第 6章 数控电火花线切割编程
6.1 概 述
6.2 数控电火花线切割手工程序编制
6.3 线切割加工自动编程
6.1 概 述
6.1.1 电火花加工原理所谓电火花加工，就是利用电极间隙脉冲放电产生局部瞬间高温，对金属材料实现熔化、气化，从而蚀除多余金属材料，
达到一定形状、尺寸及表面质量零件的工艺方法。
电火花加工是利用电极间隙脉冲放电产生的局部高温实现加工的。
6.1.2 电火花加工分类及工艺特点
1．电火花加工分类
2．电火花加工的特点
（ 1）脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。
（ 2）脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。
（ 3）加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。
（ 4）可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。
6.2 数控电火花线切割手工程序编制
6.2.1 3B格式线切割加工程序
1,3B格式线切割程序编制原理
B X B Y B J G Z
（ 1） B——分割符，表示一段程序的开始，并用其将 X,Y和 J隔离，以免 X,Y、
J的数值混淆。
（ 2） X,Y——直线或圆弧的相对坐标值。
（ 3） G——计数方向。
（ 4） J——记数长度，以 μm 为单位，
不超过 6位数值，且取绝对值。
（ 5） Z——加工指令，分为直线 L与圆弧 R两大类共 12种，指明加工直线或圆弧的类型。
2,3B格式程序编制步骤和方法
（ 1）根据工件的装夹情况和切割方向，确定相应的统一坐标系。
（ 2）按选定的电极丝半径 r，放电间隙? 和凸、凹模的单边配合间隙（ Z/2）计算电极丝中心的补偿距离?R。
（ 3）将电极丝中心轨迹分割成平滑的直线和单一的圆弧段，按型孔或凸模的平均尺寸计算出各线段交点的坐标值。
（ 4）根据交点坐标值及各线段的加工顺序，逐段编制切割程序。
（ 5）为防止出错，应对编制的程序进行必要的检查和检验。
6.2.2 ISO代码线切割程序
1,ISO代码编程格式一般来说，慢走丝线切割机床通常采用 ISO代码来编制加工程序。 ISO代码的编程格式如下：
/ N4 G2 X± 53 Y± 53 I± 53 J± 53
F22 D2 T± 13 M2
6.2.3 线切割加工工艺分析
1．脉冲电源参数的选择
（ 1）脉冲波形的选择
（ 2）脉冲宽度的选择
（ 3）脉冲休止时间的选择
2,工件材料的选择
3,切割路线的选择
4,加工条件的确定
（ 1）空载电压的选择
（ 2）峰值电流的选择
（ 3）电极丝张力的选择
（ 4）电极丝直径的选择
（ 5）进给速度的选择
（ 6）走丝速度的选择
5．短路、断丝的处理如在切割加工过程中出现电极丝短路、
断丝等现象，通常应采取下述措施予以处理。
（ 1）短路可能因为进给速度太快、
脉冲电源参数选择不当等原因造成。应降低进给速度，增加峰值电流，提高单个脉冲能量，同时加大电极丝的张力，减小工作液的电阻率。
（ 2）发生断丝的原因可能是脉冲电源参数选取不当、工作液浓度不合适、工件变形、进给速度不合适、运丝系统不正常等。应首先检查电极丝断丝的位置并判断原因，减小峰值电流，降低空载电压和进给速度，减小电极丝的张力或增大冷却喷嘴的工作液流量等。
6.3 线切割加工自动编程对于形状轮廓较为复杂的线切割加工工件，通常采用 CAM软件自动编程。目前线切割加工自动编程所使用的软件有很多，
但较为常用的主要有 MasterCAM、
Cimatron及 CAXA等。
6.3.1 3B格式线切割加工程序自动编制自动编程实例：利用 CAXA软件编制出如图 6-26所示多功能角度样板凹模的 3B
格式线切割加工程序。
图 6-26 线切割加工工件平面图
1．加工轨迹的生成
（ 1）利用 CAXA软件的 CAD功能按
1∶ 1绘制图 6-26所示线切割加工工件平面图形。
（ 2）依次单击“线切割” →,轨迹生成”按钮，系统弹出“线切割轨迹生成参数表”对话框。
（ 3）按空格键，在弹出的拾取工具菜单中选择“链拾取”，然后用鼠标单击
L1直线，此时沿 L1直线方向出现一对反向的绿色箭头。
（ 4）用鼠标单击顺时针方向的箭头，
选择搜索方向后，在轮廓的法线方向上出现一对反向的绿色箭头，并在状态栏显示
“选择切割的侧边或补偿方向”。
（ 5）选择轮廓内侧的箭头，表示补偿量的方向指向轮廓内侧。
（ 6）输入穿丝点（ 5,0）回车。
（ 7）右击使穿丝点与退回点重合，
系统自动生成加工轨迹。
（ 8）单击主菜单“文件” →,另存文件”，输入文件名 WZY01_HH.EXB，
单击“保存”。
2．加工轨迹仿真
（ 1）打开高速走丝机床的轨迹文件
WZY01_HH.EXB。
（ 2）单击屏幕左侧的“轨迹仿真”
图标菜单 弹出立即仿真菜单。
（ 3）选择立即菜单,1：”为“静态”。
（ 4）选择高速走丝机床的加工轨迹，
系统生成静态仿真图，各轨迹线段的顺序以阿拉伯数字标出。
3,3B格式加工代码的生成
（ 1）打开高速走丝机床的轨迹文件
WZY01_HH.EXB。
（ 2）单击主菜单“线切割” →,生成 3B代码”，系统弹出“生成 3B加工代码”
对话框。
（ 3）输入文件名 WZY01_HH.3B，单击“保存”按钮。
（ 4）系统弹出生成 3B代码的立即菜单，填写立即菜单为：
（ 5）拾取加工轨迹，然后单击右键结束拾取，系统自动生成 3B格式代码 。
6.3.2 G代码格式线切割加工程序自动编制自动编程实例：利用 CAXA软件编制出如图 6-26所示多功能角度样板凹模的 G
代码格式线切割加工程序。
1．加工轨迹的生成
（ 1）利用 CAXA软件的 CAD功能按
1∶ 1绘制图 6-26所示线切割加工工件平面图形。
（ 2）依次单击“线切割” →,轨迹生成”按钮，系统弹出“线切割轨迹生成参数表”对话框。
（ 3）拾取 L1直线，并选择逆时针方向的箭头作为切割方向。
（ 4）选择轮廓内侧箭头作为补偿的方向，输入穿丝点 5,0回车。
（ 5）右击使穿丝点与退回点重合，
完成轨迹生成。
（ 6）单击主菜单“文件” →,另存文件”，输入文件名 WZY02_XX.EXB。
（ 7）单击“保存”。
2．加工轨迹仿真
（ 1）打开低速走丝机床的轨迹文件
WZY02_XX.EXB。
（ 2）单击屏幕左侧的“轨迹仿真”
图标菜单 弹出立即仿真菜单。
（ 3）选择立即菜单,1：”为“连续”，在立即菜单,2：步长”中输入步长值 0.01回车。
（ 4）拾取低速走丝机床加工轨迹，
系统动态模拟线切割的加工过程。
3,G代码格式加工代码的生成
（ 1）打开低速走丝机床的轨迹文件
WZY02_XX.EXB。
（ 2）单击主菜单“线切割” →,G
代码 /HPGL”→,生成 G代码”，系统弹出
“生成机床 G代码”对话框，同时在状态栏显示目前所调用的机床设置。
（ 3）在“生成机床 G代码”对话框中输入文件名 WZY02_XX.ISO，单击“保存”按钮。
（ 4）拾取加工轨迹后，再右击结束轨迹拾取 。
6.3.3 代码传输自动编程结束生成代码文件后，根据线切割控制系统的不同应选用不同的传输方法。一般来说传输 3B格式代码和传输 G
代码的方法是不同的。
1．运用同步方式传输 3B
格式代码程序
（ 1）依次单击菜单“线切割” →,代码传输” →,同步传输”。
（ 2）选择要传输的文件名（如
WZY01_HH.3B）。
（ 3）操作机床控制器使其处于收信状态，并确定通信电缆连接无误。
（ 4）按 Enter键或单击“确定”，
开始传输 3B代码文件。
（ 5）传输完毕，系统显示“传输结束”。
（ 6）将机床控制器复位，并在控制器上检查程序的条数与
WZY01_HH.3B程序中的条数是否一致，确认后结束传输操作。
2．运用串行接口传输 G代码
（ 1）单击“线切割” →,代码传输” →,串口传输” 图标按钮，系统弹出
“串口传输”对话框，按图 6-31所示设置传输参数（供参考，加工时应根据实际设定）。
（ 2）单击“确定”，选择要传输的文件名（如 WZY02_XX.ISO）。
（ 3）操作机床，使数控系统处于接收状态。
（ 4）按 Enter键或单击鼠标，系统开始传输 G代码。
（ 5）传输完毕，系统提示“传输结束”。
（ 6）操作控制器，检查
WZY02_XX.ISO程序是否完全被传输。
6.1 概 述
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6.3 线切割加工自动编程
6.1 概 述
6.1.1 电火花加工原理所谓电火花加工，就是利用电极间隙脉冲放电产生局部瞬间高温，对金属材料实现熔化、气化，从而蚀除多余金属材料，
达到一定形状、尺寸及表面质量零件的工艺方法。
电火花加工是利用电极间隙脉冲放电产生的局部高温实现加工的。
6.1.2 电火花加工分类及工艺特点
1．电火花加工分类
2．电火花加工的特点
（ 1）脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。
（ 2）脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。
（ 3）加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。
（ 4）可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。
6.2 数控电火花线切割手工程序编制
6.2.1 3B格式线切割加工程序
1,3B格式线切割程序编制原理
B X B Y B J G Z
（ 1） B——分割符，表示一段程序的开始，并用其将 X,Y和 J隔离，以免 X,Y、
J的数值混淆。
（ 2） X,Y——直线或圆弧的相对坐标值。
（ 3） G——计数方向。
（ 4） J——记数长度，以 μm 为单位，
不超过 6位数值，且取绝对值。
（ 5） Z——加工指令，分为直线 L与圆弧 R两大类共 12种，指明加工直线或圆弧的类型。
2,3B格式程序编制步骤和方法
（ 1）根据工件的装夹情况和切割方向，确定相应的统一坐标系。
（ 2）按选定的电极丝半径 r，放电间隙? 和凸、凹模的单边配合间隙（ Z/2）计算电极丝中心的补偿距离?R。
（ 3）将电极丝中心轨迹分割成平滑的直线和单一的圆弧段，按型孔或凸模的平均尺寸计算出各线段交点的坐标值。
（ 4）根据交点坐标值及各线段的加工顺序，逐段编制切割程序。
（ 5）为防止出错，应对编制的程序进行必要的检查和检验。
6.2.2 ISO代码线切割程序
1,ISO代码编程格式一般来说，慢走丝线切割机床通常采用 ISO代码来编制加工程序。 ISO代码的编程格式如下：
/ N4 G2 X± 53 Y± 53 I± 53 J± 53
F22 D2 T± 13 M2
6.2.3 线切割加工工艺分析
1．脉冲电源参数的选择
（ 1）脉冲波形的选择
（ 2）脉冲宽度的选择
（ 3）脉冲休止时间的选择
2,工件材料的选择
3,切割路线的选择
4,加工条件的确定
（ 1）空载电压的选择
（ 2）峰值电流的选择
（ 3）电极丝张力的选择
（ 4）电极丝直径的选择
（ 5）进给速度的选择
（ 6）走丝速度的选择
5．短路、断丝的处理如在切割加工过程中出现电极丝短路、
断丝等现象，通常应采取下述措施予以处理。
（ 1）短路可能因为进给速度太快、
脉冲电源参数选择不当等原因造成。应降低进给速度，增加峰值电流，提高单个脉冲能量，同时加大电极丝的张力，减小工作液的电阻率。
（ 2）发生断丝的原因可能是脉冲电源参数选取不当、工作液浓度不合适、工件变形、进给速度不合适、运丝系统不正常等。应首先检查电极丝断丝的位置并判断原因，减小峰值电流，降低空载电压和进给速度，减小电极丝的张力或增大冷却喷嘴的工作液流量等。
6.3 线切割加工自动编程对于形状轮廓较为复杂的线切割加工工件，通常采用 CAM软件自动编程。目前线切割加工自动编程所使用的软件有很多，
但较为常用的主要有 MasterCAM、
Cimatron及 CAXA等。
6.3.1 3B格式线切割加工程序自动编制自动编程实例：利用 CAXA软件编制出如图 6-26所示多功能角度样板凹模的 3B
格式线切割加工程序。
图 6-26 线切割加工工件平面图
1．加工轨迹的生成
（ 1）利用 CAXA软件的 CAD功能按
1∶ 1绘制图 6-26所示线切割加工工件平面图形。
（ 2）依次单击“线切割” →,轨迹生成”按钮，系统弹出“线切割轨迹生成参数表”对话框。
（ 3）按空格键，在弹出的拾取工具菜单中选择“链拾取”，然后用鼠标单击
L1直线，此时沿 L1直线方向出现一对反向的绿色箭头。
（ 4）用鼠标单击顺时针方向的箭头，
选择搜索方向后，在轮廓的法线方向上出现一对反向的绿色箭头，并在状态栏显示
“选择切割的侧边或补偿方向”。
（ 5）选择轮廓内侧的箭头，表示补偿量的方向指向轮廓内侧。
（ 6）输入穿丝点（ 5,0）回车。
（ 7）右击使穿丝点与退回点重合，
系统自动生成加工轨迹。
（ 8）单击主菜单“文件” →,另存文件”，输入文件名 WZY01_HH.EXB，
单击“保存”。
2．加工轨迹仿真
（ 1）打开高速走丝机床的轨迹文件
WZY01_HH.EXB。
（ 2）单击屏幕左侧的“轨迹仿真”
图标菜单 弹出立即仿真菜单。
（ 3）选择立即菜单,1：”为“静态”。
（ 4）选择高速走丝机床的加工轨迹，
系统生成静态仿真图，各轨迹线段的顺序以阿拉伯数字标出。
3,3B格式加工代码的生成
（ 1）打开高速走丝机床的轨迹文件
WZY01_HH.EXB。
（ 2）单击主菜单“线切割” →,生成 3B代码”，系统弹出“生成 3B加工代码”
对话框。
（ 3）输入文件名 WZY01_HH.3B，单击“保存”按钮。
（ 4）系统弹出生成 3B代码的立即菜单，填写立即菜单为：
（ 5）拾取加工轨迹，然后单击右键结束拾取，系统自动生成 3B格式代码 。
6.3.2 G代码格式线切割加工程序自动编制自动编程实例：利用 CAXA软件编制出如图 6-26所示多功能角度样板凹模的 G
代码格式线切割加工程序。
1．加工轨迹的生成
（ 1）利用 CAXA软件的 CAD功能按
1∶ 1绘制图 6-26所示线切割加工工件平面图形。
（ 2）依次单击“线切割” →,轨迹生成”按钮，系统弹出“线切割轨迹生成参数表”对话框。
（ 3）拾取 L1直线，并选择逆时针方向的箭头作为切割方向。
（ 4）选择轮廓内侧箭头作为补偿的方向，输入穿丝点 5,0回车。
（ 5）右击使穿丝点与退回点重合，
完成轨迹生成。
（ 6）单击主菜单“文件” →,另存文件”，输入文件名 WZY02_XX.EXB。
（ 7）单击“保存”。
2．加工轨迹仿真
（ 1）打开低速走丝机床的轨迹文件
WZY02_XX.EXB。
（ 2）单击屏幕左侧的“轨迹仿真”
图标菜单 弹出立即仿真菜单。
（ 3）选择立即菜单,1：”为“连续”，在立即菜单,2：步长”中输入步长值 0.01回车。
（ 4）拾取低速走丝机床加工轨迹，
系统动态模拟线切割的加工过程。
3,G代码格式加工代码的生成
（ 1）打开低速走丝机床的轨迹文件
WZY02_XX.EXB。
（ 2）单击主菜单“线切割” →,G
代码 /HPGL”→,生成 G代码”，系统弹出
“生成机床 G代码”对话框，同时在状态栏显示目前所调用的机床设置。
（ 3）在“生成机床 G代码”对话框中输入文件名 WZY02_XX.ISO，单击“保存”按钮。
（ 4）拾取加工轨迹后，再右击结束轨迹拾取 。
6.3.3 代码传输自动编程结束生成代码文件后，根据线切割控制系统的不同应选用不同的传输方法。一般来说传输 3B格式代码和传输 G
代码的方法是不同的。
1．运用同步方式传输 3B
格式代码程序
（ 1）依次单击菜单“线切割” →,代码传输” →,同步传输”。
（ 2）选择要传输的文件名（如
WZY01_HH.3B）。
（ 3）操作机床控制器使其处于收信状态，并确定通信电缆连接无误。
（ 4）按 Enter键或单击“确定”，
开始传输 3B代码文件。
（ 5）传输完毕，系统显示“传输结束”。
（ 6）将机床控制器复位，并在控制器上检查程序的条数与
WZY01_HH.3B程序中的条数是否一致，确认后结束传输操作。
2．运用串行接口传输 G代码
（ 1）单击“线切割” →,代码传输” →,串口传输” 图标按钮，系统弹出
“串口传输”对话框，按图 6-31所示设置传输参数（供参考，加工时应根据实际设定）。
（ 2）单击“确定”，选择要传输的文件名（如 WZY02_XX.ISO）。
（ 3）操作机床，使数控系统处于接收状态。
（ 4）按 Enter键或单击鼠标，系统开始传输 G代码。
（ 5）传输完毕，系统提示“传输结束”。
（ 6）操作控制器，检查
WZY02_XX.ISO程序是否完全被传输。
