第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例

第六章 电火花线切割编程、加工工艺及实例
6.1 电火花线切割编程 6.2 线切割加工准备工作 6.3 线切割加工工艺 习题
6.1 电火花线切割编程
▪ 前面讲过线切割加工的具体特点及其线 切割加工的工艺规律，在具体加工中一般 按图6-1所示步骤进行。
▪
分 析图 纸
准 备工 作 环 节
电 极丝 准 备
L
2
B′C′ B 40100 B
0
B 40100 G X
L
1
C′D′ B
0
B 40200 B 40200 G Y
L
2
D′E′ B
0
B
0
B 20200 G X
L
3
E′F′ B 19900 B 100 B
40000 G Y
SR
1
F′G′ B 20200 B
0
B 20200 G X
L
3
G′H′ B
0Fra Baidu bibliotek
B 40200 B 40200 G Y
表6-5 切割轨迹3B程序
OE
B
3900 B
0
B 3900 G X L
1
ED
B 10100 B
0
B 14100 G Y NR
3
DC
B 16950 B
0
B 16950 G X L
1
CB
B
0
B 6100 B 12200 G X NR
4
BA
B 16950 B
0
B 16950 G X L
3
AE
B
8050 B 6100 B 14100 G Y NR
▪ 1) x，y值的确定
▪ 以圆弧的圆心为原点，建立正常的直角 坐标系，x，y表示圆弧起点坐标的绝对值， 单位为μm。如在图6-5(a)中，x=30000， y=40000；在图6-5(b)中， x=40000,y=30000。
J2
Y
J1
A(30 , 40)
B(－ 40 , － 30)
X
由 于 y＜ x G＝ Gy
▪
▪ 如图6-2(a)所示的轨迹形状，请读者 试着写出其x，y值，具体答案可参考表62。(注：在本章图形所标注的尺寸中若无 说明，单位都为mm。)
▪ C
Y
C
C
X
100
A
100
B
A
(a)
(b)
Y A
X (c)
Y B A
X (d)
图6-2 直线轨迹
▪ 2) G的确定
▪ G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。直线编程 的计数方向的选取方法是：以要加工的直线的起点为原点，
Y
L2
L1
Y L2
X
L3
L4
(a)
L3
L1
X
L4
(b)
图6-4 Z的确定
▪ 综上所述，图6-2(b)、(c)、(d)中线段 的3B代码如表6-2所示。
表6-2 3B代码
直线
B
X
B
Y
B
J
G
Z
CA
B
1
B
1
B
100000
Gy
L3
AC
B
1
B
1
B
100000
Gy
L1
BA
B
0
B
0
B
100000
Gx
L3
▪ 2. 圆弧的3B代码编程
1
EO
B
3900 B
0
B 3900 G X L
3
▪ 6.1.2 线切割ISO代码程序编制
▪ 1. ISO代码简介
▪ 同前面介绍过的电火花加工用的ISO代 码一样，线切割代码主要有G指令(即准备 功能指令)、M指令和T指令(即辅助功能指 令)，具体见表6-6。
表6-6 常用的线切割加工指令
代码
功
能
▪
J为计数长度，以μm为单位。以前编程应写满六位数，
不足六位前面补零，现在的机床基本上可以不用补零。
▪ J的取值方法为：由计数方向G确定投影方向，若G=Gx， 则将直线向X轴投影得到长度的绝对值即为J的值；若G=Gy， 则将直线向Y轴投影得到长度的绝对值即为J的值。
▪
4) Z的确定
▪ 加工指令Z按照直线走向和终点的坐标不同可分为L1、 L2、L3、L4，其中与+X轴重合的直线算作L1，与-X轴重合 的直线算作L3，与+Y轴重合的直线算作L2，与-Y轴重合的 直线算作L4，具体可参考图6-4。
G00 快速移动，定位指令
G01 直线插补
G02 顺时针圆弧插补指令
G03 逆时针圆弧插补指令
G04 暂停指令
G17 XOY 平面选择
G18 XOZ 平面选择
G19 YOZ 平面选择
代码
功
能
G84
自动取电极垂直
G90
绝对坐标指令
G91
增量坐标指令
G92
制定坐标原点
M00
暂停指令
M02
程序结束指令
M05
图6-8 线切割切割图形
▪ 解 (1) 分析。现用线切割加工凸模状 的零件图，实际加工中由于钼丝半径和
放电间隙的影响，钼丝中心运行的轨迹 形状如图6-8(b)中虚线所示，即加工轨迹 与零件图相差一个补偿量，补偿量的大 小为在加工中需要注意的是E′F′圆弧的编 程 ， 圆 弧 EF( 如 图 6-8(a) 所 示 ) 与 圆 弧 E′F′(如图6-8(b)所示)有较多不同点，它 们的特点比较如表6-3所示。
▪ 圆弧E′F′首先在第一象限顺时针切割， 故加工指令为SR1。
▪ 由上可知，圆弧E′F′的3B代码为
E′F′ B 19900 B 100 B
40000 G Y
SR
1
▪ (3) 经过上述分析计算，可得轨迹形 状的3B程序，如表6-4所示。
表6-4 切割轨迹3B程序
A′B′ B
0
B
0
B
2900
GY
表6-3 圆弧EF和E′F′特点比较表
起点
圆弧 EF
E
圆弧 E′F′ E′
起点所在象限 X 轴上
第一象限
圆弧首先进入象限 第四象限 第一象限
圆弧经历象限 第二、三象限 第一、二、三、四象限
▪ (2) 计算并编制圆弧E′F′的3B代码。在图6-8(b)中，
最难编制的是圆弧E′F′，其具体计算过程如下：
0000=130000 ▪ 故其3B程序为： ▪ B30000 B40000 B130000 GY NR1 ▪ 对图6-7(b)，起点为B，终点为A， ▪ J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+3
0000=170000 ▪ 故其3B程序为： ▪ B40000 B30000 B170000 GX SR4
▪ 以圆弧E′F′的圆心为坐标原点，建立直角坐标系,
则E点的坐标为ΥE′=0.1mm
▪ XE′=
▪
根据(对20 称0.1原)2 理0.1可2 得19.9F00′的坐标为(-19.900，0.1)。
▪ 根据上述计算可知圆弧E′F′的终点坐标的Y的绝对 值小，所以计数方向为Y。
▪ 圆弧E′F′在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影 得到长度的绝对值分别为0.1 mm、19.9 mm、19.9 mm、0.1 mm，故J=40000。
▪ 线切割程序与其它数控机床的程序相比，有 如下特点：
▪ (1) 线切割程序普遍较短，很容易读懂。
▪ (2) 国内线切割程序常用格式有3B(个别扩充 为4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍 采用ISO格式，快走丝机床大部分采用3B格式， 其发展趋势是采用ISO格式(如北京阿奇公司生产 的快走丝线切割机床)。
G52 锥度右倾斜(沿电极丝行进方向，向右倾斜) G54 选择工作坐标系 1 G55 选择工作坐标系 2 G56 选择工作坐标系 3 G80 移动轴直到接触感知 G81 移动到机床的极限 G82 回到当前位置与零点的一半处
▪ 6.1.1 线切割3B代码程序格式
▪ 线切割加工轨迹图形是由直线和圆弧 组成的，它们的3B程序指令格式如表6-1 所示。 表6-1 3B程序指令格式
B
X
B
Y
B
J
G
Z
分隔符 X 坐标值 分隔符 Y 坐标值 分隔符 计数长度 计数方向 加工指令
注：B为分隔符，它的作用是将X、Y、J数码区分开 来；X、Y为增量(相对)坐标值；J为加工线段的计数长度； G为加工线段计数方向；Z为加工指令。
▪ 例6.2 用3B代码编制加工图6-8(a)所示
的线切割加工程序。已知线切割加工用的 电极丝直径为0.18 mm，单边放电间隙为 0.01 mm，图中A点为穿丝孔，加工方向 沿A—B—C—D—E—F—G—H—A进行。
GF H
B
A 80
ED R20
C
(a) 零 件 图
3
40
G
F
E
D
H
B
A
C
(b) 钼 丝 轨 迹 图
忽略接触感知
M98
子程序调用
表6-6 常用的线切割加工指令
G20 英制
M99
G21 公制
T82
G40 取消电极丝补偿
T83
G41 电极丝半径左补
T84
G42 电极丝半径右补
T85
G50 取消锥度补偿
T86
G51 锥度左倾斜(沿电极丝行进方向，向左倾斜) T87
子程序结束 加工液保持 OFF 加工液保持 ON 打开喷液指令 关闭喷液指令 送电极丝(阿奇公司) 停止送丝(阿奇公司)
上
丝
垂 直度 校 核
工 件准 备 打 穿丝 孔 工 件装 夹
电 极丝 定 位
编程
工 艺分 析 选 择工 艺 基 准 确 定切 割 路 线 编 写加 工 程 序
加工
图6-1 线切割加工的步骤
检验 加工时间 加工精度 表 面粗 糙 度
▪ 目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编
程功能，即可以将线切割加工的轨迹图形自动生 成机床能够识别的程序。
▪ 由上可见，圆弧计数方向由圆弧终点的坐标绝 对值大小决定，其确定方法与直线刚好相反，即取 与圆弧终点处走向较平行的轴作为计数方向，具体 可参见图6-5(c)。
▪ 3) J的确定
▪ 圆弧编程中J的取值方法为：由计数方向G确 定投影方向，若G=Gx，则将圆弧向X轴投影； 若G=Gy，则将圆弧向Y轴投影。J值为各个象限 圆弧投影长度绝对值的和。如在图6-5(a)、(b)中， J1 、 J2 、 J3 大 小 分 别 如 图 中 所 示 ， J=|J1|+|J2|+|J3|。
图6-6 Z的确定
▪
例6.1
3B程序。Y
▪
A(30 , 40)
请写出图6-7所示轨迹的
Y
J2
J1
A(30 , 40)
J1 J4
J2
J3
X B(40 , － 30)
(a)
X
B(40 , － 30)
J3
J4
(b)
图6-7 编程图形
▪ 解 对图6-7(a)，起点为A，终点为B， ▪ J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+2
▪ 4) Z的确定
▪ 加工指令Z按照第一步进入的象限可分为R1、 R2、R3、R4；按切割的走向可分为顺圆S和逆 圆N，于是共有8种指令：SR1、SR2、SR3、 SR4、NR1、NR2、NR3、NR4，具体可参考图 6-6。
SR2
Y SR1
SR3
X SR4
(a)
Y
NR2
NR1
NR3
X NR4
(b)
建立直角坐标系，取该直线终点坐标绝对值大的坐标轴为计 数 方 向。 具体确定 方法为： 若终点坐 标为 (xe ， ye) ， 令 x=|xe|，y=|ye|，若y<x，则G=Gx (如图6-3(a)所示)；若y>x， 则 G=Gy (如 图 6-3(b)所示 )； 若y=x， 则在一 、三象限取 G=Gy，在二、四象限取G=Gx。
L
4
H′B′ B 40100 B
0
B 40100 G X
L
1
B′A′ B
0
B 2900 B
2900
GY
L
4
▪ 例6.3 用3B代码编制加工图6-9所示 的凸模线切割加工程序，已知电极丝直 径为0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm， 图中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E －D－C－B－A－E－O。
▪ 1. 直线的3B代码编程
▪ 1) x，y值的确定
▪
(1) 以直线的起点为原点，建立正常的直角坐
标系，x，y表示直线终点的坐标绝对值，单位为
μm。
▪
(2) 在直线3B代码中，x，y值主要是确定该
直线的斜率，所以可将直线终点坐标的绝对值除以
它们的最大公约数作为x，y的值，以简化数值。
▪ (3) 若直线与X或Y轴重合，为区别一般直线， x，y均可写作0也可以不写。
▪
由上可见，计数方向的确定以45°线为界，取与终点处
走向较平行的轴作为计数方向，具体可参见图6-3(c)。
B(xe , ye)
Y y＜ x
取 G＝ Gx
A
J＝ x
X
(a)
Y
A J＝ y
X
y＞ x 取 G＝ Gy
Y
Gx
Gy
Gy
Gx
Gx X
Gy
B(xe , ye)
(b)
(c)
图6-3 G的确定
▪
3) J的确定
R10
O
穿E 丝 孔
14
A
B
R6
D
C
25
图6-9 加工零件图
▪ 例6.3 用3B代码编制加工图6-9所示的 凸模线切割加工程序，已知电极丝直径为 0.18 mm，单边放电间隙为0.01 mm，图 中O为穿丝孔拟采用的加工路线O－E－D －C－B－A－E－O。
▪ 解 经过分析，得到具体程序，如表6-5所 示。
(a)
Y
J2
J1
A(30 , 40)
X
B
由 于 y＞ x G＝ Gx
J3(－ 40 , － 30)
(b)
Y
Gx
Gy
Gy X
Gx
(c)
J3
图6-5 圆弧轨迹
▪ 2) G的确定
▪ G用来确定加工时的计数方向，分Gx和Gy。圆 弧编程的计数方向的选取方法是：以某圆心为原点 建立直角坐标系，取终点坐标绝对值小的轴为计数 方向。具体确定方法为：若圆弧终点坐标为(xe， ye)，令x=|xe|，y=|ye|，若y<x，则G=Gy (如图65(a)所示)；若y>x，则G=Gx (如图6-5(b)所示)；若 y=x，则Gx、Gy均可。