文档介绍：数控电火花线切割机床
数控电火花切割机床利用电蚀加工原理,采用金属导线(钼丝)作为工具电极切割工件。机床配有电子计算机作数字程序控制,能按加工要求,自动控制切割任意角度的直线和圆弧。这类机床主要适用于切割淬火钢、硬质合金等特殊金属材料,加工一般金属切削机床难以正常加工的细缝槽或形状复杂的零件, 在模具行业的应用尤为广泛。
                                                 第一节数控电火花线切割的概述
一、数控电火花线切割机床简介
(一)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,如图10-1所示。
工作台   
工作台又称切割台,由工作台面、中拖板和下拖板组成。工作台面用以安装夹具和被切割工件,中拖板和下拖板分别由步进电机拖动,通过齿轮变速及滚珠丝杠传动,完成工作台面的纵向和横向运动。工作台面的纵、横向移动都可以手动或自动。
走丝机构  
走丝机构主要有贮丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等部件组成。贮丝筒安装在贮丝筒拖板上,由走丝电动机通过联轴器带动,作正(反)旋转。贮丝筒的旋转运动通过齿轮同时传给贮丝筒拖板的丝杠,使拖板作往复运动。丝架分上丝架和下丝架,用来安装导轮,调节导轮的位置。钼丝安装在导轮和贮丝筒上,开动走丝电动机,钼丝以一定的速度作往复运动,即走丝运动。如果上丝架带有十字拖板,则通过一对步进电机,可带动十字拖板,进而使导轮产生前后、左右的移动,与工作台拖板的运动有机配合,可加工出具有锥度的零件。
  
供液系统为机床的切割加工提供足够、合适的工作液。线切割加工中应用的工作液种类很多,有煤油、乳化液、去离子水、蒸馏水、洗涤液、酒精等,应根据具体条件加以选用。工作液的主要作用是:①对放电通道的压缩作用;②对电极工件和加工屑的冷却作用;③对放电区的消电离作用;④对放电产物的清除作用。
  
脉冲电源就是产生脉冲电流的能源装置。电火花线切割脉冲电源是影响线切割加工工艺指标最关键的设备之一。为了满足切割加工条件和工艺指标,对脉冲电源有以下要求:
①脉冲峰值电流要适当;②脉冲宽度要窄;③脉冲频率要尽量高;④有利于减少钼丝损耗;⑤参数调节方便,适应性强。
  
机床的控制系统存放于控制柜中,对整个切割加工过程和切割轨迹作数字程序控制。
(二)机床和系统的性能
目前国内使用的数控线切割机床品种繁多,控制系统也不尽相同。但它们的组成部分和工作原理是基本一致的,只是具体的技术指标有所不同,系统的功能有强有弱。本书介绍的是北京电加工机床厂生产的DK7725B型数控电火花线切割机床。该机床在一般的线切割机床上增加了间隙补偿和锥度补偿功能,能方便地切割出不同间隙要求凹模和凸模,根据要求切割出锥度。钼丝采用快速走丝,并配有高频晶体管脉冲电源。工作台拖板导轨及贮丝筒拖板导轨均采用滚柱导轨的形式,移动灵活,轻巧,工作台的纵横向移动丝杠均采用精密的滚珠丝杠,由伺服电机带动。具有切割速度快,加工精度高等特点。
DK7725B机床采用SK-3型数控柜,控制坐标为X、Y、U、V四轴坐标,该控制柜使用自动程序和3B/4B程序,可对圆弧直线进行插补运算,并具有图形旋转、镜象对称、间隙补偿、CRT屏幕显示、公英制转换、断电保护程序等功能。自动程序功能可对一般图形进行简易编程,并存贮在计算机内。在切割控制方面,该数控柜采用双电位调节方式,具有较宽的适用范围,可实现超厚切割时的稳定进给。
(三)机床坐标系
与其它数控机床相同,数控线切割机床坐标系应符合国家标准,具体规定如下。
(1)刀具(钼丝)相对于静止的工件运动。
(2)采用右手笛卡尔直角坐标系。当我们面对数控线切割机床时。钼丝相对于工件的左右运动(实际为工作台面的纵向运动)为X坐标运动,且运动正方向指向右方;钼丝相对于工件的前后运动(实际为工作台面的横向运动)为Y坐标运动,且运动正方向指向后方。在整个切割加工过程中,钼丝始终垂直贯穿工件,不需要描述钼丝相对于工件在垂直方向的运动。所以,Z坐标省去不用。坐标原点就是切割加工的开始点。
当机床进行锥度切割时,上丝架上的十字拖板将前后、左右移动,这是平行于X轴和Y 轴的另一组坐标运动,称为附加坐标运动。其中平行于X轴的左右移动为U坐标运动,平行于Y轴的前后移动为V坐标运动。X、Y、U、V四个坐标运动的有机配合,就能加工出具有各种锥度要求的工件来。
二、线切割加工的原理
首先,操作者将切割工件的数控程序编制好(可以是手工编制,也可以是计算机自动编程),通过键盘(或穿孔纸带,或通讯接口)输入机床的控制柜,经图像模拟检验,确认程序正确(否则对程序进行必要的