《特種加工技術》PPT課件

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1、電火花加工步驟分析圖紙選擇加工方法準備電極電極裝夾工件準備工件裝夾校正定位加工參數(shù)的選擇電參數(shù) 非電參數(shù)脈沖寬度 沖油方式脈沖間隔 沖油壓力峰值電流 液面高度加工檢驗 電火花加工方法電火花穿孔加工沖裁模具的凹模 凹模的尺寸由工具電極來保證 L2L1 SL 凹模的尺寸為L2，工具電極相應的尺寸為L1單邊火花間隙值為SL，則 L2=L1+2SL 電火花穿孔加工凹模方法介紹間接法優(yōu)點缺點凸模和凹模的配合間隙與放電間隙無關電極與凸模分開制造配合間隙難以保證均勻直接法優(yōu)點缺點獲得均勻的配合間隙模具質量高加工過程很不穩(wěn)定尺寸較長混合法電極一定要粘結在沖頭的非刃口端注意階梯工具電極加工法 工件(凹模)工具電

2、極主軸頭 (a) 加工前 工件(凹模)工具電極主軸頭 (b) 加工后 工件(凹模)凸模(另制)主軸頭 (c) 配制凸模 凸模與加工凹模用的電極分開制造首先根據(jù)凹模尺寸設計電極制造電極，進行凹模加工根據(jù)間隙要求來配制凸模 返回 直接法適合于加工沖模是指將凸模長度適當增加，先作為電極加工凹模將端部損耗的部分去除直接成為凸模 工件(凹模)工具電極(沖頭)主軸頭 (a) 加工前 工件(凹模)主軸頭 (b) 加工后 工件(凹模)主軸頭(c) 切除損耗部分凸模刃口工具電極(沖頭) 切除部分工具電極(沖頭) 凸模刃口返回 將電火花加工性能良好的電極材料與沖頭材料粘結在一起反打正用”的方法實行加工 工件(凹模

3、)工具電極(紫銅)主軸頭 (a) 加工前 工件(凹模)主軸頭 (b) 加工后 工件(凹模)主軸頭(c) 切除損耗部分凸模刃口 切除部分(紫銅電極) 凸模刃口凸模(沖頭) 凸模(沖頭)返回 (1) 無預孔或加工余量較大時，可以將工具電極制作為階梯狀將工具電極分為兩段粗加工段精加工段特點特點縮小了尺寸的粗加工段保持凸模尺寸的精加工段 (2) 在加工小間隙、無間隙的冷沖模具時，配合間隙小于最小的電火花加工放電間隙將凸模做成階梯狀 電火花成型方法介紹單工具電極直接成型法先用低損耗電規(guī)準進行粗加工，然后用平動頭使工具電極做圓周平行移動多電極更換法 采用幾個不同尺寸的工具電極完成一個型腔的粗、中、精加工分

4、解電極加工法 根據(jù)型腔的幾何形狀把電極分解成主型腔電極和副型腔電極，分別制造手動側壁修光法 分解電極加工法 (a) d (b) (c) (d) (e)側壁輪流修光法示意圖 電火花加工準備工作包括：1.電極材料選擇2.電極設計3.電極制造電極結構形式電極的尺寸電極的排氣孔和沖油孔垂直尺寸水平尺寸舉例舉例舉例 電極結構形式1.整體電極電極柄 減輕孔電極沖油孔(a) (b) 2.組合電極校正棒電極連接桿01.0 03.0 10 3.鑲拼式電極返回 工件(凹模)主軸頭 (a)工具電極 L3L2L1 (b) L1 (c) L1L2L夾具電極工件L1為凹模板挖孔部分長度尺寸L2為電火花加工部分L3為電極加

5、工中端面損耗部分L為型腔的有效高度L1為增加的高度L2為電極加工中端面損耗部分返回 (2) 水平尺寸電極的水平尺寸是指與機床主軸軸線相垂直的橫截面尺寸a1 a2 a3r1 (a) 型腔A1A2 A3R1 R2 r 2(b) 電極電極的水平尺寸可用下式確定：a=AKb A型腔的水平方向的尺寸K與型腔尺寸標注法有關的系數(shù)b電極單邊縮放量 號和K值的具體含義A4 A3a3a4a5A5A6 a6bA2 a2 a1 A1當圖中型腔尺寸完全標注在邊界上K取2 a2=A2-2b如：一端以中心線或非邊界線為基準K取1如：a3=A3-ba5=A5-ba6=A6+b型腔中心線之間的位置尺寸角度值和某些特殊尺寸K取

6、0如：a1=A1a4=A4 習題講解 返回 電極的排氣孔和沖油孔電火花成型加工時，型腔一般均為盲孔，排氣、排屑條件較為困難，這直接影響加工效率與穩(wěn)定性原因解決方案大、中型腔加工電極都設計有排氣、沖油孔原則開孔的位置應盡量保證沖液均勻和氣體易于排出 電蝕產(chǎn)物的排除1) 電極沖油2) 工件沖油型腔電加工最常用的方法穿孔電加工最常用的方法沖油 抽油工件抽油常用于穿孔加工抽油時要使放電時產(chǎn)生的氣體(大多是易燃氣體)及時排放，不能積聚在加工區(qū)，否則會引起“放炮”?！俺橛偷呐判夹Ч蝗鐩_油好。 在實際設計中要注意事項（1）便于排氣，經(jīng)常將沖油孔或排氣孔上端直徑加大（2）氣孔盡量開在蝕除面積較大以及電極端部

7、凹入的位置 （3）沖油孔要盡量開在不易排屑的拐角、窄縫處（4）排氣孔和沖油孔的直徑約為平動量的12倍，一般取11.5 mm (5) 盡可能避免沖液孔在加工后留下的柱芯 電極的制造切削加工線切割加工電鑄加工 (b)(a)主要用來制作大尺寸電極 電極裝夾小型的整體式電極標準套筒鉆夾頭裝夾 尺寸較大的電極將電極通過螺紋連接直接裝夾在夾具上 電極的校正 電極裝夾好后必須進行校正才能加工，不僅要調節(jié)電極與工件基準面垂直，而且需在水平面內調節(jié)、轉動一個角度，使工具電極的截面形狀與將要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致校正方法(1)根據(jù)電極的側基準面，采用千分表找正電極的垂直度 (2) 電極上無側面基準時，

8、將電極上端面作輔助基準找正電極的垂直度 工件的固定 工件常用壓板、磁性吸盤虎鉗等來固定在機床工作臺上,多數(shù)用百分表來校正使工件的基準面分別與機床的X、Y軸平行。 墊鐵 工件吸盤 機床工作臺(a) 用壓板固定工件 (b) 用吸盤固定工件 磁性吸盤X Y工件 百分表架主軸頭工件的固定工件的校正 電極的相對定位 電極相對于工件定位是指將已安裝校正好的電極對準工件上的加工位置，以保證加工的孔或型腔在凹模上的位置精度習慣上將電極相對于工件的定位過程稱為找正如何實現(xiàn)電極相對于工件的定位的找正？答案接觸感知功能 電極相對于工件定位XYX Y 電極 利用數(shù)控電火花成型機床的MDI功能手動操作實現(xiàn)電極定位 C代

9、碼和H代碼介紹C*：加工條件代碼 從C000到C999共有1000個條件代碼，其中C000到C099為用戶使用區(qū)，其余為機床內部使用。每個條件代碼都代表一組 放電參數(shù)H*：變量代碼。 從H000到H999共1000個，可進行賦值，也可進行運算 例如： H970=10.000;H980=1.000； H000=5.000+2H001注意: H代碼不能直接跟在運動指令后需與一個具體的數(shù)值后運算后才有效例如：H980=1.000 G00Z0+H980；（不能寫成G00Z H980） 程序結構 例:用C109、C106二個條件加工一個5mm深的孔，加工深度分別 4.8、4.95mm，編一個加工程序，不

10、要求修光側面。 按一般格式編制如下： G54 G90 G92 X0 Y0 Z1.0；（選工作座標，設加工起點。）G30 Z+；（指定抬刀方向。）G00 Z0.5；（快速定位電極至工件表面0.5 mm的地方。）C109；（選取加工條件。）G01 Z-4.8；（沿Z負方向加工4.8mm深。）M05 G00 Z0.5；（忽略感知、快速抬起電極至距工件表面0.5mm的高度。）C106；（換加工條件為C106。） G01 Z-4.95；（換條件后向下加深一點深度。） M05 G00Z1.0； （忽略感知、快速抬起電極至距工件表面0.5mm的高度。）M02；（程序結束。）帶平動的加工程序 上述加工若還要修

11、光側面，則在換條件后要帶平動加工 G54 G90 ；(G92 X0 Y0 Z1.0設起點指令為了安全起見一般不寫）G30 Z+； H970=5.0；（H970一般用來代表理論加工深度。）H980=1.0；（H980一般用來代表電極換加工條件時抬起的高度） G00 Z0+H980； （不管電極加工前距工件表面多高，均先快速定位至H980指定的高度。） G00 Z0.5； C109；（選用加工條件。） G01 Z0.2-H970； （沿Z方向向下加工，加工深度為理論深度扣除一個0.2的間隙。）M05 G00 Z0+H980 （以忽略感知的方式快速抬至距工件表面1mm的地方。） G00 Z0.5;C

12、106 LN001 STEP0150;G01 Z0.05-H970;M05 G00 Z0+H980; 圖4-50 單電極加工時的加工條件及加工圖形電極工件 9.40.0110.00.015.00.01 (加工深度) 加工程序：H0000=+00005000; /加工深度N0000;G00G90G54XYZl.0/加工開始位置，Z軸距工件表面距離為1.0 mmG24; /高速躍動G01 C170 LN002 STEPl0 Z330-H000 M04/以C170條件加工至距離底面0.33 mmM04 然后返回加工開始位置 搖動加工LN STEP 搖動幅度(半徑)的大小，4位數(shù)，單位為m搖動幅度，其

13、后為4位數(shù)(搖動半徑)02：搖動加工的伺服方式02：搖動運動的所在平面05：搖動軌跡形狀 無搖動 XY平面 000 001 002 003 004 005 XZ平面 010 011 012 013 014 015 自由搖動 YZ平面 020 021 022 023 024 025 XY平面 100 101 102 103 104 105 XZ平面 110 111 112 113 114 115 步進搖動 YZ平面 120 121 122 123 124 125 XY平面 200 201 202 203 204 205 XZ平面 210 211 212 213 214 215 鎖定搖動 YZ平面

14、 220 221 222 223 224 225 搖動軌跡 類型 所在 平面 返回 例4.3 兩個電極的精、 粗加工(本實例所用機床為SodickA3R，其控制電源為Excellence XI)電極 工件 9.40.0110.00.015.00.01 (加工深度) (粗加工電極)9.80.01(精加工電極) 按以下要求編一加工程序，采用自由圓平動，符合自動編程格式。 沿Z-方向加工一10mm深的型腔，分別用C130、C128、C126加工，深度方向留量和平動量分別為：C130深度留量0.23mm、平動量為0； C128深度留量0.14mm、平動量為0.12mm； C126深度留量0.03mm、

15、平動量為0.2mm； 適合于機械加工方法難于加工的材料的加工，如淬火鋼、硬質合金、耐熱合金等。以金屬線為工具電極，節(jié)約了電極設計和制造費用和時間，沖模加工的凸凹模間隙可以任意調節(jié) 優(yōu)點電火花線切割加工的特點缺點被加工材料必須導電 不能加工盲孔 電火花線切割加工的應用實例各種零件的加工冷沖凸模的加工棱錐體形件多孔窄縫加工 線切割加工工藝過程 分 析 圖 紙 電 極 絲 準 備 上 絲 垂直度校核 工 件 準 備 打穿絲孔 工件裝夾 編 程 工 藝 分 析 選擇工藝基準 確定切割路線 編寫加工程序 電 極 絲 定 位 加 工 檢 驗 加 工 時 間 加 工 精 度 表面粗糙度 準備工作環(huán)節(jié) 電火花

16、線切割加工工藝規(guī)律主要工藝指標（評價加工效果的依據(jù)）切割速度加工精度表面粗糙度電極絲損耗量用單位時間內切除的面積表示 電參數(shù)對工藝指標的影響極性加工速度提高表面粗糙度值增大電極損耗增大加工精度下降同峰值電流切割速度提高表面粗糙度稍有增大正極性加工放電峰值電流脈沖寬度脈沖間隔 如何合理選取電參數(shù)加工精密小零件時：精度和表面粗糙度是主要的指標加工速度是次要指標選取原則：滿足尺寸精度高和表面粗糙度好的要求加工中，大型零件時：精度和表面粗糙度要求可以低一些盡量獲得高的加工速度不管加工對象和要求如何，都要合理選擇脈沖間隔 非電參數(shù)對工藝指標的影響電極絲運動方法電極絲選擇電極絲直徑走絲速度廣泛使用鉬絲大電

17、極絲加工速度高小電極絲可得到較小半徑的內夾角機床操作說明書 線切割加工準備工作包括：1.電極絲的穿絲2.電極絲垂直找正3.工件的裝夾4.工件的找正利用找正塊用校正器 圖6-21 用火花法校正電極絲垂直度z x(u)(a) 找正塊 (b) 垂直度較好 (c) 垂直度較差(右傾) (d) 垂直度較差(左傾)利用找正塊返回 圖6-22 垂直度校正器 1 2 31導線；2觸點；3指示燈用校正器返回 懸臂支撐方式懸臂支撐方式裝夾方便、通用性強，但工件平面與工作臺面找平困難，工件受力時位置易變化。因此，只在工件加工要求低或懸臂部分小的情況下使用。 工件的裝夾方式 兩端支撐方式兩端支撐方式是將工件兩端固定在

18、夾具上。用這種方式裝夾方便、穩(wěn)定，定位精度高。但不適于裝夾較小的工件。 橋式支撐支式是在兩端支撐的夾具上兩塊支撐墊鐵。橋式支撐方式件方便，對大、中、小型工件都適用。 其他裝夾方式 阿奇公司專用夾具及裝夾 圖6-26 3R專用夾具 線切割穿絲孔的作用及設計1.作用(1)對于切割凹?；驇Э椎墓ぜ?，必須先有一個孔用來將 電極絲穿進去，然后才能進行加工。(2) 減小凹?；蚬ぜ诰€切割加工中的變形 (a) (b)裝夾部分 裝夾部分 (c) (d)裝夾部分 裝夾部分 2.穿絲孔的注意事項1)穿絲孔的加工穿絲孔常常用鉆頭直接鉆出來對于材料硬度較高或較厚的工件，用高速電火花加工等方法2) 穿絲孔位置和直徑的選

19、擇 切割凹模時：穿絲孔設在型孔中心 大的型孔切割時：穿絲孔設在靠近加工軌跡的邊角處最小距離一般不小于3mm原因？ 圖6-28 穿絲孔的大小與位置(a) 穿絲孔與加工軌跡太近 (b) 穿絲孔與加工軌跡較遠 (b)(a) 穿絲孔的直徑穿絲孔直接用打孔機來加工操作較為困難先將底部銑削出一個較大的底孔來減小穿絲孔的深度 在同一工件上要切割出兩個以上模孔時，應在相應?？椎奈恢迷O置各自獨立的穿絲孔 數(shù)控電火花線切割加工凸模時，是否加工穿絲孔？答案：原因：是 如果不加工穿絲孔，直接從外部切入，將破壞材料內部殘留應力的平衡狀態(tài)，使材料產(chǎn)生變形，影響加工精度，嚴重的會造型夾絲，斷絲。 5.2 數(shù)控電火花線切割編

20、程5.2.1 3B格式程序編制1程序格式3B無間隙補償?shù)某绦蚋袷饺缦拢築 X B Y B J G Z 分隔符號 X坐標值 分隔符號 Y坐標值 分隔符號 計數(shù)長度 計數(shù)方向 加工指令 B為分隔符作用:將X、Y、J數(shù)碼區(qū)分開來X、Y為坐標值G為加工線段計數(shù)方向確定方法:對于圓弧，坐標原點移至圓心，X、Y為圓弧起點的坐標值。對于直線（斜線），坐標原點移至直線起點，X、Y為終點坐標值選取X方向進給總長度進行計數(shù)，稱為計X，用Gx表示；選取Y方向進給總長度進行計數(shù)，稱為計Y，用Gy表示單位為m， 加工直線時，計數(shù)方向按圖示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(qū)域內則計數(shù)

21、方向取GY若直線終點坐標(Xe，Ye)落在陰影區(qū)域外 則計數(shù)方向取GX(Xe，Ye)落在45o線上？ 加工圓弧時，計數(shù)方向按圖示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(qū)域內則計數(shù)方向取GX若圓弧終點坐標(Xe，Ye)落在陰影區(qū)域外 則計數(shù)方向取GY J為計數(shù)長度計數(shù)長度是指被加工圖形在計數(shù)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(shù)長度應補足六位數(shù)，如計數(shù)長度為1988m，應寫成001988。書P89頁 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(shù)方向取GX計數(shù)長度J為各象限中（？）的圓弧段在X軸上投影長度的總和即J

22、JX1JX2 因|Xe|Ye|，故計數(shù)方向取GYJ為各象限的圓弧段在Y軸上投影長度的總和即JJY1JY2JY3。 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加工方向等信息加工指令共12種 直線加工指令順時針圓弧指令逆時針圓弧指令 b,c,d各圖線段的3B代碼 程序應用舉例例1 加工如圖5.15所示的斜線OA。程序為：B17000 B5000 B017000 GX L1例2 加工如圖5.16所示的直線OA，其長度為21.5 mmBBB021500 GY L2程序為 例3 加工如圖5.17所示的圓弧，加工起點的坐標為 A(5，0)程序為：B5000 BB010000 GY SR2 例5.

23、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)。B707 B707 B001414 GX NR1由于終點恰好在45線上，故也可取GY程序為 B707 B707 B000586 GY NR1；書P92頁 練習例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 B2000 B9000 B025440 GY NR2 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

24、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)，(1)直接按圖形輪廓編程 B0 B0 B010000 GY L2； 引入直線段B0 B0 B040000 GX L1； 直線ABB1 B9 B090000 GY L1； 直線BC B30000 B40000 B060000 GX NR4； 圓弧CDB1 B9 B090000 GY L4； 直線DAB0 B0 B010000 GY L4； 引出直線段D； 停機結束 若考慮線徑補償，設所用鉬絲直徑為0.12 m m，單邊放電間隙為0.01 m m，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，B63 B9930 B009930 GY L2； 引入直線段B0 B0 B040125 GX L1； 直線ABB10011 B90102 B090102 GY L1； 直線BCB30074 B40032 B060148 GX NR4； 圓弧CDB10011 B90102 B090102 GY L4； 直線DA B63 B9930 B009930 GY L4； 引出直線段D； 停機結束