数控电火花线切割组合加工实验Word文档格式.docx
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电火花成型加工一般应用在加工各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的导电材料,并且常用于模具的制造过程中。
2、实现电火花加工的条件
1)工具电极和工件电极之间必须加以60V~300V的脉冲电压,同时还需维持合理的工作距离——放电间隙。
大于放电间隙,介质不能被击穿,无法形成火花放电;
小于放电间隙,会导致积炭,甚至发生电弧放电,无法继续加工。
2)两极间必须充放具有一定绝缘性能的液体介质。
电火花成型加工一般用煤油做为工作液。
3)输送到两极间的脉冲能量应足够大。
即放电通道要有很大的电流密度,一般为
104~109A/cm2。
4)放电必须是短时间的脉冲放电。
一般放电时间为1цs~1ms。
这样才能使放电产生的热量来不及扩散,从而把能量作用局限在很小的范围内,保持火花放电的冷极特性。
5)脉冲放电需要多次进行,并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的,避免发生局部烧伤。
6)脉冲放电后的电蚀产物应能及时排放至放电间隙之外,使重复性放电能顺利进行。
电火花加工过程见图4所示。
图4电火花加工过程示意图
组成:
包括机床本体、脉冲电源、轴伺服系统(Z轴)、工作液的循环过滤系统和基于窗口的对话式软件操作系统。
1、机床本体:
床身、工作台、主轴箱等组成。
1)床身:
主要用于支承和连接工作台等部件,安放工作液箱等。
2)工作台:
用于安装夹具和工件,并带动工件在X、Y向作往复运动。
3)主轴箱:
用于装夹工具电极,并带动工具电极作Z向往复运动。
2、脉冲电源:
其作用是把50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电流。
加工时,工具电极接电源正极,工件电极接负极。
3、轴向伺服系统:
其作用是控制Z轴的伺服运动。
4、工作液循环过滤系统:
由工作液、工作液箱、工作液泵、滤芯和导管组成。
工作液起绝缘、排屑、冷却和改善加工质量的作用。
每次脉冲放电后,工件电极与工具电极之间必须迅速恢复绝缘状态,否则脉冲放电就会转变为持续的电弧放电,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。
5、基于窗口的对话式软件操作系统:
使用本操作系统,工具电极可以方便地对工件进行感知和对中等操作,可以将工具电极和工件电极的各种参数输入并生成程序,可以动态观察加工过程中加工深度的变化情况,还可进行手动操作加工和文件管理等。
四、线切割和电火花内容介绍
(1)线切割
1、线切割加工过程一般是:
进入WAP-2000线切割系统编程→工件准备(基准面)→工件装夹定位→控制机开启→按F7运行选择加工程序→F5人工对边→设置电加工参数→准备加工→加工零件→完成加工
2、在主菜单下按F1~F8就可以进入相应的菜单,按F8,则进入编程,其他菜单操作也一样。
在主菜单下按F8,则进入编程:
本内容将帮助您在最短的时间内学会使用“WAP-2000线切割系统”软件(图5)来编制加工程序。
从工作过程上分析,整个“WAP-2000线切系统”编程过程分为:
绘图、生成加工轨迹、仿真、生成G代码、校核G代码和传输G代码。
下面举出简单例子说明:
图5
1)、作图(用实例说明)
(1)用鼠标选取屏幕右侧的图标菜单,屏幕右侧的菜单区出现基本的绘图命令直线、圆、圆弧和样条等命令项;
(2)选取命令菜单“直线”,选用“连续”、“正交”方式,屏幕左下角提示“输入起点”;
(3)键盘输入(0,0),按回车键,系统提示“输入终点”;
(4)键盘输入(100,0),按回车键,系统提示“输入终点”;
(5)键盘输入(100,50),按回车键,系统提示“输入终点”;
(6)键盘输入(0,50),按回车键,系统提示“输入终点”;
(7)键盘输入(0,0),按回车键,系统提示“输入终点”;
(8)结束命令,屏幕上出现100×
50的矩形,绘图完成。
2)、生成加工轨迹
(1)用鼠标选取屏幕右侧的图标菜单,屏幕右侧的菜单区出现轨迹生成、轨迹跳步等命令项;
(2)选取命令菜单“轨迹生成”,系统弹出一名为“二轴线切割加工工艺参数表”的对话框;
(3)按实际需要填写相应的参数,并“确定”;
(4)系统提示“拾取轮廓”,用鼠标点取矩形的底边;
(5)被拾取线变为红色虚线,并沿轮廓方向出现一对反向的绿色箭头,系统提示“选择链搜索方向”,选择逆时针方向的箭头;
(6)全部线条变为红色,且在轮廓的法向方向上又出现一对反向的绿色箭头,系统提示“选择切割的侧边”,选择指向矩形内侧的箭头;
(7)系统提示“输入穿丝点的位置”,键盘输入(50,10),按回车键。
(8)条统提示“输入丝最后所到的位置”,单击鼠标右键,表示该位置与穿丝点重合;
(9)再单击鼠标右键,系统自动计算出加工轨迹,即屏幕上显示出的绿色线。
3)、生成G代码
(1)选取“生成G代码”功能项,则弹出一个需要用户输入文件名的对话框,要求用户填写代码程序文件名,此外系统在信息提示区给出当前所生成的数控程序所适用的数控系统和机床系统信息,表明目前所调用的机床配置和后置设置情况。
(2)输入文件名后点取“确认”键,系统提示拾取加工轨迹。
当拾取到加工轨迹后,该加工轨迹变为红色线。
操作者可以连续拾取多条加工轨迹,单击鼠标右键结束拾取,系统即生成数控程序。
当拾取多个加工轨迹同时生成加工代码时,各轨迹之间按拾取的先后顺序自动实现跳步。
4)、运行菜单(图6)
图6
加工菜单。
所有工件的切割加工都必须在此菜单下完成,本菜单还能进行画图及快速作图切割检查。
“画图”将调入的文件作图。
此菜单下有以下各项。
“放大”用窗口改变绘图比例。
窗口由用户确定的两个矩形对角点确定,用户通过光标键“→”“←”“↓”“↑”来移动系统提供的两根直线,直线每次的移动量由“Pgup”和“Pgdn”键来调节,用户按下“Enter”键就确认当前两条直线的交点为窗口的一个对角点。
绘图比例SCALE1从1至863,。
“原图”以绘图比例SCALE1=1重新画程序图形。
“形参数”改变程序的几何参数。
进入此菜单后,系统用红色矩形条在加工参数区中表示当前参数,按“Enter”键后用户可以通过键盘输入新的参数值,用光标键“↑”“↓”可以改变当前参数类型,F8键退出参数修改,同时以新的参数值画图形。
Exit返回上一级菜单。
“空动行”快速作图检查。
在此菜单下,系统将显示切割图形,然后以切割段为单位快速运行一次,同时图形跟踪显示。
在此菜单下,拖板不动作。
“连续”系统将连续运行至程序结束或F6按下。
“单段”系统每次运行一个切割段。
“暂停”暂停系统的连续运行。
“退出”返回上一级菜单。
“电参数”电参数设定(图5)。
此菜单设置起始切割的电参数,否则系统将以屏幕显示的电参数进行起始切割。
F1~F7分别改变参数中不同项。
“Pgdn”和“Pgup”键将选择工艺数据中的成套参数。
加工过程中改变电参数,期间加工继续进行。
F1~F7改变各项参数“Pgup”和“Pgdn”键选择工艺数据库中的成套参数。
Speed参数的改变是实时的,其它各项参数只有在F8确认返回后才会起作用。
“形参数”改变程序几何参数。
进入此菜单后,操作类似于“画图”下的“形参数”。
“正向割”正向切割。
系统将按选择程序从起点至终点进行切割
“反向割”反向切割。
系统将按选择程序从终点至起点进行切割。
对于一个起点和终点重合的程序来说,反向切割和正向切割在轨迹上效果完全一样。
“暂停”暂停加工,依系统提示操作后可恢复加工。
5)、到此整个线切割机床操作与自动编程实验完成。
在主菜单下按F1:
1)、文件菜单
“装入”从源盘读入数据文件到工作盘。
源盘设置在设置菜单的数据盘下完成,源盘可以是A盘,也可以是LAN,工作盘是系统进入时所处的盘。
“存盘”把工作盘数据文件存入源盘。
“删除”删除工作盘中的文件。
“串行入”本功能是为了实现串行口的通信,它可以完成在两台控制柜之间或计算机与控制柜之间的串行传输。
串行口为COM1或COM2,用户可以通过编辑C:
\BKDC\SERCOM.DAT来设置串口类型。
要实现计算机与控制柜之间传输,先要将BKDC安装盘上的transmit.exe拷贝到你的计算机中,它是一个自解压文件,运行后会生成trandos.exe和trawin.exe文件。
Trandos.exe是在DOS6.22下传输,tranwin.exe是在WIN95下传输。
用户在“串行入”菜单下,输入文件名(不需输入.iso扩展名)。
例如test后,系统会将接收到的文件保存为test.iso。
“串行出”将ISO文件发送到串行口。
“DXF”从源盘读入DXF格式,并将其转化为ISO格式。
“转换”把3B格式的文件转换成ISO格式的文件。
注:
“装入”、“存盘”、“删除”对3B、ISO文件均可操作,转换只对3B文件起作用。
在主菜单下按F2:
1)、编辑菜单
“ISO”通过系统编辑器编辑一个新的ISO文件。
“3B”通过系统编辑器编辑一个新的3B文件。
输入文件名时不需带文件类型,如需产生名为NAME.ISO的文件时,文件名只需输入NAME即可。
若需跳步编程,则在程序段末加后缀J。
“更新”修改系统中的3B或ISO程序文件。
“校验”校验ISO类文件,系统将报告校验结果。
在主菜单下按F3:
1)、测试菜单
“开泵”打开工作液泵
“关泵”关闭工作液泵
“高运丝”高速运丝
“低运丝”低速运丝。
“关运丝”关运丝电机
“电源”“丝速”选择丝速,“电流”选择最大峰值电流,“脉宽”选择脉冲宽度,“间隔比”选择脉冲间隙比,“分组宽”选择分组脉冲宽度,“分组比”选择分组脉冲间隙比,“测试”打开加工电源,在此菜单中,X,Y,U,V电机处于释放状态,因此用户可以在测试菜单下,开启滚丝筒和脉冲电源,一边移动X,Y,U,V拖板,一边观察工件和钼丝间的放电火花,使得钼丝到达垂直位置。
在此菜单下可以用Pgup和Pgdn键选择工艺参数库中的电参数进行测试。
“退出”返回上一级菜单,返回时将关闭工作液泵、运丝电机和脉冲电源。
在本菜单下,假如机床线架上没有丝,试图同时打开工作液泵和运丝电机时系统将自动选择其一动作而关闭另一个。
在主菜单下按F4:
1)、设置菜单
“坐标”只有当系统初次启动、系统失电记忆出错、人工摇动拖板或者更换导轮和重新穿丝后,才可使用此菜单,X,Y,U,V分别设置四个轴的当前绝对坐标值,单位为mm。
该系统中,有三个坐标系,即绝对坐标系(Abscoor)、工件坐标系(Partcoor)和机床坐标系(Machinecoor),三个坐标系的轴互相平行,只是它们的坐标原点有所不同。
绝对坐标系以机床零点(或拖板的左极限位置)为坐标原点,当钼丝垂直拖板时,U、V坐标值为零。
机床坐标系的U、V轴同绝对坐标系,X、Y轴的零点在拖板行程中心。
工件坐标系可由用户在ISO代码中设定。
F8键确认设置并返回。
“间隙”X、Y、U、V分别设置四轴的反向间隙补偿值,设置范围0~127μm。
F8确认设置并返回上一级菜单。
“数据盘”数据盘有两个A与LAN,一般情况下数据盘为A盘。
LAN为网络盘,当需要对网络共享的文件进行操作时,将数据盘设为LAN,执行文件\装入操作,就可以将网络共享的文件装到C:
\BKDC目录下,执行文件\存盘操作就可以将C:
\BKDC目录下的文件拷贝到网络共享的目录里。
在网络传输前先用MSWORK软件将网络共享的目录映射为本地的Z盘。
“电参数”
“机参数”为系统参数。
“日期”设置日期及时间,用“↑”、“↓”选择设置项,系统用红色矩形条表示当前设置参数项,PGUP、PGDN键改变参数值,F8确认设置并返回。
“退出”确认所有设置,并返回上一级菜单。
在主菜单下按F5:
1)、人工菜单
“上丝”上丝准备。
用户在此菜单下可以把丝绕在贮丝筒上,继而完成穿丝工作。
进入此菜单,系统开放贮丝筒边上的按钮,用户按下一次按钮,丝筒从停止变成运转或者从运转变成停止,两者交替进行。
退出此菜单时,按钮就不起任何作用。
在此菜单下,可以完成张丝工作,一般说来丝张力均匀即可。
“单步”单步移动。
单步分为X、Y、U、V四轴,步数分为±
1、±
10、±
100和±
1000μm八种,移动速度约为7mm/min。
移动同由F1~F4选择,单步数值由F5和F6选择,当单步量为正时,拖板向选择轴的正向移动,反之则向反向移动,F8中止移动并返回上一级菜单。
“相对动”相对移动即定长移动。
F1~F4输入各轴的移动距离,输入值的正负代表移动的方向,单位为mm。
F5、F6选择移动速度,系统把移动速度分为1~10共十档,移动速度的改变可以在移动开始前也可以在移动进行之间,F7以选定的移动速度和距离开始移动。
F8中止移动并返回上一级菜单。
“绝对动”定点移动,系统移动至指定点。
F1~F4输入指定点的坐标。
其余各项同“相对动”。
“回垂直”回垂直。
U、V移动至绝对坐标为0.000处,单轴移动速度约为7mm/min系统移动时,运丝电机将开启。
“对边”边缘找正。
此菜单完成X、Y四个方向的边缘找正,F1找正X正向上的边缘,F2、F3、F4类同,F8返回上一级菜单。
“定中心”中心找正,此菜单完成中心对称图形的中心找正,系统提供C__x__y和C__y__x两种找正方式,C__x__y首先寻找X轴方向中心,然后找Y轴方向中心,C__y__x则相反。
F8返回上一级菜单。
边缘找正和中心找正要求工件侧面和内孔干净光滑,否则将影响精度,严重者可能会发生断丝。
在主菜单下按F6:
1)、语言菜单可选择中文简,中文繁,英文。
(2)电火花
1、电火花一般加工过程
打开电源开关→工具电极装夹准备→工件电极装夹准备→检查密封门是否到位→移动X、Y工作台到加工位置→打开工作液泵(快速阀门打开)→液面高出工件电极50mm左右关闭工作液泵→按F1,输入Z放电位置(加工深度值)→移动Z轴到工件上表面(“嘀”的一声停下来)→按F5,光标移到绝对坐标Z轴,设定值为0→按F3程序编辑(输入电参数)→按F10根据需要打开EDM自动匹配→打开工作液泵(小喷嘴阀门打开,便于加工时排屑)→准备加工→加工零件→完成加工。
一、本ZNC使用按键如下:
F1:
手动放电设定
F6:
找中心点
F2:
自动放电设定
F7:
EDM参数
F3:
程序编辑
F8:
机械参数
F4:
位置归零
F9:
放电计数归零
F5:
位置设定
F10:
放电参数自动匹配
数字键:
0—9。
+/—
各类箭头:
移动游标指定轴向
二、操作画面:
分为以下各视窗:
1、位置显示视窗:
显示各轴位置,包含绝对座标及增量座标x、y、z
2、状态显示视窗:
显示执行状态,包含计时器,总节数,执行单节及z轴设定值。
3、程序编辑视窗:
程序编辑操作。
4、EDM参数显示视窗:
EDM参数操作更改。
5、功能键显示视窗:
F1---F8操作按键
三、手动放电操作(F1)
1、健入手动放电尺寸
2、调整放电参数:
F7进入
3、按放电开始
4、当尺寸到达时,系统自动上升到安全高度
5、可使用自动匹配及喷油方式加工
四、自动式执行(F2)
自动放电与手动放电功能不同在自动放电是按照事先规划好的程序执行。
五、程序编辑(F3)
1、使用上下左右游标移动游标到编辑位。
2、如果是z轴输入栏则输入尺寸
3、如果是EDM参数则使用F3、F4更改参数
4、使用F1插入所需单节,此时系统会将游标所在单节拷贝到下一单节
5、使用F2删除不要的单节
6、编辑完成使用F8跳出
六、位置归零(F4)
1、使用游标移到归零轴向
2、按“4”位置归零
3、按“Y”归零确定,按“N”归零确定。
4、工作面设立可使用低能量放电方式找零点
七、设定位置(F5)
2、按“F5”位置设定
3、按数字键输入,
4、按“ENTER”确定,按后退键盘取消。
八、设定中心位置(F6)
2、按“F6”位置设定
3、按“ENTER”确定,此时所选择的座标会被除2
九、EDM放电条件参数修改(F7)
1、使用上下游标移动到修改的条件。
2、使用左右游标增加或减少
3、所修改的条件会随时送到放电系统
4、如果自动匹配打开,则调整时系统会自动匹配其他参当数。
5、按“F10”可关闭自动匹配功能。
十、系统参数(一般不用改)
五、实验步骤:
学生要加工5mm的铜板或1mm不锈钢钢板,下面是从开机至加工结束的具体操作步骤:
首先,安装好手轮,然后用夹具安装好所要加工的铜和不锈钢,每个机床各安装一个。
1.合上总电源开关。
2.按下面板上白色带灯按钮,灯亮,计算机启动,系统自检后进入欢迎屏幕。
3.按下面板上绿绝按钮,机床电器部分能正常工作。
4.按任意键进入主菜单。
5.首先进入测试,测试乳化液泵,和丝的运转情况。
6.按下机床急停按钮用手动方式调整工件与钼丝距离,恢复自动状态,用人工\对边的方式进行自动对边。
7.按F7键,进入运行。
此时系统提示用户选择文件,把红色光标移至11111.ISO(自己定义),按回车键选择文件。
选择的程序,就是所要加工的程序。
8.按F1,选择画图命令,通过放大命令在屏幕上画出大小适中的图形。
9.返回Run菜单,选择F2(Dry_run),按F1(Continue)检查切割图形。
10.返回Run菜单,选择F3(E_par),选取合适的加工参数。
11.返回Run菜单,选择F7(Cut),系统自动开启运丝电机和工作液泵,请调节工作液阀门,使工作液刚好包住钼丝流下,同时观察加工电压表和电流表,按F6或F7调节进给速度,使加工稳定。
12.切割结束后,系统提示“CutEnd,Selectmenuplease”。
13.选择F8键返回主菜单。
14.按电源关按钮,显示器屏幕变黑。
15.关上总电源开关。
16.卸下所加工的工件,用塞尺测出缝隙的大小,计算出放电间隙。
在以上的步骤中,并不是每一步都是必须的,在不同情况下有些可以略去。
学生要加工根据线切割加工出来的紫铜工具电极,加工出与工具电极形状镜像的图形,工作液一般为煤油,下面是从开机至加工结束的具体操作步骤:
六、实验报告要求
1、实验报告要独立完成,字迹工整,数据准确。
2、详细记录好每一步的过程,最终体现在实验报告上。
3、实验过程中的电参数、G代码、图形等要很好的记录下来,最终体现在实验报告上。
4、要求按照实习报告的要求完成。
七、考核形式
综合实验成绩按实验最终作品和实验报告质量分别评定成绩,各占60%、40%,按百分制评定。
附录:
加工工艺参数
(1)线切割电参数
一、加工参数选择的基本规则
线切割加工电参数包括脉冲宽度(pul_on),脉冲间隙与脉冲宽度比(p_ration)、分组脉冲宽度(Grp_on)、分组脉冲间隙与分组脉冲宽度比(G_ration)、峰值电流(I_max),本系统把进给速度(Speed)和丝速(w_sp)也包括在加工参数里面。
1运丝速度w_sp
运丝速度分为二档即高速1(High)、低速0(Low)。
高速有利于排屑,低速有利于减小丝的振动,保持丝的稳定,在工作厚度大于10mm时,一般应采用高速运丝。
2最大电流I_max
最大电流分为1~15共十五档,最大峰值电流约为档数乘以4.
从加工速度和加工稳定性来说,峰值电流越大,单脉冲能量越大,放电间隙越大,加稳定性和加工速度越好。
从加工件的粗糙度和电极丝损耗来看,最大电流越小越好。
为了保证加工继续,,对于相对应厚度的工作,表1规定了最少应选择的最大电流,当然可以超过表1的范围以提高加工效率。
表1
工件厚度(mm)
10
20
30
40
50
60
7
80
90
100~120
120以上
最大电流
1
2
3
4
5
6
8
9
11
3脉冲宽度Pul_on
脉冲宽度分别为2,4,6
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- 数控 电火花 切割 组合 加工 实验