数控线切割实验.doc

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1、实验三数控线切割实验清华大学金工教研室一、实验目的1．了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。2．了解计算机辅助加工的概念和加工过程。3．熟悉数控线切割机床的操作方法。二、实验内容1．简单图形手工编程练习；2．设计创意图形并用计算机修改及自动编程；3．加工创意图形；三、实验设备1．硬件设备；计算机，扫描仪，线切割机床。2．软件：图形矢量化软件，图形修改软件，数控线切割机床控制软件。四、线切割加工介绍1．线切割加工原理、特点和应用线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种，其基本原理如图3-1所示。被

2、切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上。钼丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液（图中未画出）。当钼丝与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。若工作台带动工件不断进给，就能切割出所需要的形状。由于贮丝筒带动钼丝交替作正、反向的高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长的时间。线切割机床程序输入方法有三种：键盘输入，穿孔纸带输入和磁盘输入。线切割能加工各种高硬度

3、、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.02~0.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6m。2．数控线切割机床组成部分数控线切割机床的外形如图3-2所示，其组成包括机床主机、脉冲电源和数控装置三大部分。（1）机床主机部分机床主机部分由运丝机构、工作台、床身、工作液系统等组成。运丝机构电动机通过联轴节带动贮丝筒交替作正、反向转动，钼丝整齐地排列在贮丝筒上，并经过丝架作往复高

4、速移动（线速度为9m/s左右）。工作台用于安装并带动工件在工作台平面内作X、Y两个方向的移动。工作台分上下两层，分别与X、Y向丝杠相连，由两个步进电机分别驱动。步进电机每接收到计算机发出的一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个步距角，通过一对齿轮变速带动丝杠转动，从而使工作台在相应的方向上移动0.01mm。工作台的有效行程为250×320mm。床身用于支承和连接工作台、运丝机构、机床电器、及存放工作液系统。工作液系统由工作液、工作液箱、工作液泵和循环导管组成。工作液起绝缘、排屑、冷却的作用。每次脉冲放电后，工件与钼丝之间必须迅速恢复绝缘

5、状态，否则脉冲放电就会转变为稳定持续的电弧放电，影响加工质量。在加工过程中，工作液可把加工过程中产生的金属颗粒迅速从电极之间冲走，使加工顺利进行。工作液还可冷却受热的电极和工件，防止工件变形。（2）脉冲电源脉冲电源又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。加工时，钼丝接脉冲电源负极，工件接正极。（3）数控装置数控装置以PC机为核心，配备有其他一些硬件及控制软件。加工程序可用键盘输入或磁盘输入。通过它可实现放大、缩小等多种功能的加工，其控制精度为±0.001mm，加工精度为±0.001mm。五、线切割加

6、工程序的编制方法1．程序格式NRBXBYBJGZ——————————程圆间X间Y间计计加序弧隔坐隔坐隔数数工段半符标符标符长方指号径值值度向令其中间隔符B的作用是将X、Y、J数码区分开来。这种程序格式称为“三B格式”。加工直线时，R为零。在一个完整程序的最后应有停机符“FF”，表示程序结束。（1）坐标系和坐标值X、Y的确定平面坐标系是这样规定的：面对机床操作台，工作台平面为坐标平面，左右方向为X轴，且右方为正；前后方向为Y轴，且前方为正。坐标系的原点随程序段的不同而变化：加工直线时，以该直线的起点为坐标系的原点，X、Y取该直线终点

7、的坐标值；加工圆弧时，以该圆弧的圆心为坐标系的原点X、Y取该圆弧起点的坐标值。坐标值的负号均不写，单位为m。（2）计数方向G的确定不管是加工直线还是圆弧，计数方向均按终点的位置来确定。具体确定的原则如下：加工直线时，计数方向取直线终点靠近的那一坐标轴。例如，在图3-3中，加工直线OA，计数方向取X轴，记作GX；加工OB，计数方向取Y轴，记作GY：加工OC，计数方向取X轴、Y轴均可，记作GX或GY。加工圆弧时，终点靠近何轴，则计数方向取另一轴。例如：在3-4中，加工圆弧AB，计数方向取X轴，记作GX；加工MN，计数方向取Y轴，记作G

8、Y；加工PQ，计数方向取X轴、Y轴均可，记作GX或GY。（3）计数长度J的确定计数长度是在计数方向的基础上确定的，是被加工的直线或圆弧在计数方向的坐标轴上投影的绝对值总和，单位为m。例如，在图3-5中，加工直线OA，计数方向为X轴，计数长度为OB，