机床）和实训指导书屮的相关章节，工件图纸、技术资料的相关内容;

2.使用前对机床进行维护；

3.使用后对机床进行清理、擦拭和保养。

如果学生希望参加其它学习活动，可以同指导教帅

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