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数控电火花线切割加工实例

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发表于 2010-10-23 18:23:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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x

加工示例

0 u( ^8 H- g2 f6 w6 |2 B

(一)数控快走丝电火花线切割加工示例

: q* E) T# m, z1 |2 b

1.手工编程加工实习

3 @: s+ h8 U; w }3 @8 _9 n% f

(1)实习目的:

7 R+ [: `8 X8 x0 f6 `& l/ X

①掌握简单零件的线切割加工程序的手工编制技能;

4 l$ o7 A. E$ K X0 `4 \

②熟悉ISO代码编程及3B格式编程;

- C6 S/ ] \$ p) ^( Q

③熟悉线切割机床的基本操作。

7 P4 t3 P+ p3 k" p* d1 a8 K& ~

(2)实习要求

* s9 x, ]+ _9 _( ~- G9 q7 p

通过实习,学生能够根据零件的尺寸、精度、工艺等要求,应用ISO代码或3B格式手工编制出线切割加工程序,并且使用线切割机床加工出符合图纸要求的合格零件。

+ f$ S4 m, {- G0 j# }4 c

(3)实习设备

9 X$ ]- Z3 C8 ~: {- `

DK7725E型线切割机床。

# {) X, Y5 A9 R2 y# e9 u

(4)常用ISO编程代码

* N# i+ M+ H; Q9 V a

  G92 X- Y-:以相对坐标方式设定加工坐标起点。

; U4 Z, d" v4 E: S. }; _

    G27 :设定XY/UV平面联动方式。

' F+ H) W% m9 p R) g7 @) a

    G01 X- Y-(U- V-):直线插补。

* H$ N% K8 S4 Y

        X Y:表示在XY平面中以直线起点为坐标原点的终点坐标。

% E% A5 J$ A- p

        U V:表示在UV平面中以直线起点为坐标原点的终点坐标。

, g+ n, c# k; W& o7 K

    G02 X- Y- I- J-

; n' z: W; Y; I

    G02 U- V- I- J-:顺圆插补指令。

( |7 L- y3 I2 m$ O/ o& p7 b

    G03 X- Y- I- J-:逆圆插补指令。

$ Z `7 @, a' t: }0 k* ~0 @

以上G02、G03中是以圆弧起点为坐标原点,X、Y(U、V)表示终点坐标,I、J表示圆心坐标。

. Y4 R# ]: @/ O& f. I6 x3 L

    M00 :暂停。

% C0 O$ l5 X6 F. Y1 o

    M02 :程序结束。

+ J7 L* {- n9 R5 G) ]

(5)3B程序格式

0 |4 M" X7 b) k+ e" {

    B X B Y B J G Z                                         

6 `# N" ~; x3 w3 p7 v B6 Q

    B:分隔符号;X:X坐标值;Y:Y坐标值;                                              

" u, M( l! D$ J5 p& }& M8 O2 ~

    J:计数长度;G:计数方向;Z:加工指令。

$ @# `( t2 z) q3 X

(6)加工实例

+ \8 | Y* W1 K

! j. |, |1 t: J: V

图1  零件一

4 c5 B+ I& k0 {5 Z9 A

①工艺分析:

' p; ]9 w; M3 `7 @% K3 w( q

加工如图1所示零件外形,毛坯尺寸为60×60mm,对刀位置必须设在毛坯之外,以图中G点坐标(-20,-10)作为起刀点,A点坐标(-10,-10)作为起割点。为了便于计算,编程时不考虑钼丝半径补偿值。逆时钟方向走刀。

- J; b; }0 w+ e4 Y" I: t5 y

②ISO程序:

0 v8 l* S( S, ~8 Q

程序                          注解

% S _" ]! R' G4 V3 q& z3 g

G92 X-20000 Y-10000            以O点为原点建立工件坐标系,起刀点坐标为(-20,-10);

+ c4 a3 B# y# y) d$ y: M) u% \: A8 W

G01 X10000 Y0                从G点走到A点,A点为起割点;

) P4 O( z: \6 }! I, x! K

G01 X40000 Y0                从A点到B点;    

/ i5 o D/ V3 h, G( R' o

G03 X0 Y20000 I0 J10000   从B点到C点;  

* ^+ A) P. l H2 R" O) Y/ A+ N

G01 X-20000 Y0        从C点到D点;

9 j7 { y8 W7 C' R4 Q

G01 X0 Y20000                从D点到E点;

5 y- g! b; E6 P

G03 X-20000 Y0 I-10000 J0  从E点到F点;

& X* G7 K0 w8 U9 u2 N$ b

G01 X0 Y-40000        从F点到A点;

( j# C) h' ^) u+ t8 a, P

G01 X-10000 Y0        从A点回到起刀点G;

6 c, ?4 G# Z' |5 }- H4 W

M00              程序结束。

3 i: h, y {( x( A: d3 V

③ 3B格式程序:

7 B. t1 M8 a, k9 g9 T

程序                            注解

* d4 K9 m* m2 O

B10000 B0 B10000 GX L1          从G点走到A点,A点为起割点;

/ y. d" ^6 K% p6 K& }; \; d

B40000 B0 B40000 GX L1          从A点到B点;

: q' h3 i6 L; ]' h! q( R: `$ H5 o/ ?

B0 B10000 B20000 GX NR4         从B点到C点;

/ \8 g5 J. x' I! d

B20000 B0 B20000 GX L3          从C点到D点;

) y4 P. J3 F. [5 o( g

B0 B20000 B20000 GY L2          从D点到E点;

5 ^" v3 H$ i3 U4 f, S% d& t

B10000 B0 B20000 GY NR4         从E点到F点;

* S; r" O8 S. { q q

B0 B40000 B40000 GY L4          从F点到A点;

5 W$ y) [( T: i9 w

B10000 B0 B10000 GX L3          从A点回到起刀点G

' L ^) M* A) e9 S8 R T/ ]. ~

D                               程序结束。

9 {4 @$ x0 X+ j0 E) m% k6 t# a

④加工:

- E5 @* u0 I0 ]5 N) K

按第三节中所述的机床操作步骤进行。

' E0 F% T* `' |( L, \

2.自动编程加工实习

& O: A. _5 f1 G$ n) O8 r

(1)实习目的及要求:

4 o5 p3 C, |' p! z2 l: |

①熟悉CNC-10A编程系统的绘画功能及图形编辑功能;

! x. v* B! \! Z) |, _

②熟悉CNC-10A编程系统的自动编程功能;

) { j4 n4 n- N# Z

③掌握CNC-10A控制系统的各种功能。

& z1 G+ U- E3 }& Z- Q. Q2 J7 i

(2)实习设备:DK7725E型线切割机床及CNC-10A控制、编程系统。

) O0 B4 Q+ I ~. g. V8 U9 Q: \

8 d* ]7 K6 E% _/ P- }7 m& T

图2  零件二

$ A1 f1 r* O7 u7 j7 n

(3)加工实例:

' C6 }1 N2 N7 s

①工艺分析:加工如图2所示五角星外形,毛坯尺寸为60×60mm,对刀位置必须设在毛坯之外,以图中E点坐标(-10,-10)作为对刀点,O点为起割点,逆时钟方向走刀。

m. C2 \: O5 s8 d

 

0 l( T/ X3 I' c( Y9 Q+ t

图3  “OC”直线参数窗

0 t: O; \7 Y. f. w, C% p& A

②绘画:首先绘出直线“OC”:在图形绘制界面上,鼠标左键轻点直线图标,该图标呈深色,然后将光标移至绘图窗内。此时,屏幕下方提示行内的“光标”位置显示光标当前坐标值。将光标移至坐标原点(注:有些误差无妨,稍后可以修改),按下左键不放,移动光标,即可在屏幕上绘出一条直线,在弹出的参数窗中可对直线参数作进一步修正,如图3。确认无误后按“Yes”退出,完成“OC”直线的输入。

( p1 ~/ R$ i" W" k! \) f0 A: Q* u* Q" D

 

, k/ D v: t2 V* p

图4  “CA”直线参数窗

$ \( ^( E" U2 G3 s) r" _) y. H9 m% x+ Z

绘制“CA”直线:光标依次点取屏幕上“编辑”→“旋转” →“线段复制旋转”。屏幕右上角将显示“中心”(提示选取旋转中心),左下角出现工具包,光标从工具包中移出至绘画窗,则马上变成“田” 形,将光标移至“C”点上(呈‘×’形)轻点左键, 选定旋转中心,此时屏幕右上角又出现提示“转体”,将“田”型光标移到“OC”线段上(光标呈‘手指’形),轻点左键,在弹出的参数设置窗中进行参数设置,如图4,确认无误后按“Yes”键退出,将光标放回工具包,完成“CA”直线输入。 

7 o, ]: g' N! {7 ]0 U- F+ N. b

绘制“DA”直线:其方法与“CA”直线绘制基本相同,旋转中心点为“A”点,旋转体为“CA”直线,参数设置如图5。

" e, n8 _+ A9 {6 p" l$ U

绘制“DB”直线:方法同上。

* g, u, l7 c% A) |# S

绘制“OB”直线:光标点取直线图标,将光标移至B点,光标呈“×”形,拖动光标至O点(呈‘×’形),在弹出的直线参数窗中对参数进行修正,如图6,按“Yes”键完成直线“OB”的输入。

2 s' t# F! K2 w% O. s9 K

 

- x1 ?) Q) i5 g) H2 q

图5 “DA”直线参数窗         图6 “OB”直线参数窗          图7  编程参数窗

+ e% ^6 L/ _& E v( J

图形编辑:光标点取修剪图标,图标呈深色,将剪刀形光标依次移至线段“IH”、“HG”、“GF”、“FJ”、“FI”上,线段呈红色,轻点左键,删除上述五条线段,然后将光标放回工具包。

5 p) H+ o. t! f1 d8 E' i5 V4 Z

倒R5圆角:光标点取圆角图标,将“∠R”形光标分别点取I、H、G、F、J点(光标呈‘×’形),朝倒圆角处拖出光标,在弹出的参数窗中将R值设为5,按回车键退出。

' |* r" M& B$ g- m K3 V

图形清理:由于屏幕显示的误差,图形上可能会有遗留的痕迹而略有模糊。此时,可用光标选择重画图标(图标变深色),并移入绘画窗,系统重新清理、绘制屏幕。

& w' q1 Y" G6 t1 n) N/ o

通过以上操作,即完成了完整图形的输入。然后进行图形存盘。

, g9 ~2 K/ P5 A( Z1 s; T

 

1 D: B" h$ n9 W

图8  路径选择放大窗

' ?# {: D* t- \# t9 t# M

③自动编程:鼠标左键轻点“编程” →“切割编程”,在屏幕左下角出现一丝架形光标,将光标移至屏幕上的对刀点,按下左键不放,拖动光标至起割点(注:有些误差无妨,稍后可以修改),在弹出的参数窗中可对起割点、孔位(对刀点)、补偿量等参数进行设置。其中补偿量与钼丝半径大小、走丝方向、切割方式(割孔还是割外形)以及放电间隙有关,要根据具体情况合理选择,如图7。参数设置好后,按“Yes”确认。

8 S5 ~9 p" u) H6 b; n; M

随后屏幕上将出现一路径选择放大窗,如图8。“路径选择窗”中的三角形红色指示牌处是起割点,上下或左右线段表示工件图形上起割点处的上下或左右各一线段,分别在窗边用序号代表(C表示圆弧,L表示直线,数字表示该线段作出时的序号)。窗中“+”表示放大钮,“-”表示缩小钮,根据需要用光标每点一下就放大或缩小一次。选择路径时,可直接用光标在序号上轻点左键,序号变黑底白字,光标轻点“认可”即完成路径选择。当无法辨别所列的序号表示哪一线段时,可用光标直接指向窗中图形的对应线段上,光标呈手指形,同时出现该线段的序号,轻点左键,它所对应线段的序号自动变黑色。路径选定后光标轻点“认可”,“路径选择窗”即消失,同时火花沿着所选择的路径方向    

. k, Z: v2 {0 r* W7 a8 i

进行模拟切割,到“OK”结束。如工件图形上有交叉路径,火花自动停在交叉处,屏幕上再次弹出“路径选择窗”。同前所述,再选择正确的路径直至“OK”。系统自动把没切割到的线段删除,呈一完整的闭合图形。

* ^4 o# Z& N* ?1 O3 g

火花图符走遍全路径后,屏幕右上角出现“加工开关设定窗”,如图9,其中有5项选择:加工方向、锥度设定、旋转跳步、平移跳步和特殊补偿。

0 e; _. A. D5 g

 

! h2 [& H7 A& H( x& f6 l. h0 g" k

图9  加工开关设定窗

& b, X: V$ W* c" G9 O6 D

加工方向:有左右向两个三角形,分别代表逆/顺时针方向,红底黄色三角为系统自动判断方向。(特别注意:系统自动判断方向一定要和火花模拟的走向一致,否则得到的程序代码上所加的补偿量正负相反)若系统自动判断方向与火花模拟切割的方向相反,可用鼠标键重新设定,将光标移到

3 F( W2 _2 `1 J3 c- ?: ~( K, |

正确的方向位,点一下左键,使之成为红底黄色三角。

2 N# G9 t/ _. T! h

因本例无锥度、跳步和特殊补偿,故不需设置。用光标轻点加工参数设定窗右上角的小方块“口”按钮,退出                                                                                        

/ O. @ [4 f0 I6 t; B# N

参数窗。屏幕右上角显示红色“丝孔”提示,提示用户可对屏幕中的其他图形再次进行穿孔、切割编程。系统将以跳步模的形式对两个以上的图形进行编程。因本例无此要求,可将丝架形光标直接放回屏幕左下角的工具包(用光标轻点工具包图符),完成线切割自动编程。

T$ a% h7 m+ P" v

退出切割编程阶段,系统即把生成的输出图形信息通过软件编译成ISO数控代码(必要时也可编译成3B程序),并在屏幕上用亮白色绘出对应线段。若编码无误,两种绘图的线段应重合(或错开补偿量)。随后屏幕上出现输出菜单。

9 a+ Z$ l+ b: O/ M8 j& k q0 ~& I

菜单中有代码打印、代码显示、代码转换、代码存盘、三维造型和退出。

$ o0 F3 A# F7 m

在此,选择送控制台,将自动生成的程序送到控制台进行加工。至此,一个完整的工件编程过程结束,即可进行实际加工。

! y/ y+ r! l8 @4 v0 M9 y

④加工:按第三节中所述的机床操作步骤进行操作。

u2 l) l+ @" a! Y+ x. q

(二)数控慢走丝电火花线切割加工示例

/ O7 o# c3 ]! ` c( v5 K: {$ B: |

1.零件及加工要求

: o6 B4 X4 `( x

 

% N+ \1 q& _- F6 a2 S

图10  冲裁模凸模                     图11  加工路径

- w: t# W1 P2 j

图10所示为一精密冲裁模的凸模,其厚度为30mm,材料采用SKD-11,零件的公差要求为:基本尺寸有一位小数的,公差为土0.10mm;基本尺寸有两位小数的,公差为土0.02mm;基本尺寸有三位小数的,公差为土0.002mm。

/ A& I3 Z1 [- b) a5 F! ]7 x

2.准备工作

- W$ I6 Q# P- S$ |2 t- W7 L" [, q' F

由于该零件精度较高,主要部分采用慢走丝电火花线切割机床加工,零件在线切割之前就进行了精加工,三个相互垂直的面的加工精度控制得较好,且线切割余量少。加工路径见图11中的实线部分,图中双点划线为毛坯形状。

9 U+ c+ r+ @3 z' K2 H

3.操作步骤及内容

2 v3 q4 k# ~1 E1 w

要达到工件精度要求,必须采用少量、多次切割。加工余量逐次减少,加工精度逐渐提高。从开机到加工结束的具体操作步骤大致如下。

! @0 x1 _" r; t& A: c

(1)合上总电源开关。

/ J0 k$ L1 Z: T. K

(2)按下控制面板上的按钮,启动数控系统及机床。

8 ^' `+ l4 g* R0 r2 i

(3)安装并找正工件。 

5 n" a# Z& h( Y6 |4 X

(4)按机床操作说明书的要求,通过在不同操作模块间的切换,完成生成工件切割的程序,调整电极丝垂直度,将电极丝移至穿丝点等基本操作。

0 ]* d& _8 R8 V; n$ N2 S0 {

(5)选择合适的加工参数,并在加工过程中将各项参数调到最佳适配状态,使加工稳定,达到质量要求。

" T( t+ `! A4 M

(6)切割结束后,取下工件。

" ]" G7 P' v i) }

以上各项步骤视机床不同有的可以省略。

3 ^' S8 g& u4 ]: I( \ ?
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