江正远毕业设计教材 - 图文

河南机电职业学院

题 目：所属系部：专业班级：学生姓名：指导教师：毕业设计

数控机床的加工与操作方法

机电工程系

机电一体化14-11班

江正远

周 航

2017年 5 月 15 日

毕业论文（设计）任务书

学生姓名： 江正远 专业班级： 机电一体化14-11班 所属院系： 机电工程学院 题 目： 线切割机床的加工操作方法 具体要求： 本毕业设计为数控机床的加工与操作方法，是根据规定的设计过程、相关工艺及所学课程而编写的。此毕业设计力求符合设计标准，满足设计要求。详细说明了连接轴的加工方法，以及数控机床的具体操作方法，零件典型部位的加工等。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加本专业的工作打下一个良好的基础。 任务内容： 1．线切割机床的概述。 2．线切割机床的分类。 3．机床的编程与工件的加工 时间安排： 第13周的周二（5月9日）至到第16周的周二（6月2日），共计24天；来进行毕业设计。 6天，文献搜集、分析，并总结出自己毕业论文的大概轮廓； 10天，开始实践自己的毕业设计论文内容，实现软件硬件设计和调试，进行仿真操作说明及现象； 5天，进行总结，撰写毕业论文； 3天，毕业设计总结、上交纸质及电子版毕业论文。 指导教师签字： 教研室主任签字: 年 月 日

摘 要

数控加工在机械制造中愈来愈显示其特殊重要的意义。数控机床中线切割机床的使用尤为普遍，且效率极高。生产线的数控线切割编程与其它数控机床相比其编程普遍较短且容易让人读懂。数控线切割程序编程有手工编程和自动编程两种方法，自动编程效率高，可靠性好，且能够完成许多手动变成无法解决的复杂零件编程，因而得到广泛应用。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。

本文采用数控线切割对压板工件的自动编程及仿真，利用软件及数控线切割加工机床的连接，经过设置参数和刀具路径，然后生成数控NC程序，把程序传给数控线切割加工机床进行实际加工压板零件。

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

我国数控线切割编程技术20多年来经历了手工编程、袖珍计算机编程、计算机编程和微型计算机编程几个阶段，并正紧跟电子技术和计算机技术的发展而不断发展。目前编程方法各异，花样繁多。对我国的数控线切割编程，既要制订出一个统一的规范，又要在其指导下紧跟科学技术的发展而不断发展。

1 线切割机床概述

1.1 线切割加工的由来

线切割机床（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。

线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。

1.2线切割机床发展

控制系统自20世纪60年代后期至70年代中期，我国高速走丝线切割机床的数控系统专用工控机，采用晶体管分立元件组成门电路，再由门电路组成寄存器、输入控制器、运算器、输出控制器等，加工程序则通过扳键开关手工输入，或通过光电阅读机从穿孔纸带读入，采用辉光数码管和氖灯显示计数长度以及X、Y坐标值（二进制）。进入20世纪70年代后期，数控系统已过渡到以中、大规模集成电路芯片为主的电路。基本原理和结构虽然未改变，但功能得到加强，可靠性也提高了。它的输入仍然有手工输入（扳键或按键）和纸带输入（电报机头）两种方式，指示有荧光数码管和发光二极管形式。该类产品一直到80年代末都在使用。随着单板微型计算机（将CPU、RAM、ROM、输入输出接口装在一块印制电路板上的计算机，简称单板机）的出现，高速走丝线切割机控制器大量使用以Z-80为微机处理器的单板机，真正实现了功能强、价格的目标。对于简易数控系统来说，这是一个辉煌的时期，在其它相关行业的发展促进下，使数控高速电火花线切割机得到了迅速的普及。

到20世纪90年代，数控系统以8051系列单片机的控制器都具有图形缩放、齿隙补偿、短路回退、断丝保护、停电记忆、自动对中、加工结束自动停机等功能，并有锥度切割功能。带显示器的编程、控制一体机也已开始使用，只是所编制的程序，不能直接传输到其它控制台上，但有配备打印机、纸带穿孔机等外部设备，而且也只能控制单台机床。随着计算机的迅速发展和普及，采用台式微型计算机（包括工控机），能够控制分别独立工作的几台机床。在允许数量范围内，增加机床只需增加控制卡。各机床的工作状态，可通过切换画面分别监视。这样不仅节约了控制系统的成本，又利用了计算机强大的数据存取能力。自动编程系统功能在不断增强，编程方式也多种多样，有指令输入、作图法、扫描法、CAD文档转换等，还可通过U盘、网络等接口、通信进行数据交换。避免了手工输入程序、绘图低效率和带来的差错。

快走丝线切割技术的发展已走向明朗化，在保持往复走丝线切割优点的基础上，不断的探索和研究，把新的理论、新的方法，应用到新的系统中。新一代控制系统将会更稳定、更实用、更简单、更方便。

2 电火花线切割机的分类

2.1快速走丝数控线切割机床

快速走丝数控线切割机床通常使用钼丝作为电极，线切割速度可达300 mm2/min，即单位时间(每分钟)内电极丝中心线在工件上切过的面积总和为300 mm2；切割零件的表面

粗糙度值Ra一般为1.25～2.5μm，最佳Ra也只有1μm；线切割零件的加工精度在0.01～0.02 mm之间。

线切割速度为40～80 mm2/min,即单位时间(每分钟)内电极丝中心线在工件上切过的面积总和为40～80 mm2；所加工的工件表面粗糙度值Ra一般可达1.25μm，最佳Ra可达 0.2μm；零件的加工精度在0.002～0.005 mm之间。因铜丝经放电加工后不再使用，从而避免了电极丝损耗给加工精度带来的影响。此外，还配备了电极丝张力调节机构，使电极丝在慢速运动过程中平稳、均匀、抖动小，所以在加工高精度零件时，慢速走丝数控线切割机床得到了广泛的应用。

在选择数控线切割机床时一般都选快速走丝数控线切割机床，只有在加工高精度零件时，才选择慢速走丝数控线切割机床。快、慢速走丝数控线切割机床的加工特点比较如表3-1所示。

表3-1 快、慢速走丝数控线切割机床的加工特点比较

项 目 走丝速度 电极丝材料 精度保持 电极丝的工作状态 工作液 工作液绝缘强度/(k?·cm) 最高切割速度/(mm2/ min) 最高尺寸精度/mm 表面粗糙度/?m 数控装置 程序形式 类 型 快 速 走 丝 2～12 m/s 钼丝、钨钼丝 走丝抖动大，精度较难保持 循环重复使用 特制乳化油水溶液 0.5～50 300 ? 0.01 0.63 开环、步进电机形式 慢 速 走 丝 1～8 m/min 黄铜丝、铜合金及其镀覆材料 走丝平稳，精度容易保持 一次性使用 去离子水 10～100 300 (国外) ? 0.005 0.16 闭环、半闭环、伺服电机 3B、4B程序，国际ISO代码程序 国际ISO代码程序

3 工件的编程和加工

3.1绘制草图与Auto CAD图形

在老师布置的毕业设计中，老师提出了加工一个数控机床上的压板。首先我绘制出草图，其尺寸和样式如下图4-1所示。

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