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1、数控机床编程与操作数控机床编程与操作本章着重介绍了数控电火花加工，从机床本章着重介绍了数控电火花加工，从机床的组成、编程指令、操作、加工实例、机床的的组成、编程指令、操作、加工实例、机床的日常维护及保养和常见故障排除，较全面地介日常维护及保养和常见故障排除，较全面地介绍了数控电火花的加工工艺。绍了数控电火花的加工工艺。1.1.数控电火花机床的结构形式数控电火花机床的结构形式 （1 1）立柱式（）立柱式（C C形结构）形结构）它是大部分数控电火花机床采用的结它是大部分数控电火花机床采用的结构形式，如图构形式，如图11.111.1所示所示*。在床身机座上安。在床身机座上安装了立柱和工作台，床身一般
2、为铸件，对装了立柱和工作台，床身一般为铸件，对于小型机床，床身内安装工作液箱，大型于小型机床，床身内安装工作液箱，大型机床则将工作液箱放置在床身外。立柱上机床则将工作液箱放置在床身外。立柱上安装了主轴头，工作台下安装了安装了主轴头，工作台下安装了X X、Y Y轴，轴，工作台上安装油槽，油槽安装有活动门，工作台上安装油槽，油槽安装有活动门，门上嵌有密封条。此类机床的刚性比较好，门上嵌有密封条。此类机床的刚性比较好，导轨承载均匀，容易制造和装配。导轨承载均匀，容易制造和装配。图图11.1 11.1 立柱式立柱式 图图11.2 11.2 龙门式龙门式 （2 2）龙门式）龙门式这种结构的立柱做成龙门样
3、式，如图这种结构的立柱做成龙门样式，如图11.211.2所示所示*。该结构将主轴安装在。该结构将主轴安装在X X、Y Y两个两个导轨上，工作液槽采用升降式结构。它的最导轨上，工作液槽采用升降式结构。它的最大特点是机床的刚性特别好，可做成大型电大特点是机床的刚性特别好，可做成大型电火花机床。火花机床。（3 3）滑枕式）滑枕式这种结构形式类似于牛头刨床，如图这种结构形式类似于牛头刨床，如图11.311.3所示。该结构将主轴安装在所示。该结构将主轴安装在X X、Y Y两个滑枕上，两个滑枕上，工作液槽采用升降式结构。机床工作时，工作工作液槽采用升降式结构。机床工作时，工作台不动。此类机床结构比较简单，
4、容易制造，台不动。此类机床结构比较简单，容易制造，适合于大、中型的电火花机床，它的不足之处适合于大、中型的电火花机床，它的不足之处是机床刚度会受主轴行程的影响。是机床刚度会受主轴行程的影响。图图11.3 11.3 滑枕式滑枕式 （4 4）悬臂式）悬臂式这种结构形式类似于摇臂钻床，如图这种结构形式类似于摇臂钻床，如图11.411.4所示。主轴安装于悬臂上，可在悬臂上移动，所示。主轴安装于悬臂上，可在悬臂上移动，上下升降比较方便。它的好处是电极装夹和上下升降比较方便。它的好处是电极装夹和校准比较容易，机床结构简单，一般应用于校准比较容易，机床结构简单，一般应用于精度要求不太高的电火花机床上。精度要
5、求不太高的电火花机床上。图图11.4 11.4 悬臂式悬臂式 （5 5）台式结构）台式结构这种机床结构比较简单，床身和立柱可这种机床结构比较简单，床身和立柱可连成一体，机床的刚性较好，结构比较紧凑。连成一体，机床的刚性较好，结构比较紧凑。电火花高速小孔机为此结构形式，如图电火花高速小孔机为此结构形式，如图11.511.5所示。所示。图图11.5 11.5 台式台式 除了以上的几种结构形式外，近年来，除了以上的几种结构形式外，近年来，还研制出了小型便于携带的或移动式的电还研制出了小型便于携带的或移动式的电火花加工机床，如图火花加工机床，如图11.611.6*和图和图11.711.7所示所示*。图
6、图11.6 11.6 便携式便携式 图图11.7 11.7 移动式电火花机床移动式电火花机床 2.2.数控电火花机床的组成部分及其作用数控电火花机床的组成部分及其作用在数控电火花机床中最为常用的是电火在数控电火花机床中最为常用的是电火花穿孔、成形加工机床。它包括机床的主体、花穿孔、成形加工机床。它包括机床的主体、脉冲电源、伺服进给系统、工作液循环系统脉冲电源、伺服进给系统、工作液循环系统及机床附件等组成，如图及机床附件等组成，如图11.811.8所示。所示。图图11.8 11.8 数控电火花机床数控电火花机床 （1 1）机床的主体）机床的主体主机由床身、主轴、工作台及润滑系统主机由床身、主轴、
7、工作台及润滑系统组成。主要用于支承工具和工件电极，保证组成。主要用于支承工具和工件电极，保证它们之间的放电间隙，并实现加工过程中稳它们之间的放电间隙，并实现加工过程中稳定的进给运动。定的进给运动。床身和立柱床身和立柱床身和立柱是机床的主体部分，它可以床身和立柱是机床的主体部分，它可以确保工作台与工具电极、工件电极的相对位确保工作台与工具电极、工件电极的相对位置，且它的精度高低将直接影响加工质量。置，且它的精度高低将直接影响加工质量。一般床身为刚性比较好的箱体结构，立柱则一般床身为刚性比较好的箱体结构，立柱则牢牢地固定在床身的结合面上，在立柱的前牢牢地固定在床身的结合面上，在立柱的前端面上安装主
8、轴箱。整个机床呈端面上安装主轴箱。整个机床呈C C形结构。形结构。工作台工作台主要用来支承和装夹工件电极。工作台主要用来支承和装夹工件电极。工作台的下部装有的下部装有X X、Y Y方向的拖板，使工作台可沿方向的拖板，使工作台可沿X X、Y Y方向移动。工作台的上部装有工作液槽，方向移动。工作台的上部装有工作液槽，一般有两种结构形式。一种为固定式结构，一般有两种结构形式。一种为固定式结构，四周用钢板围成，两面钢板作成活动门，可四周用钢板围成，两面钢板作成活动门，可打开，便于工件的装夹。门上均用密封条加打开，便于工件的装夹。门上均用密封条加以密封。另一种为升降式结构，它是在工作以密封。另一种为升降
9、式结构，它是在工作台的四周围成工作液槽。装夹工件时，它自台的四周围成工作液槽。装夹工件时，它自动下落，隐藏于工作台和床身之间；当需要动下落，隐藏于工作台和床身之间；当需要加工时，可自动升起，构成工作液槽。加工时，可自动升起，构成工作液槽。主轴主轴是机床的一个关键部件，它直接影响加是机床的一个关键部件，它直接影响加工的工艺指标。主轴的结构由进给机构、导工的工艺指标。主轴的结构由进给机构、导向机构、辅助机构组成。一般主轴的进给机向机构、辅助机构组成。一般主轴的进给机构可采用步进电机、直流电机或交流伺服电构可采用步进电机、直流电机或交流伺服电机作为进给驱动，通过圆弧同步齿形带减速机作为进给驱动，通过
10、圆弧同步齿形带减速及滚动丝杠副传动，驱动主轴做上下的进给及滚动丝杠副传动，驱动主轴做上下的进给运动。主轴移动位置的显示一般用装在主轴运动。主轴移动位置的显示一般用装在主轴上的百分表指示，或用数显表显示。主轴箱上的百分表指示，或用数显表显示。主轴箱整体固定在立柱上，使主轴的精度保持性较整体固定在立柱上，使主轴的精度保持性较好，而且拆装也比较方便。好，而且拆装也比较方便。机床主体润滑系统机床主体润滑系统主要是用于润滑机床的导轨、滚动丝杠主要是用于润滑机床的导轨、滚动丝杠副等移动部件。这些部件的润滑可采用手动副等移动部件。这些部件的润滑可采用手动或自动方式。手动方式是利用手动注油器，或自动方式。手动
11、方式是利用手动注油器，拉动注油器的拉杆，将润滑油压出注油缸对拉动注油器的拉杆，将润滑油压出注油缸对机床进行注油润滑。自动方式是选用自动注机床进行注油润滑。自动方式是选用自动注油器，每间隔一定时间注油一次。油器，每间隔一定时间注油一次。（2 2）工作液循环系统）工作液循环系统工作液循环系统包括工作液泵、容器、工作液循环系统包括工作液泵、容器、过滤器和管道等。主要功能是使工作液循过滤器和管道等。主要功能是使工作液循环，排除加工中的电蚀物和对工件、工具环，排除加工中的电蚀物和对工件、工具电极降温。工作液的循环方式可为冲油式电极降温。工作液的循环方式可为冲油式（上冲油或下冲油）和抽油式（上抽油或（上冲
12、油或下冲油）和抽油式（上抽油或下抽油）两种。如图下抽油）两种。如图11.911.9所示所示*。图图11.9 11.9 工作液循环系统油路图工作液循环系统油路图 1 1粗过滤器粗过滤器 2 2单向阀单向阀 3 3涡旋阀涡旋阀 4 4电机电机 5 5安全阀安全阀6 6压力表压力表 7 7精过滤器精过滤器 8 8压力调节器压力调节器 9 9射流抽吸管射流抽吸管1010冲油选择阀冲油选择阀 1111快速进油控制阀（补油）快速进油控制阀（补油）1212、1313压力表压力表 （3 3）脉冲电源）脉冲电源电火花加工用的脉冲电源的作用是把电火花加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电转换成一定频率的单向脉冲电工
13、频交流电转换成一定频率的单向脉冲电流，用以供给电火花放电间隙所需要的能流，用以供给电火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。电火花脉冲电源有量来蚀除金属。电火花脉冲电源有RCRC线路线路脉冲电源、晶体管脉冲电源、高低压复合脉冲电源、晶体管脉冲电源、高低压复合脉冲电源、多回路脉冲电源、等脉冲电源、脉冲电源、多回路脉冲电源、等脉冲电源、高频分组脉冲电源和自适应控制电源等几高频分组脉冲电源和自适应控制电源等几种类型。种类型。（4 4）机床附件）机床附件电火花机床的附件主要是主轴头夹具电火花机床的附件主要是主轴头夹具和平动头。主轴头夹具用来装夹工具电极。和平动头。主轴头夹具用来装夹工具电极。平动头是一个使
14、装在其上的工具电极能够平动头是一个使装在其上的工具电极能够产生向外机械补偿功能的机床工艺附件。产生向外机械补偿功能的机床工艺附件。一般的平动头大都由电动机和偏心机构组一般的平动头大都由电动机和偏心机构组成，如图成，如图11.1011.10*和图和图11.1111.11所示所示*。图图11.10 11.10 垂直和水平转角调节装置的夹头垂直和水平转角调节装置的夹头 1 1调节螺钉调节螺钉 2 2摆动法兰摆动法兰3 3球面螺钉球面螺钉 4 4调角校正架调角校正架5 5调整垫调整垫 6 6上压板上压板7 7装柄座装柄座 8 8锥柄座锥柄座 9 9滚珠滚珠 1010电源线电源线1111垂直度调节螺钉垂
15、直度调节螺钉 图图11.11 11.11 平头运动轨迹及外形平头运动轨迹及外形a.a.平动加工时电极的运动轨迹平动加工时电极的运动轨迹 b.b.平动加工过程示意图平动加工过程示意图 3.3.数控电火花机床的主要技术参数数控电火花机床的主要技术参数 19851985年后，我国将数控电火花机床定年后，我国将数控电火花机床定名为名为D71D71系列，其型号表示方法如下：系列，其型号表示方法如下：D 71 40 机 床 工 作 台 横 向 行 程（宽 度）（cm）电 火 花 穿 孔、成 形 加 工 机 床 电 加 工 机 床（如 为 数 控 电 加 工 机 床，则 在D后 加K）电火花穿孔、成形机床按
16、其大小可分为电火花穿孔、成形机床按其大小可分为小型（小型（D7125D7125以下）、中型（以下）、中型（D7125D7125D7163D7163）和大型（和大型（D7163D7163以上）机床；按数控程度分以上）机床；按数控程度分为非数控、单轴数控（为非数控、单轴数控（ZNCZNC）和三轴数控）和三轴数控（CNCCNC）机床；按工具电极的伺服进给系统）机床；按工具电极的伺服进给系统的类型分为液压进给（基本淘汰）、步进电的类型分为液压进给（基本淘汰）、步进电机进给、直流或交流伺服进给方式的机床。机进给、直流或交流伺服进给方式的机床。电火花穿孔、成形机床的主要技术参数电火花穿孔、成形机床的主要技术参数包括加工电压、加工电流、脉冲宽度、脉冲包括加工电压、加工电流、脉冲宽度、脉冲间隔、放电间隙、正负极性加工、加工速度、间隔、放电间隙、正负极性加工、加工速度、损耗速度、工具相对损耗比等参数。现今，损耗速度、工具相对损耗比等参数。现今，普遍使用的是以计算机控制的电火花成形机普遍使用的是以计算机控制的电火花成形机床，利用计算机屏幕上各项参数菜单，用鼠床，利用计算机屏幕上各项参数菜单，用鼠标或键盘输
