《先进制造技术》实验指导书.docVIP

实验一：数控电火花线切割机床基本操作 一、实验名称：数控电火花线切割机床操作 二、实验目的： 了解电火花线切割机床工作原理； 了解电火花线切割机床的基本结构； 掌握电火花线切割加工的电加工参数选择； 掌握电火花线切割机床的基本操作。 实验设备及辅助设施： 1.设备：苏州长风DK7725E型线切割机床； 2.电极丝：φ0.2mm钼丝500m； 3.材料：100X100X5mm钢板1片。 4.量具：0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺。 四、实验方法 先由实验老师进行讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手操作机床。实验完毕后，认真完成实验报告。 五、实验步骤： 1．电火花线切割加工技术简介（老师讲解） 电火花线切割加工是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法，它用一根移动的导线（电极丝）作为工具电极对工件进行切割，故称线切割加工。线切割加工中，工件和电极丝的相对运动是由数字控制实现的，所以，又称为数控电火花线切割加工，简称线切割加工。 电火花线切割加工原理（老师讲解） 电火花数控线切割的加工过程包含下列三部分内容： 电极丝与工件之间的脉冲放电； 电极丝沿其轴向（垂直或Z方向）作走丝运动； 工件相对于电极丝在XOY平面内作数控运动。 ⑴ 电极丝与工件之间的脉冲放电 电火花线切割时，电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。在正负极之间加上脉冲电源 ，当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心，温度瞬时可高达10000度以上，高温使工件金属、电极丝和工件之间的工作液熔化或部分气化，产生的蒸汽瞬间迅速热膨胀，并具有爆炸特性。这种热膨胀和局部微爆炸，将熔化和汽化了的金属材料抛出，从而实现对工件材料进行电蚀切割加工。放电间隙在0.01mm左右。 为了电火花加工的顺利进行，必须创造条件保证每来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电。首先，必须使两个电脉冲之间有足够的时间，使放电间隙中的介质消电离，即使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度，以免总在同一处发生放电而导致电弧放电。一般脉冲间隙为脉冲宽度的4倍以上。 为了保证火花放电时电极丝不被烧断，必须向放电间隙处注入大量工作液，以便电极丝得到充分冷却。同时，电极丝还必须作高速轴向运动，以免火花放电总在电极丝局部位置进行而被烧断。快速走丝速度一般为7~10m / s，电极丝作高速运动，还有利于不断往放电间隙中带入新的工作液。同时，把电蚀产物从间隙中带出。 ⑵ 电火花线切割加工的走丝运动 走丝运动过程中，钼丝必须整齐地缠绕在储丝筒上，因此，储丝筒除了作旋转运动外，还必须按一定速度作轴向运动。储丝筒轴向运动速度（mm/r）应略大于电极丝直径（mm）。否则，走丝时会产生叠丝现象而导致断丝。 ⑶ X、Y坐标工作台的数控运动 工件安装在XOY坐标工作台上，分别由X向和Y向的步进电机驱动作数控运动，而工件相对于电极丝的运动轨迹，由线切割编程决定。 脉冲当量：即步进电机每接受一个脉冲时，驱动工作台移动的距离。一般为0.001mm (编程的数据单位)。 步距角：每接受一个进给脉冲时，步进电机所转动的角度。 产生稳定电火花线切割加工的必要条件：一是要有脉冲电源；二是工件与电极丝之间始终保持稳定的放电间隙（约0.01-0.02mm）；三是火花放电必须是在具有一定绝缘强度的液体绝缘介质中进行。 电火花线切割机床的基本结构（老师讲解） 以本实训中心所购机型DK7725E为例 本机床由机床主机和控制柜两大部分组成，配有CNC-10A型自动编程和控制系统。其机床主机结构如图所示。 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑴ DK7725E型线切割机床主要技术参数 工作台横向行程：250mm ； 工作台纵向行程：320 mm ； 加工工件最大厚度：300mm ； 加工工件最大锥度：6°/100 mm； 加工表面粗糙度：Ra≤2.5um ； 最高材料去除率：≈100/mim ； ⑵ DK7725E型线切割机床传动系统 工作台传动路线。如图 X向：控制系统发出进给脉冲——步进电机D——齿轮4/齿轮3——横向丝杠1——螺母8。 Y向：控制系统发出进给脉冲——步进电机E 　　　　　　　　　 ——齿轮5/齿轮6——纵向丝杠2——螺母7。 运丝部件的传动路线。如图 电动机G——联轴器——运丝筒高速旋转——齿轮9/齿轮10——齿轮11/齿轮12——丝杠13——螺母14带动拖板——行程开关。运丝装置带动电极丝按一定线速度运动，并