DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统

引言

本次毕业设计从2005年2月28号开始到本年的六月中旬结束，长达四个月。毕业设计是一名在校大学生最后的一次也是最重要的一次设计，说其重要主要是因为它将检验你在大学生活中所学知识的扎实程度，期间你必须复习所学过的一些课程，学习一些要用到的新的知识，它还将练习你的动手能力，思考能力，创新能力，是你在大学学习生活的一次升华，是一个提升阶段，更是走向工作岗位的一次练兵，因此我们都对此极为重视，更是投入了极大的热情与努力来更好的完成它。

本次设计在颜竞成教授的悉心指导下分四个阶段按部就班的有条不紊的进行。第一阶段是搜集整理阶段。在本阶段主要是搜集足够的资料信息并对设计题目进行分析和实地调查，做到心中清楚。本设计其实从2004年元旦就开始了，截止到2004年3月份第一张外观图绘制成功为止。第二阶段是机械部分设计阶段，本阶段主要应用大学里面所学到的饿专业知识来进行运丝机构设计和坐标工作台的横向和纵向进给机构设计。另外还要进行储丝筒的三维零件设计。本阶段主要是从三月份到五月份。五月份到六月份则是第三阶段：控制系统设计阶段。主要进行电器电路设计，包括步进电机驱动设计和脉冲功率放大电路设计。本阶段也是一个学习的阶段，对自己不太熟悉的领域的一次学习。六月份开始就是最后一个阶段：整理复习阶段，主要从事前几个阶段的整理温习，写说明书。以及毕业答辩前的各项具体细节的准备。

所以说每个阶段都是十分紧张而有难度的，有些问题是由于设计的难度，有些还是因为自己知识上的欠缺和基础不扎实造成的。可以说这次毕业设计是个查缺补漏的机会。尤其是在同学的协助下，特别是在颜教授的指导下，遇到困难不逃避，主动请教，主动学习，独立思考提出新方案，困难一个个的解决，才有了本次设计的成功。这次毕业设计锻炼了我团体协作精神和独立作业的能力。专业设计基础，对自己将来都是一次具有深远影响的事情。

一、总体方案设计

(一)总体方案的拟定

1．电火花线切割机床具有定位、纵向和横向的直线插补功能；还能要求暂停，进行循环加工等。因此，数控系统选取连续控制系统。

2．电火花线切割机床属于经济型数控机床，在保证一定的加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统应采用步进电机开环控制系统。

3．根据电火花线切割机床最大的加工尺寸，加工精度，控制速度和经济性要求，一般采用8位微机。在8位微机中，MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰能力强，具有很高的性能价格比。因此，可以选择MCS-51系列单片机扩展系统。

4．根据系统的功能要求，微机控制系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器，I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器；包括光隔离电路和步进电机驱动电路。此外，系统中还应该包括脉冲发生电路和其它辅助电路。

5．纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杆螺母副组成，起传动比应满足机床所要求的。

6．为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。齿轮副也应有消除齿侧间隙的饿机构。

7．采用滚动道轨可以减少道轨见的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。

在上述的基础上，有条件的还可以进一步实现钼丝的角度调节，使加工过程更加细致。

（二）主要技术参数的确定

技术参数主要包括运动参数，尺寸参数和动力参数。DK7732电火花线切割机床的主

要技术参数如下：

工作台行程/mm 500*320

最小切削厚度/mm 30（可调）

加工表面粗糙度Ra/μm 2.5

切割速度/mm2/min 100

加工精度/mm 0.015

切割工件最大厚度/mm 300

电极丝移动速度 1.1m/s

电极丝直径φ0.1~φ0.2mm

二、储丝走丝部件结构设计

（一）储丝走丝部件运动设计

运丝机构的运动是由丝筒电机正反转得到的饿。电极通过联轴节与丝筒连接，丝筒装有齿轮，通过过度齿轮与丝杆上的齿轮齿合。丝杆固定在拖板上，螺母固定在底座上，拖板与底座采用装有滚珠的V形滚动导轨连接，这样丝筒每转一周拖板直线移动相应的距离，因此机床工作前应根据零件厚薄和精度要求可在0.12mm到0.25mm之间调节。

1．对高速走丝机构的要求

（1）高速走丝机构的储丝筒转动时，还要进行相应的轴向移动，以保证极丝在储丝筒上整齐排绕。

（2）储丝筒的径向和轴向窜动量要小。

（3）储丝筒要能够正反向旋转，电极丝的走丝速度在7~12m/s范围内无级或有级可调，或恒速转动。

（4）走丝机构最好与床身相互绝缘。

（5）传动齿轮副、丝杆副应具备润滑措施。

2、高速走丝机构的结构及特点

高速走丝机构由储丝筒组合件、上下拖板、丝杆副、齿轮副、换向装置和绝缘件等部分组成，如下图2.1所示

图2.1DK7732机床的储丝走丝系统机构结构图

储丝筒由电动机通过联轴器带动实现正反向转动。储丝筒另外一端通过二对齿轮减速后带动丝杆。储丝筒、电动机、齿轮都安装在两个支架上。支架及丝杆则安装在拖板上，调整螺母安装在底座上，拖板在底座上来回运动。螺母具有消除间隙的副螺母和弹簧，齿轮及丝杆螺距的搭配为设旋转一圈拖板移动0.25mm，所以该储丝筒适用于φ0.25mm 以下的钼丝。

储丝筒运转时应平稳，无不正常振动。滚筒外圆振摆应小于0.03mm，反向间隙应小于0.05mm，轴向窜动应完全彻底消除。

高频电源的负端通过碳刷送到储丝筒的尾部，然后传到钼丝上，碳刷应保持良好接触，防止机油或其它赃物进入。

储丝筒本身作为高速正反向转动，电机、滚筒及丝杆的轴承应定期拆洗并加润滑脂，换油期限可根据使用情况具体决定。其余中间轴、齿轮、三角导轨及丝杆、螺母等每班应注油一次。

（1）储丝筒旋转组合件

储丝筒旋转组合件主要由储丝筒、联轴器和轴承组成。

①储丝筒 储丝筒是电极丝稳定移动和整齐排绕的关键部件之一，一般用45号钢制造。为了减少转动惯量，筒壁应尽量薄，按机床规格的不同，选用的范围一般为1.5~5mm 。为进一步降低转动惯量，也可选用铝镁合金材料制造。储丝筒壁厚要均匀，工作表面要有较好的表面粗糙度，一般R а为0.8μm 。为保证丝筒组合件动态平衡，应严格控制内孔、外圆对支撑部分的同轴度。储丝筒与主轴装配后的径向跳动量应不大于0.01mm 。一般装配后，以轴的两端中心孔定位，重磨储丝筒外圆和与轴承配合的轴径。

②联轴器 走丝机构中运动组合件的电极轴与储丝筒中心轴，一般不采用整体的长轴，而是利用联轴器将二者联在一起。由于储丝筒运转时频繁换向，联轴器瞬间会受到正反向的剪切力，但由于这个力不大，且储丝筒中心轴与电极轴有较高的同轴度要求。所以本设计采用YLD6刚性联轴器

38

2442

241??J J 。

（2）上下拖板

走丝机构的上下拖板一般有下面二种滑动导轨。

①燕尾型导轨，这种结构紧凑，调整方便。旋转调整杆带动塞铁，可改变导轨副的配合间隙。但该结构制造和检验比较复杂，刚性较差，传动中摩擦损失也较大。

②三角、矩形组合式导轨，如下图所示。导轨的配合间隙由螺钉和垫片组成的调整环节来调整。本设计采用三角、矩形组合式导轨。如下图2.2

图2.2 三角矩形组合式导轨

由于储丝筒走丝机构的上拖板一边装有运丝电动机，储丝筒轴向两边负荷差较大。为保证上拖板能平稳的往复移动，应把下拖板设计的较长以使走丝机构工作时，上拖板部分可始终不滑出下拖板，从而保证拖板的刚度、机构的稳定性及运动精度。

（3）齿轮副和丝杆副

走丝机构上拖板的传动链是由2级减速齿轮副和一组丝杆副组成，它使储丝筒在转动的同时，作相应的轴向位移，保证电极丝整齐的排绕在储丝筒上。

在本次设计线切割机中，走丝机构是常是通过配换齿轮来改变储丝筒的排丝筒的排丝距离，以适应徘绕不同直径的电机丝的要求。

丝杆副一般采用轴向调节法来消除螺纹配合间隙。为防止走丝电机换向装置的失灵，导致丝杆副和齿轮副的损坏，在齿轮副中，可选用尼龙代替部分金属齿轮。这不但可以在电机换向装置失灵时，由于尼龙齿轮先损坏，保护丝杆副与走丝电机，还可以减少噪声。但是由于要照顾专业知识的复习，所以决定选用传统的金属材料制造。

（4）线架、导轮部件结构

线架与走丝机构组成了电极丝的运动系统。线架的主要功能是在电极丝按给定线速度运动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角

度。对线架的要求是：

①具有足够的刚度和强度，在电极丝运动（特别是高速走丝）时，不应出现震动和变形；

②线架的导轮有较高的运动精度，径向偏摆和轴向窜动不超过0.005mm；

③导轮与线架本体、线架与床身之间有良好的绝缘性能；

④导轮运动组合件有密封措施，可防止带有大量放电产物和杂质的工作液进入导轮轴承；

⑤线架不但能保证电极丝垂直于工作台面，在具有锥度切割功能的机床上，还具有能使电极丝按给定要求保持与工作台平面呈一定角度的功能。

线架按功能可以分为固定式、升降式和偏移式三种类型：按结构可分为悬臂式和龙门式两种类型。

悬臂式固定线架主要由线架本体、导轮运动组合件及保持器等组成。

（1）线架本体结构

中、小型线切割机床的线架本体常采用单拄支撑、双臂悬梁式结构。由于支撑电极丝的导轮位于悬臂的端部，同时电极丝保持一定张力，因此应加强线架本体的刚度和强度，使线架的上下悬臂在电极丝运动时不致振动和变形。

为了进一步提高刚度和强度，在上下悬臂间增加加强筋结构。有的机床的线架本体有的采用龙门结构。这时，工作台拖板只沿一个坐标方向运动，另一个坐标方向的运动通过架在横梁上的线架拖板来实现。

此外，针对不同厚度的工件，还有采用丝臂张开高度可调的分离式结构，如下图2.3所示。活动丝臂在导轨上滑动，上下移动的距离由丝杆副调节。松开固定螺钉时，旋转丝杆带动固定于上丝臂体的丝母，使上丝臂移动。调整完毕后拧紧固定螺钉，上丝臂位置固定下来。为了适用线架丝臂张开高度的变化，在线架上下部分应增设副导轮，如下图2.4所示：

图2.3 可调式线架本体结构

图2.4 可移动丝臂

（2）导轮部件结构

1）导轮是本机床关键零件，关系到切割质量，对导轮运动组合件的要求如下。

①导轮V形槽面应有较高的精度，V形槽底的圆弧半径必须小于选用的电极丝半径，保证电极丝在导轮槽内运动时不产生轴向移动。

②在满足一定强度要求下，应尽量减轻导轮的质量，以减少电极丝换向时的电极丝与导轮间的摩擦。导轮槽工作面应有足够的硬度，以提高其耐磨性。

③导轮装配后转动应轻便灵活，应尽量减少轴向窜动和径向跳动。

④进行有效的密封，以保证轴承的正常工作条件。

2）导轮运动组合件的结构

导轮运动组合件的结构主要有三种；悬臂支撑结构、双支撑结构和双轴尖支撑结构。

悬臂支撑结构简单，上丝方便。但是因为悬臂支撑，张紧的电极丝运动的稳定性较差，难于维持较高的运动精度，同时也影响导轮和轴承的使用寿命。

双支撑结构为导轮居中，两端用轴承支撑，结构复杂，上丝麻烦。但是此种结构的运动稳定性较好，刚度较高，不容易发生变形及跳动。

双轴尖支撑结构。导轮两端加工成300锥形轴尖，硬度在RC60以上。轴承由红宝石或锡磷青铜制成。该结构易于保证导轮运动部件的同轴度，导轮轴向窜动和径向跳动量可以控制在较小的范围内。缺点是轴尖运动副摩擦力大，易于发热和磨损。为补偿轴尖运动副的磨损，利用弹簧的作用力使运动副良好接触。

通过比较以上三种结构的特点，可以看出第二种结构比较适合作为DK7732高速走丝电火花线切割机床的导轮结构。

3）导轮的材料

为了保证导轮轴径与导向槽的饿同轴度，一般采用整体结构。导轮要求使用硬度高、耐磨性好的材料制成（如GCr15、W18Cr4V），也可以选用硬质合金或陶瓷材料制造导轮的镶件来增强导轮V形工作面的耐磨性和耐蚀性。

4）导轮组合件的装配

导轮组合件装配的关键是消除滚动轴承中的问题，避免滚动体与套杯工作表面在负荷作用下产生弹性变形，以及由此引起的轴向窜动和径向跳动。因此，常用对轴承施加预负荷来解决。通常是在两个支撑轴承的外环间放置一定厚度的定位环来获得预负荷。预加负荷必须选择得当，若轴承受预加负荷过大，在运转时会产生急剧磨损。同时，轴承必须清洗得很洁净，并在显微镜下检查滚道内是否有金属粉末、炭化物等，轴承经清洗、干燥后，填以高速润滑脂，起润滑和密封作用。

（二）储丝走丝部件主要零件强度计算

1．齿轮传动比的确定

钼丝丝距选择0.25mm ，储丝筒每转一周，拖板带动储丝筒移动0.25mm ，丝杆螺距选择为3mm 。

所以储丝筒与丝杆见齿轮的传动比为： u=3

25.0=1：12；

采用二级齿轮传动，取u 1=1：4；u 2=1：3。 （1）齿轮齿数的确定

取Z 1=15；由于齿轮齿根与轴上键的距离不能为零。 即

2r

d -（d+t 1）>2m

由d=16mm 查设计手册得： t 1=2.3mm ；

而d 1r =1d -2h r

=（Z 1-2ha *-*2c ）m =（15-2-0.5）m =12.5m

代入上式得：12.5/2m-（16+2.3）/2>2m 取m=2； 又有Z 2=4Z 1=60

所以

1d =mZ 1=2×15=30mm

2d =mZ 2=2×60=120mm 取Z 3=25；同理可得： 取m=3； 又有Z 4=3Z 3=75

所以

3d =mZ 3=3×25=75 4d =mZ 4=3×75=225 齿轮1，2中心距 a 1=（30+120）/2=75mm 齿轮3，4中心距 a 2=（75+225）/2=150mm 参考书籍《机械设计》

取 b=0.5d 1=0.5×30=15mm 其他数据如下

da 1=（Z 1＋2ha *）m =（15+2×1）×2 =34mm da 2=124mm da 3=81mm da 4=231mm

dr 1=（Z 1－2ha *－2c *）m =（15-2×1－2×0.25）×2 =25mm dr 2=115mm dr 3=67.5mm dr 4=217.5mm 1）传动件的估算

根据公式 d=914])

[( j n N

mm

其中 N ——该传动轴的输入功率 N=N d 其中 N d ——电机颌定功率

η——从电机到该转动轴之间传动件的传动效率的乘积 n j ——该转动轴的计算转速r/min 计算转速n j 是传动件能传递全部功率的最低转速 [φ]——每米长度上允许的扭转角（deg/m ） 取 η=0.995，N d =0.55kw N= N d η =0.55×0.995 =0.54725kw

n j =1390r/min

d=914

4001000139054725.0?

=10.2mm

4.齿轮模数估算

齿轮弯曲疲劳估算：

m ≥323j

Zn N

=32×3

6

1390

6954725

.0?

=1.039mm 齿面点蚀估算：

A ≥3703j

n N

=3703

6

139054725

.0

=49.28mm

其中n j 为该转动轴的计算转速r/min ，A 为齿轮中心距 中心距A 及齿数Z 1、Z 2求出模数

m j =

2

12Z Z A

+

=

60

1528

.492+?

=1.31

取较大的那个模数，在这个设计中，第一对齿轮传动取 m=2mm 第二对齿轮传动取

m=3mm

5.齿轮模数的验算

根据接触疲劳计算齿轮模数公式为 m j =16300

]

[)1(12321j m s I Z N

k k k k i σψ±mm

式中： N ——计算齿轮传递的颌定功率 N=ηN d kw

n j ——计算齿轮（小齿轮）的计算转速r/min ψm ——齿宽系数，ψm =b/m ，ψm 常取6～10

Z 1——计算齿轮的齿数，一般取传动中最小的齿轮的齿数

i ——大小齿轮的齿数比

i =

11

2

≥Z Z ，“+”用于外齿合，“-”用于内齿合； k s ——寿命系数，k s =q N n T K k K k ；

k T ——工作期限系数，k T =m

C nT

60 齿轮等传动件在接触和弯曲交变载荷下的疲劳曲线指数m 和基准循环次数C 0

n ——齿轮的最低转速r/min

T ——预定的齿轮工作期限，中型机床推荐T=15000～20000h

n k ——转速变化系数

p k ——材料强化系数，幅值低的交变载荷可使用金属材料的晶粒边界强化，

起着阻止疲劳细缝扩展的作用；

N K ——功率利用系数

1k ——工作情况系数

2k ——载荷系数 3k ——齿向载荷分布系数

Y ——齿形系数

[σj ]、[σj ]——许用弯曲接触能力 查表可得：1k =1.2，2k =1.2，3k =1.15 s k =q N n T K k k k

=m

C nT

60q N n k k K =37

10

2000031

139060???×0.78×0.51×0.60 =0.91

N=0.54725kw ，ψm =10，[σj ]=600MPa

则 j m =16300

3

1

13906002151054725

.091.015.12.12.1)12(22?

?????????+mm =1.625mm

根据弯曲疲劳计算齿轮计算模数公式为： w M =275

]

[1321w j m s n Y Z N

k k k k σψmm

=275

220

3

1

136010414.01554725

.0554.015.12.12.1?????????

=0.063mm s k =q N n T k k k k

=q N n k k k C nT

6

60 =68

1022000031

139060????×0.89×0.70×0.75

=0.554

所以m=2符合要求 同理m=3也符合要求

（三）储丝走丝部件主要零件强度验算

1．齿轮强度的验算

齿轮危险截面的弯曲强度条件公式

σF =

][22

1

31F d sa

Fa Z m Y Y kT σφ≤

k ——载荷系数 k=βαk k k k v Λ

φd ——齿宽系数，取0.5 k Λ——使用系数，取1 k v ——载荷系数，取1.05

αk ——齿间载荷分配系数，αH k =1.0，αF k =1.0 βk ——齿向载荷分布系数

1T ——小齿轮传递的转距 1T =95.5×1051

1

n P

=95.5×105×0.55/1390 =3.78×103N ·mm

βH k =1.11+0.18（1+6.72d Φ）2d Φ+0.15×103-b

=1.11+0.18（1+6.7×0.25）×0.25+0.15×0.001×0.5 =1.23045 K=1×1.05×1.0×1.6 =1.218

查得：b/h=23/4.5 =5.11

βF k =1.16

αF Y ——载荷作用与齿顶时齿形系数 sa Y ——载荷作用与齿顶时应力校正系数

查表得：αF Y =2.69，sa Y =1.575 则 F σ=

2

15

85.0575

.169.2100078.3218.12??????? =18.4MPa

F

F FN F S k lim

][σσ=

N=60njL h

=60×1390×1×20000 =1.668×610

s ——疲劳强度安全系数 s=25.1,1===F n s s s ～1.5

K N ——寿命系数 （0.1,0.1==HN FN K K ）

lim σ——齿轮的疲劳强度

ST

FE F Y σσ=lim

=340MPa

lim H σ=520MPa

[25

.1340

0.1]?=

F σ=272MPa

所以 ][F F σσ<

][)1(23

11H E H d H Z Z u

d u kT σσ≤Φ±=

其中：

Z H ——区域系数 Z E ——弹性影响系数 =H Z

K H ==ΛβαH H v k k k k 1×1.05×1.0×1.23045 =1.29

8.1895.221

2605.0100078.329.122

??+?????=

H σ =259.89 [H σ]=520MPa 所以 ][H H σσ<

因此，所设计的齿轮1、2也满足齿面接触疲劳强度要求 同理也可得到所设立的齿轮3、4也满足齿面接触疲劳强度要求 齿轮设计合格

2．主轴的验算

按弯扭合成应力校核轴的强度：

根据轴的结构图作出轴的计算简图，如图2.5（a ）。并分别作出水平方向和垂直方向的弯矩图，如图（b ），（c ），以及扭矩图，如图（d ）。

轴的结构图与弯矩图

先计算轴上的载荷：

31111078.31390

55.095500009550000

?=?==n P T N ·m 齿轮的分度圆直径为：

301521=?==mz d

=??==

30

100078.32211d T F t 252N N F F t r 8620tan 252tan === α

数控电火花线切割加工实验

数控电火花线切割加工实验 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，其基本原理如图所示。被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。因为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、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。加项目序可用键盘

数控电火花线切割机床的操作

一、数控快走丝电火花线切割机床的操作 本文以长风DK7725E型线切割机床为例，介绍线切割机床的操作。图1为DK7725E型线切割机床的操作面板。 图1 DK7725E型线切割机床操作面板 （一）开机与关机程序 1．开机程序 （1）合上机床主机上电源总开关； （2）松开机床电气面板上急停按钮SB1； （3）合上控制柜上电源开关，进入线切割机床控制系统； （4）按要求装上电极丝； （5）逆时针旋转SA1； （6）按SB2，启动运丝电机； （7）按SB4，启动冷却泵； （8）顺时针旋转SA3，接通脉冲电源。 2．关机程序 （1）逆时针旋转SA3，切断脉冲电源； （2）按下急停按钮SB1；运丝电机和冷却泵将同时停止工作； （3）关闭控制柜电源； （4）关闭机床主机电源。 （二）脉冲电源 1．ＤK7725E型线切割机床脉冲电源简介 （1）机床电气柜脉冲电源操作面板简介，如图2所示。

SA1——脉冲宽度选择SA2~SA7——功率管选择SA8——电压幅值选择RP1——脉 冲间隔调节 PV1——电压幅值指示急停按钮——按下此键，机床运丝、水泵电机全停，脉冲电源输 出切断。 图2 DK7725E型线切割机床脉冲电源操作面板 （2）电源参数简介 ① 脉冲宽度脉冲宽度ti选择开关SA1共分六档，从左边开始往右边分别为：第一档：5us 第二档：15us 第三档：30us 第四档：50us 第五档：80us 第六档：120us ②功率管功率管个数选择开关SA2~SA7可控制参加工作的功率管个数，如六个开关均接通，六个功率管同时工作，这时峰值电流最大。如五个开关全部关闭，只有一个功率管工作，此时峰值电流最小。每个开关控制一个功率管。 ③幅值电压幅值电压选择开关SA8用于选择空载脉冲电压幅值，开关按至“L”位置，电压为75V左右，按至“H”位置，则电压为100V左右。 ④脉冲间隙改变脉冲间隔t0调节电位器RP1阻值，可改变输出矩形脉冲波形的脉冲间隔t0，即能改变加工电流的平均值，电位器旋置最左，脉冲间隔最小，加工电流的平均值最大。 ⑤电压表电压表PV1，由0~150V直流表指示空载脉冲电压幅值。 （三）线切割机床控制系统 ＤK7725E型线切割机床配有CNC-10A自动编程和控制系统。 1．系统的启动与退出在计算机桌面上双击YH图标，即可进入CNC-10A控制系统。按“Ctrl+Q”退出控制系统。 2．CNC-10A控制系统界面示意图

数控电火花线切割加工实例

模块五 数控电火花线切割加工实例 本课题学习的内容主要是通过分析数控电火花线切割一些典型零件的加工实例，使你了解数控电火花线切割零件加工的工艺分析过程，巩固掌握数控电火花线切割加工程序的编制方法。 由于零件在加工时许多尺寸都有公差要求，所以在实际编程加工时还要考虑 到尺寸的公差。对于有公差要求的尺寸，通常采用中差尺寸编程。 同时，在数控电火花线切割编程时，如果按照零件中的轨迹尺寸编程，加工中电极丝中心所走轨迹就是图样中的轨迹，这样加工出来的零件与实际要求的零件相比在单边尺寸上相差一个电极丝半径加上一个放电间隙。为了加工出合格的工件，就必须将图样的轨迹作相应的偏移，从而得到编程轨迹。在对孔和凹体等零件编程时，应将实际轨迹单边向内部偏 移一个钼丝半径加上放电间隙；在对凸模等凸体零件编程时，应将实际轨迹单边向外部偏 移一个钼丝半径加上放电间隙。 学习目标： 知识目标：●了解数控电火花线切割典型零件加工工艺分析。 能力目标：●掌握数控电火花线切割典型零件的程序编制方法。 如果切割的零件为模具，则还应考虑配合间隙，通常配合间隙每套模具只加在其中的一组模具上，即 资料卡 中差尺寸的计算公 式：

例1用3B格式编制加工图表3-28所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝为φ0.1mm 的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。 图3-28 凸凹模 图3-29 凸凹模编程示意图 （1）工艺分析由于该凸凹模图示尺寸为平均尺寸，故作相应偏移就可按此尺寸编程。图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，六个侧面已磨平，可作定位基准，可以进行切割加工。 （2）切割路线的选择合理地选择切割路线可简化编程计算，提高加工质量。根据分析，本题选择在型孔中心处钻穿丝孔，先切割型孔，然后再切割外轮廓较合理。

数控电火花线切割加工论文

数控电火花线切割加工论文 曾 海 波

数控电火花线切割加工论文 摘要：对数控电为花线切割加工的特点以及线切割加工中引起模具加工零件变形的各 种因素作了深入分析，从实践经验中提出一些解决徐径和有效加工方法，相信对提高 模具加工质量有一定的借鉴作用． 关键词：模具加工；电火花线切割加工；加工工艺；工件变形 正文：电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，它是 利用移动的细金属丝作为工具电极，在金属丝与工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电 的电腐蚀作用对工件切割加工的．数控线切割加工零件的精度度，适应平面复杂形状 零件的加工，具有应用灵活，加工周期短，节约材料等特点。 目前在新产品的研制和开发中，大量采用数控线切割技术来直接切割零件，缩短 研发周期。然而，再先进的机床，如果没有重视加工的工艺技术与操作技巧，没有做 到工艺合理，是不能高效地加工出高质量的工件。因此在实际操作过程中必须重视有 关加工技术。 1、数控电火花线切割加工的特点 随着数控电火花线切割机床的普及，电火花线切割机床已逐渐从单一的冲裁模具 加工向各类模具及复杂精密模具和其他各类零件的加工方向转移。其应用越来越广泛。 数控线切割加工具有电火花加工的共性，金属材料的硬度和韧性并不影响其加工，电 火花切割主要用来加工淬火钢和硬质合金；当前绝大多数电火花线切割机，都采用数 字程序控制，其工艺特点如下： 1.1用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，如冲模、凹凸模及 外形复杂的精密零件等。 1.2不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的铜丝或 钼丝等作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。 1.3电极丝直径较细，切缝很窄，这样不仅有利于材料的利用，而且适合加工细小零件。 1.4电极丝在加工中是移动的，不断更新（慢走丝）或反复使用（快走丝），可以完全 或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。 1.5依靠计算机和控制电极丝轨迹和偏移轨迹，可方便地调整凸凹模具的配合间隙，并 且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。 2、线切割加工工艺

数控电火花线切割机床操作方法

（1） 模块四 数控电火花线切割机床操作要领 （2） 本课题学习的容主要是使你了解数控电火花线切割机床操作的基本流 程，教会你装夹工件、安装并校正线电极，并掌握确定加工参数的方 法。 （3） （4） 电火花线切割加工操作流程包括工件材料的选择→工艺基准的确定→ 穿丝孔的加工→工件的装夹→线电极的选择及位置校正→确定加工参 数→线切割加工等步骤。 （5） 有些步骤的容我们在模块三已学习过，在本模块着重介绍工件的装夹、 线电极的选择及位置校正、加工参数的确定等操作要点。 （6） 工件的装夹 （7） 线切割加工工件的安装一般采用通用夹具及夹板固定。由于线切割加 工时作用力小，装夹时夹紧力要求不大，且加工时电极丝从上到下穿 过工件，被工件切割部分要悬空，因此对线切割工件的安装有一定有 要求。 1． 对工件装夹的一般要求 （1） 工件的装夹基准面要光洁无毛刺。对热处理后的工件表面的渣物及氧化 膜一定要清洁干净，以免造成夹丝或断丝。 学习目标： 知识目标：●了解数控电火花线切割机床加工流程。 能力目标：●掌握数控电火花线切割装夹工件、校正线电极位置和确定加工参数的 方法。 ●学会HCKX 系列数控电火花线切割机床的基本操作方法。

（2）夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。 （3）装夹位置要有利于工件的找正，且要保证在机床加工行程围。 （4）所用的夹具精度要高，以确保加工精度。 （5）细小、精密及薄壁工件应先固定在辅助夹具上再装夹到工作台。（6）批量加工零件时，最好设计专用夹具以提高生产率。 2．常用的工件装夹方式 （1）悬臂支撑，如图3-22（a）所示。此方式装夹方便，通用性强，适用于对加工要求不高或悬臂部分较少的工件的装夹。 （2）两端支撑，如图3-22（b）所示。此方式工件两端固定在夹具上，支撑稳定，定位精度高，适用于较大零件的装夹。 （3）桥式支撑，如图3-22（c）所示。此方式是把两支撑垫铁放到两端支撑夹具上，桥的侧面也可作定位面使用，使装夹更方便，通用性广，适用 于大、中、小工件的装夹。 （4）板式支撑，如图3-22（d）所示。支承板按照常规工件形状制造出具有矩形或圆形孔，易于保证装夹精度，适用于装夹常规工件及批量生产。（5）复式支撑，如图3-22（e）所示。此方式是把专用夹具固定在桥式夹具上，适用于批量生产，可节省装夹时间且保证加工工件的一致性。

数控电火花线切割机床设计

目录 1 绪论 (1) 1.1 电火花加工的产生和加工原理 (1) 1.1.1电火花加工的来源 (1) 1.1.2电火花加工的物理本质和工作原理 (1) 1.2 电火花加工的现状及发展 (4) 1.2.1电火花线切割加工的现状 (4) 1.2.2电火花线切割机的发展策略 (5) 1.2.3设计过程 (6) 2 工作台设计方案及其分析 (7) 2.1数控电火花线切割机床的机构组成及其作用 (7) 2.2坐标工作台的组成 (8) 2.3 主要参数 (9) 2.4 方案确定 (9) 2.4.1 床身结构 (9) 2.4.2 X-Y工作台 (9) 2.5坐标工作台的的传动精度对工艺指标的影响 (11) 3 结构设计 (12) 3.1 工作台外形尺寸及重量计算 (12) 3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (13) 3.3 导轨的确定 (15) 3.4 步进电机的选用 (17) 3.5 轴承的设计计算 (18) 3.6 X向齿轮副的选用 (19) 3.7 Y向齿轮副的选用 (25)

结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)

第一章.绪论 1.1电火花加工的产生和加工原理 电火花加工是一种新的加工技术，自五十年代以来，我国开始研究和试用。经过不断发展，已得到日益广泛的应用，成为加工各种模具和零件的有效方法。1.1.1电火花加工的产生 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。 研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。 电火花加工是与机械加工性质完全不同的一种新工艺、新技术。机械加工是通过机床部件的相对运动，用比工件材料硬的刀具去切除工件上多余的部分，来得到成品零件的。但随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高粘性、高韧性、高纯度等性能的新材料不断出现，具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，仍然采用机械加工法，有时是难于加工或无法加工的。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显出很多优异性能，因此得到了迅速发展和日益广泛的应用。 1.1. 2.电火花加工的物理本质和工作原理 电火花线切割加工是基于在液体介质中小间隙脉冲放电时材料的电腐蚀的切割加工，它是相当复杂的瞬变的微观物理过程，大致可分为介质击穿和通道形

数控电火花线切割加工实例

模块五数控电火花线切割加工实例 本课题学习的容主要是通过分析数控电火花线切割一些典型零件的加工实 例，使你了解数控电火花线切割零件加工的工艺分析过程，巩固掌握数控电火花线切割加 工程序的编制方法。 学习目标： 知识目标：?了解数控电火花线切割典型零件加工工艺分析。 审能力目标：?掌握数控电火花线切割典型零件的程序编制方法。 由于零件在加工时许多尺寸都有公差要求，所以在实际编程加工时还要考虑到尺寸的公差。对于有公差要求的尺寸，通常采用中差尺寸编程。 同时，在数控电火花线切割编程时，如果按照零件中的轨迹尺寸编程，加工中电极丝中心所走轨迹就是图样中的轨迹，这样加工出来的零件与实际要求的零件相比在单边尺寸上相差一个电极丝半径加上一个放电间隙。为了加工出合格的工件，就必须将图样的轨迹作相应的偏移，从而得到编程轨迹。在对孔和凹体等零件编程时，应将实际轨迹单边向部偏移一个钼丝半径加上放电间隙；在对凸模等凸体零件编程时，应将实际轨迹单边向外部偏移资料卡 一个钼丝半径加上放电间隙。中差尺寸的计算公

例1用3B格式编制加工图表3-28所示凸凹模（图示尺寸是根据刃口尺寸公 差及凸凹模配合间隙计算出的平均尺寸）的数控线切割程序。电极丝为? 0.1mm 的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。 图3-28 凸凹模 图3-29凸凹模编程示意图 （1）工艺分析由于该凸凹模图示尺寸为平均尺寸，故作相应偏移就可按此尺寸编程。 图形上、下对称，孔的圆心在图形对称轴上，六个侧面已磨平，可作定位基准，可以进行切割加工。 （2 ）切割路线的选择合理地选择切割路线可简化编程计算，提高加工质量。根据 分析，本题选择在型孔中心处钻穿丝孔，先切割型孔，然后再切割外轮廓较合理。 （3）确定补偿距离钼丝中心轨迹，如图3-29中双点划线所示。补偿距离为： △ R =（0.1/2+0.01 ）mm = 0.06mm （4）计算交点坐标将电极丝中点轨迹划分成单一的直线或圆弧段。 求E点的坐标值：因两圆弧的切点必定在两圆弧的连心001上。直线001的方程为Y =（2.75/3 ）X。故可求得E点的坐标值为X = -1.570mm Y= -1.4393mm 。其余各交点坐标可直接从图形中求得，见表3-4。 切割型孔时电极丝中心至圆心O的距离（半径）为 R =（ 1.1-0.06 ）mm = 1.14mm 表3-4 凸凹模轨迹图形各线段交点及圆心坐标

电火花线切割加工工艺

第五章数控电火花线切割加工工艺与编程 第一节数控电火花线切割加工概述 序号：37 主要内容： 一、数控线切割加工机床简介 电火花线切割机床组成：机床本体、控制系统、脉冲电源、运丝机构、工作液循环机构和辅助装置（自动编程系统）。 线切割机床可分为高速走丝机床和低速走丝机床。 二、数控线切割加工原理及特点 1．数控电火花线切割加工原理 它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐作用，对工件进行加工的一种工艺方法。 数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具线电极（负电极），被切割的工件为工件电极（作为正电极），在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下（工作台）相对电极丝按预定的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。 2．数控线切割加工的特点 （1）可以加工难切削导电材料的加工。例如淬火钢、硬质合金等； （2）可以加工微细异形孔、窄缝和复杂零件，可有效地节省贵重材料； （3）工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件及细小零件； （4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程中的自动化。 （5）依靠数控系统的间隙补偿的偏移功能，使电火花成形机的粗、精电极一次编程加工完成，冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。 三、数控线切割加工的应用 1．形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极； 2．注塑模、挤压模、拉伸模、冲模； 3．成形刀具、样板、轮廓量规的加工； 4．试制品、特殊形状、特殊材料、贵重材料的加工。 小结 电火花线切割机床组成、电极丝（负电极）、工件（正电极）。

数控电火花线切割机床的程序编制课程教案

黄石机电职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 课程名称数控编程教学主题数控电火花线切割机床的程序编制授课班级授课时间授课地点 教学目标: 掌握线切割机床程序编制工艺准备的内容及基本方法。 掌握3B、4B、ISO指令编程 职业技能教学点： 线切割加工工艺的特点、取件位置及切割路线 3B、4B、ISO指令编程 教学设计： 教学手段： 讲解、举例、启发式、多媒体教学 教学过程 教学内容与板书备注

第六章数控电火花线切割机床的程序编制 第一节编程前的工艺准备 一、数控电火花线切割机床的简介 1、机床的基本组成 数控电火花线切割机床由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源、 和控制系统（控制柜）等五大部分组成。 宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注

1）工作台又称切割台，由工作台面、中拖板和下拖板组成。（如下图） 图1 2）走丝机构走丝机构主要由贮丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等组成。

图2 自动张紧式线切割走丝机构 3）供液系统供液系统是为机床的切割加工提供足够、合适的工作 液。工作液的种类很多，有煤油、乳化液、去离子水、蒸 馏水、洗涤液、酒精等。 宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注

图3快走丝线切割机床工作液循环系统 4）脉冲电源 图4 2、工作过程 宜宾职业技术学院教案Yibin Vocational& Technical College 教学内容与板书备注

数控电火花线切割机床的基本编程方法

邯郸职业技术学院教案 教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军

授课总结 邯郸职业技术学院讲稿 教研室：机电一体化教研室授课教师：贾建军第20次课第5章电火花线切割加工技术5.3 数控电火花线切割机床的基本编程方法 2. ISO代码数控程序编制(1) 坐标系设定指令G92； 指令格式：G92 X_ Y_ I_ J_ ； 其中X和Y值确定了线丝起始点的坐标值，也就是借助丝的当前坐标值确定了程序原点；I确定零件的厚度，J确定零件编程表面到工作台面之间的距离。如果零件在编程表面的上部I为正值，反之I为负值，如下图所示。I和J的具体应用参见G51、G52。 （a）I为正值J为正值（b）I为负值J为正值 (2)快速点定位指令G00； 指令格式：G00 X＿Y＿U＿V； 其中X和Y指定编程表面上的终点坐标；本机床除了工作台在XOY坐标平面内可以实现联动外，丝头也可以在其工作面内联动（该面与XOY平行），U和V是指丝头在由G92的I指定的平面（与上述J指定的编程表面平行）上偏移一个距离（U和V对于G90和G91是一致的）。 G00在绝对坐标系时，指出运动的终点坐标，在相对坐标系中指出运动的距离。 (3) 直线插补指令G01 指令格式：G01 X＿Y＿U＿V＿F＿； 其中X和Y指定终点坐标，U和V同G00。在伺服模式，运动速度由机床条件决定，F不起作用；在常量模式，F指定运动速度。 (4) 圆弧插补指令G02、G03； 指令格式：G02 X＿Y＿I＿J＿U＿V＿K＿L＿F＿； G03 X＿Y＿I＿J＿U＿V＿K＿L＿F＿；

其中G02指定顺时针圆弧，X和Y指定圆弧的终点，I和J指定圆弧的起点相对于圆心的增量值。U和V指定圆弧终点偏移向量，K和L指定圆弧中心偏移向量；G03指定逆时针圆弧，其它字的内容与G02相同。 例：运动轨迹如下图所示，丝线的初始坐标为（170，30），程序如下： 绝对坐标系：G92 X170.0 Y30.0； G90 G03 X110.0 Y90.0 I-60.0 J0.0； G02 X90.0 Y50.0 I-50.0 J0； 相对坐标系：G91G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 J0.0； G03 X-20.0 Y-40.0 I-50.0 J0.0； (5) 插入圆角指令 插入圆角指令用来指定在本程序段下一个程序 段之间加上一段半径值为R的过渡圆弧。在G01、 G02和G03的程序段中都可以加入一个圆角半径 R，指令格式为： G01 X＿Y＿R_； G02 X＿Y＿I＿J＿R＿； G03 X＿Y＿I＿J＿R＿； (6) 切割速度设定指令G94、G95； G94指明切割速度由指令确定，单位mm/min或inch/min； G95指明切割速度由伺服自动确定。 (7)暂停指令G04 指令格式：G04X_；或G04P_； 指令中X后跟的数字以秒为单位，P后跟的数字以万分之一秒为单位。 (8) 参考点G28、G30、G29、G32、G33； （1）返回参考点指令G28、G30 从当前点经由命令设置的中间点返回参考点。 G28X_Y_U_V_Z_； 从当前命令设置的第一中间点返回参考点，程序段中的X、Y、U、V、Z是中间点；G30 P2 X_ Y_ U_ V_ Z_；经由第二中间点返回参考点； G30 P3 X_ Y_ U_ V_ Z_；经由第三中间点返回参考点； G30 P4 X_ Y_ U_ V_ Z_；经由第四中间点返回参考点。返回过程如图a所示。 图a 从当前点返回参考点示意图图b 从参考点返回示意图

数控电火花线切割加工资料

第六章数控电火花线切割加工 电火花加工属于特种加工的一种方法，它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温去除工件多余材料，以及使材料改变性能或被镀覆等的放电加工，因放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。 6.1数控电火花线切割加工原理与特点 6.1.1 数控电火花线切割加工原理 数控电火花线切割是利用移动的细金属导线作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。工件的形状是由数控系统控制工作台相对于电极丝的运行轨迹决定的，因此不需制造专用的电极，就可以就可以加工形状复杂的模具零件。其加工原理如图6-1所示，工件连接脉冲电源的正极，电极丝接负极，加上高频脉冲电源后，在工件与电极丝之间产生很强的脉冲电场，使其间的介质被电离击穿，产生脉冲放电。电极丝在贮丝筒的作用下作正反向交替运动，在电极丝和工件之间浇注工作介质，在机床数控系统的控制下，工作台相对电极丝按预定的程序运动，从而切割出需要的工件形状。 图6-1 电火花切割原理 6.1.2 数控电火花线切割加工特点 1.直接利用线状的电极丝作为电极，可节约电极设计、制造费用、缩短了生产准备周期。 2.可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。 3.采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。 6.2 数控电火花线切割机床 6.2.1 电火花线切割机床分类 （1）按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制及微机控制等；

（2）按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等； （3）按加工特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等；（4）按走丝速度可分为慢走丝方式和快走丝方式两种。 6.3 数控电火花线切割工艺基础 数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备加工。有关模具加工的线切割加工工艺准备和工艺过程，如图6.2 图6-2 线切割加工的工艺准备和工艺过程 6.3.1模坯准备 1、工件材料及毛坯 模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模

数控线切割加工

数控线切割加工 数控电火花线切割机床既是数控机床，电火花线切割加工是在电火花加工基础上用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割，有时简称线切割。控制系统是进行电火花线切割加工的重要组成部分，控制系统的稳定性、可靠性、控制精度及自动化程度都直接影响到加工工艺指标和工人的劳动强度。 2.1 数控线切割加工机床的组成、基本原理与应用 2.1.1．数控线切割机床的组成 数控线切割机床的外形如图2-1 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。 图2-1数控线切割机床外形图 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

DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统(有全套图纸)

目录 引言 (1) 一总体方案设计 (2) （一）总体方案的拟定 (2) （二）主要技术参数的确定 (2) 二储丝走丝部件结构设计 (3) （一）储丝走丝部件运动设计 (3) 1．对高速走丝机构的要求 (3) 2．高速走丝机构的结构及特点 (4) （二）储丝走丝部件主要零件强度计算 (10) 1．齿轮传动比的确定 (10) 2．齿轮齿数的确定 (10) 3．传动件的估算 (12) 4．齿轮模数估算 (13) 5. 齿轮模数的验算 (14) （三）储丝走丝部件主要零件强度验算 (16) 1．齿轮强度的验算 (16) 2．主轴的验算 (19) （四）主轴组件结构设计 (21) 1．轴承配置形式 (21) 2．主轴组件的调整和预紧 (22)

三进给传动设计 (22) （一）进给传动运动设计 (22) 1．脉冲当量和传动比的确定 (22) （二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核 (23) 1．滚珠丝杆螺母副的型号选择 (23) 2．滚珠丝杆的选型和校核 (25) （三）步进电机的选择 (28) 1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 (28) 2．启动矩频特性校核 (30) （四）进给机构支承设计 (31) 1．螺杆的支承形式 (31) 2．螺杆的支承方式 (31) 四数控系统设计 (32) （一）高频脉冲电源 (32) （二）数字控制系统设计...............................................................（33）(三)控系统硬件的电路设计 (34) 1．单片机设计 (34) 2．系统扩展 (38) 3． I/O 口的扩展 (42) 4．显示器的接口设计 (48) 5．步进电机控制电路设计 (50) 6．光电隔离电路设计 (57)

数控线切割教案(精)

数控线切割教案 一、教学目的及要求 1．了解数控线切割加工的工作原理、特点和应用。 2．了解数控线切割的编程方法和格式。 3．了解计算机辅助设计及加工的概念和加工过程。 4．熟悉并严格遵守安全操作规程。 二、教学进程（总时间1.5天） 三、教具 1．不锈钢板料，典型加工实物。 2．数控线切割原理挂图。 3．扫描仪，计算机，CAX’A编程软件。

数控线切割讲授内容 一、数控线切割加工原理 电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining,简称WEDM)是在电火花加工基础上于50年代末在苏联发展起来的一种新工艺，使用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割。它已获得广泛的应用，目前国内外的线切割机床都采用数字控制,数控线切割机床已占电加工机床的60%以上。 1．数控电火花线切割加工的基本原理、特点、分类及应用范围 1）电火花线切割加工的基本原理 图1 电火花线切割加工原理 电火花线切割加工的基本原理如图1 所示。被切割的工件作为工件电极，电极丝作为工具电极。电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间就可能产生一次火花放电，在放电通道中瞬时可达5000℃以上高温使工件局部金属熔化，甚至有少量气化，高温也使电极和工件之间的工作液部分产生气化，这些气化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速膨胀，并具有爆炸特性。靠这种热膨胀和局部微爆炸，抛出熔化和气化了的金属材料而实现对工件材料进行电蚀切割加工。 2）电火花线切割的主要特点 ⑴不需要制造成形电极, 用简单的电极丝即可对工件进行加工。可切割各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。 ⑵由于电极丝比较细, 可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。 ⑶能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件，尺寸精度可达0.02～0.01mm,表面粗糙度Ｒa值可达1.6μm。还可切割带斜度的模具或工件。 ⑷由于切缝很窄, 切割时只对工件进行“套料”加工，故余料还可以利用。 ⑸自动化程度高, 操作方便, 劳动强度低。 ⑹加工周期短, 成本低。 3）切割的应用范围 ⑴应用最广泛的是加工各类模具, 如冲模、铝型材挤压模、塑料模具及粉末冶金模具等, 如图2、图3所示。 ⑵加工二维直纹曲面的零件(需配有数控回转工作台), 如图4所示。

数控线切割习题集附答案

数控线切割 一、判断题（共110题） ( )1．利用电火花线切割机床不仅可以加工导电材料，还可以加工不导电材料。 ( )2. 如果线切割单边放电间隙为0.01mm, 钼丝直径为0.18mm，则加工圆孔时的电极丝补偿量为0.19mm。 ( )3．电火花线切割加工通常采用正极性加工。 ( )4．脉冲宽度及脉冲能量越大，则放电间隙越小。 ( )5．在慢走丝线切割加工中，由于电极丝不存在损耗，所以加工精度高。 ( )6．在设备维修中，利用电火花线切割加工齿轮，其主要目的是为了节省材料，提高材料的利用率。 ( )7．电火花线切割加工属于特种加工。 ( )8．苏联的拉扎连柯夫妇发明了世界上第一台实用的电火花加工装置。 ( )9．目前我国主要生产的电火花线切割机床是慢走丝电火花线切割机床。 ( )10．由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多，所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。 ( )11．在电火花线切割加工中，用水基液作为工作液时，在开路状态下，加工间隙的工作液中不存在电流。 ( )12．在快走丝线切割加工中，由于电极丝走丝速度比较快，所以电极丝和工件间不会发生电弧放电。 ( )13．电火花线切割不能加工半导体材料。 ( )14．在型号为DK7732 的数控电火花线切割机床中，其字母K 属于机床特性代号，是数控的意思。 ( )15，在加工落料模具时,为了保证冲下零件的尺寸,应将配合间隙加在凹模上。 ( )16,上一程序段中有了G02指令,下一程序段如果仍是G02 指令,则G02可略。 ( )17,机床在执行G00指令时,电极丝所走的轨迹在宏观上一定是一条直线段。 ( )18 、机床数控精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性 ( )19．轴的定位误差可以反映机床的加工精度能力，是数控机床最关键的技术指标。 ( )20．工作台各坐标轴直线运动的失动量是坐标轴在进给传动链上的驱动元件反向死区和各机械传动副的反向间隙、弹性变形等误差的综合反映。 ( )21．在型号为DK7632 的数控电火花线切割机床中，数字32 是机床基本参数，它代表该线切割机床的工作台宽度为320mm。 ( )22．通常数控系统都具有失动量的补偿功能，这种功能又称为反向间隙补偿功能。 ( )23．在一定的工艺条件下，脉冲间隔的变化对切割速度的影响比较明显，对表面粗糙度的影响比较小。 ( )24．在线切割加工中，当电压表、电流表的表针稳定不动，此时进给速度均匀、平稳，是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。 ( )25．悬臂式式支撑是快走丝线切割最常用的装夹方法，其特点是通用性强，装夹方便，装夹后稳定，平面定位精度高，适用于装夹各类工件。 ( )26．电流波形的前沿上升比较缓慢时，加工中电极丝损耗较少；而电流波形的前沿上升比较快时，加工中电极丝损耗就比较大。 ( )27．透镜的中央部分比边缘部分厚的称凸透镜。 ( )28．冲模冲裁间隙太大，就会出现冲裁件剪切断面光亮带太宽的问题。 ( )29．六西格玛的质量水平是百万分之3、4个缺陷。 ( )30．线切割机床在加工过程中产生的气体对操作者的健康没有影响。 ( )31．低碳钢的硬度比较小，所以用线切割加工低碳钢的速度比较快。

DK7735型数控线切割机床使用说明书

DK7735型数控线切割机床 使用说明书 （机床部分）

一、机床主要用途及特性 数字程序控制电火花线切割机床，可用于加工点、直线、圆弧组成的各种复杂形状的金属零件，本机床采用钼丝作为工具，电极在高频脉冲电压作用下，利用液体介质被击穿后形成火花放电时，在火花通道中瞬间产生大量的热量，使工件表面的金属部溶化甚至气化，使金属被蚀除下来。本机床操作简便，加工效率高，稳定可靠，经济耐用，可广泛用于仪器、仪表、汽车行业模具制造，加工各种冲模、靠模、样板及异形零件。 二、主要规格及技术参数 1.工作台 工作台行程（X、Y）：350×400mm 工作台手轮移动量：4mm/圈 切割锥度：3°—6°（根据用户选配） 2.贮丝筒 贮丝筒滑板移动量：100mm 贮丝筒转速：四级（交流电机只保留一级） 电极丝直径：0.12—0.18mm 最大贮丝长度：300m 3.工件 工件最大切割厚度：300mm 工件加工表面粗糙度：Ra=1.25—2.5μm 工件切割速度：20—80mm2/分 4.电源 电源：AC380V 50HZ 三相四线制 功率：＜1KW 5.工作液 机床工作液为DX—1乳化液（浓度为7—15%） 工作液箱体容量：400×350×360mm 三、机床结构说明 机床是由床身、坐标工作台、贮丝筒、丝架、工作液系统及附件组成。钼丝绕在贮丝筒上，经丝架上的导轮以恒速度循环移动。工件放置工作台的夹具上，用压板螺母固定。步进电机按控制机程序信号旋转，经由变速齿轮带动丝杠传动工作台，达到切割工件。

1.床身 床身是由优质槽钢焊接而成，经时效处理。镶入大理石花岗岩作为床面，使整个床身稳定不变形，床身右边为电气控制箱，左边是工作液箱安放处。 2.工作台 坐标工作台主要是由工作台面、拖板、滚珠丝杠及变速齿轮箱组成，拖板的纵横运动采用滚动导轨结构，分别由步进电机齿轮传动滚珠丝杠来实现工作台运动。 滚珠丝杠副具有传动精度高、效率高、寿命长等优点。 3.贮丝筒 贮丝筒采用薄壁空心圆柱体铝合金与绝缘材料组合而成，具有重量轻、惯性小等优点。电机通过摩擦轮带动贮丝筒运动，再经过变速系统传动丝杠带动拖板进行排丝。贮丝筒拖板的频繁换向采用一组行程开关控制电机正反向旋转。 4.丝架 丝架系一铸件，刚性较好。导轮采用密封式结构装入线架，上下导轮前面装一付“V”型宝石棒消振器，可使机床加工出来的零件光洁度和精度得到提高。 四、机床操作及切割注意事项 1.机床操作 (1)首先合上电源开关（位于床身箱体内）24V步进驱动电源开关及高频脉 冲电源开关，整机各控制处于起始状态。 (2)检查贮丝筒左、右撞块，使其固定在适当位置，按运丝绿色按钮，指示 灯亮，贮丝筒转动；开启液泵绿色按钮调节供液量适中（供液阀位于液泵出水处）。 (3)开启控制机（见阅电器部分说明）控制机在自动位，先开进给开关，依 次是高频、加工、调整高频电参数基金给微调开关使枝条到加工最佳稳定状态。 (4)加工结束先关控制机、高频开关、加工开关，再关机床运丝。

数控线切割机床技术规格书

本钢特钢轧机改造工程数控线切割机床 技术规格书 本钢板材股份有限公司特殊钢厂

目录 一、概述 二、技术性能及要求 三、设计转化与设备分交 四、技术资料的交付内容及时间 五、功能指标、保证值和考核方法 六、包装与运输和开箱检验 七、技术服务及售后服务 八、其它

一、概述 本钢轧机改造工程计划采购的数控线切割机床，用于加工孔型样板、轧辊孔型车刀等精密工件，要求加工精度高，切割断面质量良好，不能有线切割产生纹路。 卖方的责任 1.卖方对本数控线切割机床的完整性、先进性、可靠性、安全性及 加工工件质量负全部责任。 2.卖方负责该设备的运输至现场。 3.卖方负责指导该数控切割机在现场安装及调试工作。 4.卖方负责提供更换工件时所需用的专用工具2套。 5.卖方负责在出厂前预组装及试车阶段润滑油，油脂加注到位。 6.卖方保证设备稳定运行12个月，12个月内出现的设备损坏由卖 方负责（买方原因除外）。 7.卖方提供该设备使用规程、维护规程、检修规程（含电气配线图） 各3份。 8.卖方提供技术服务和技术培训。 9.卖方负责该数控线切割机床的详细设计，包括设备平面布置图、 布管图（线管、气管等）等，并提供设备基础图。 10.卖方负责地脚螺栓的提供（含螺母） 11.卖方负责在设备验收合格试生产三个月后进行一次现场售后服务。 二、技术性能及要求 2.1设备型号及名称：数控线切割机床，快走丝电火花DK7750 数量1台 2.2技术规格及要求 2.2.1 加工标准满足国家最新标准及行业最新标准。 2.2.2 切割工件尺寸要求

1）满足切割直线、圆弧的切割。 2）切削工件最大尺寸630x100mm 切削工件最小尺寸10x10mm 切削工件厚度1mm～30mm 加工锥度0°～45° 3）加工面粗糙度Ra≤1.2 4）加工尺寸精度±0.015mm 三、供货范围及要求 卖方提供一整套DK7750电火花数控线切割机，机电一体供货，保证货到买方现场安装后可直接使用。卖方为所供货设备的先进性、可靠性、完整性、安全性、适用性等负责。提供设备安装工具1套，切割丝等生产用材料提供1套，设备基础螺栓由卖方提供，买方方只负责提供一路总进线电源电缆，其它供电及控制回路的电线、电缆及辅助安装材料全部由卖方提供。 3.1设备用途及总体要求 该设备用于各种复杂模具及零件的轨迹切割的放电加工，用于各种有色金属、工具钢、合金钢等材料的加工，设备主机应保证有较高的几何精度和位置精度，并有足够的静态、动态、热态刚度和精度，设备应具有锥度切割及变锥度和异形啮合切割功能；脉冲电源采用先进技术，保证具有良好的动态品质，控制系统抗干扰能力强，响应速度快，加工效率高，外形美观，售后服务及时、优良。 3.2执行标准

数控电火花线切割加工知识

数控电火花线切割加工知识 一、电火花加工原理 与传统的切削加工方法不同，电火花加工是利用工具电极和工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对工件进行尺寸加工的加工方法。电腐蚀现象的一个最简单例子是电气开关的触点的电腐蚀，这种腐蚀是由于触点开闭时产生的火花引起的，逐渐地会损坏触点。电火花腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花通道内瞬时产生一个高温热源，将局部金属熔化和气化而蚀除。但这种简单的电腐蚀还不能构成实用的电火花加工。实用的电火花加工要求： 1.必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定间隙，通常约为几微米至几百微米，如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不能产生火花放电。如果间隙过小，很容易形成短路接触，也不能产生火花放电。因此电火花加工中必须有间隙自动调节装置，或称伺服控制系统。 2.火花放电应是短时间的脉冲放电，放电持续时间为10-7-10-3S,且每次放电后需停歇一段时间，以保证消电离，避免持续电弧放电烧伤工件。 3.火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液等。液体介质又称工作液，它们必须具有（1）较高的绝缘性能，以利于产生脉冲性的火花放电；（2）液体介质还有排除间隙内电蚀产物，保证在时间和空间上分散的重复性脉冲放电正常进行；（3）冷却电极的作用。 因此，一般电火花加工设备都具有实现这些要求的装置，它们包括脉冲电源，工作液循环系统，工具电极与工件的相对伺服进给系统以及机床主体等。 二、数控电火花线切割机床组成

电火花线切割的工具电极为沿着电极丝轴线移动着的线电极，工具电极与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动。 数控电火花线切割机床由以下四部分组成： 1.机床主体 机床主体由床身、丝架、走丝机构和X—Y数控工作台等四个部分组成。钼丝绕在储丝筒上，并经过丝架上的导轮来回走动，储丝筒由电机直接驱动，通过限位开关控制正反向。工件固定在X—Y数控工作台上，X—Y数控工作台分别由两个涉进电机驱动。控制装置控制步进电机各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，切割出所需的工件形状和尺寸。 2.工作液系统 工作液由泵压送到加工区，过滤后循环使用。 3.高频电源 高频电源能产生高频矩形脉冲，其正极加至工件，负极加至电极丝（钼丝）。脉冲信号的幅值和脉冲宽度等可以调节，以适应不同工况的需要。 4.控制装置 控制装置是以专门的计算机为核心的控制系统。加工中控制系统按照输入的程序指令控制机床加工，期间需进行大量的插补运算，判别。变频进给系统则将加工中检测到的放电间隙中的平均电压反馈给控制系统，控制系统根据此反馈信号调节加工（工作台）进给速度。 三、线切割加工的特点及应用 1.电火花线切割的主要特点是脉冲放电的能量密度很高，可以加工用常规机械加工方法难于加工或无法加工的材料和形状。如淬硬后的钢件，硬质合金等。 2.加工时线电极和工件不直接接触，两者之间的宏观作用力小，不受工具和工件刚度限制，有利于实现微细加工。