基于CAXA的復(fù)雜形狀線切割的加工

王 興，張 芹，王建國(guó)

（安徽三聯(lián)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽合肥，230601）

基于CAXA的復(fù)雜形狀線切割的加工

王 興，張 芹，王建國(guó)

（安徽三聯(lián)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽合肥，230601）

本文通過(guò)CAXA線切割這個(gè)軟件對(duì)復(fù)雜圖像進(jìn)行處理，利用CAXA線切割軟件對(duì)圖像處理后生成的程序代碼，然后通過(guò)線切割機(jī)床進(jìn)行加工，從而提高了零件的設(shè)計(jì)和加工工件的效率，也使數(shù)控編程人員的工作得到了簡(jiǎn)化，并且也解決了生產(chǎn)中各種復(fù)雜形面的加工。

CAXA；線切割；復(fù)雜形狀的加工

1 線切割加工基本工藝

1.1 切割速度CAXA電子圖版畫(huà)出所需要的圖形，然后再轉(zhuǎn)化到CAXA線切割加工軟件中進(jìn)行更近一步的操作。

線切割速度可分為高速和低速兩種，我國(guó)用的基本上都是高速走絲進(jìn)行零件的加工?，F(xiàn)在大部分的線切割加工中心都是用高速走絲機(jī)床進(jìn)行工件的線切割加工。不僅降低了生產(chǎn)成本，工作效率也很高，而且加工出來(lái)的工件的質(zhì)量也有保障。

圖1 CAXA線切割CAM功能流程圖

圖2 T125大臂零件圖

1.2 加工精度

（1）有形狀的精度。

（2）形位和定位精度。

（3）一些會(huì)影響線切割加工精度的因素等等。

1.3 工件毛坯的準(zhǔn)備

（1）首先進(jìn)行鉆孔加工。

（2）再對(duì)坯料進(jìn)行各種熱處理。

（3）選擇所需要的材料。

（4）對(duì)基準(zhǔn)面進(jìn)行精確的選擇。

（3）軌跡跳步：當(dāng)同一個(gè)零件具有好幾個(gè)加工的軌跡時(shí)，為了確保每個(gè)軌跡之間的相對(duì)位置固定，來(lái)便于切割出符合要求的零件，CAXA線切割軌跡生成模組提供了軌跡跳步功能。這個(gè)功能是是通過(guò)所謂的跳步線把每個(gè)加工軌跡連成只有一個(gè)跳步軌跡，這樣，加工軌跡就簡(jiǎn)單明了，可以很清晰的了解加工的實(shí)時(shí)路徑了。

（4）軌跡仿真：在生成加工軌跡以后，系統(tǒng)可以對(duì)加工軌跡進(jìn)行加工仿真，加工仿真有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)仿真這兩種。在凹凸模的

2 CAXA線切割軟件的基本工作流程

零件設(shè)計(jì)→軌跡生成→代碼生成→代碼傳輸與后置設(shè)置。

（1）零件設(shè)計(jì)：利用CAXA電子圖版進(jìn)行圖形繪制是線切割編程加工的基礎(chǔ)。

（2）軌跡生成：CAXA線切割軌跡生成模組包括軌跡生成、軌跡跳步、取消跳步、軌跡仿真和查詢(xún)切割面積5項(xiàng)內(nèi)容。這個(gè)是基于CAD已完成的圖形，再轉(zhuǎn)化成CAXA圖形，然后對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的操作已完成工件的加工。這首先要在CAD中畫(huà)好所需要的圖形，或者在加工軌跡都完成后，可以進(jìn)行對(duì)加工軌跡的仿真，在CAXA軟件中選擇線切割設(shè)置的軌跡仿真功能，拾取所有的加工軌跡，然后系統(tǒng)就是自動(dòng)生成軌跡仿真圖。其中，動(dòng)態(tài)仿真圖比較直觀的表現(xiàn)出加工軌跡的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，而且非常簡(jiǎn)潔明了，特別容易觀察。軌跡仿真圖是用線框的形式把軌跡圈出來(lái)，動(dòng)態(tài)軌跡仿真圖是最常用的一種軌跡仿真。

（5）代碼生成：如果想得到線切割機(jī)床的數(shù)控程序，則要進(jìn)行代碼生成處理。代碼生成簡(jiǎn)單說(shuō)就是跟特定機(jī)床相結(jié)合，把系統(tǒng)生成的加工軌跡轉(zhuǎn)變成所需要的機(jī)床代碼。這種生成的機(jī)床代碼直接就可以被控制器解讀出來(lái)（不需要進(jìn)行其他的轉(zhuǎn)變），這樣就能夠來(lái)控制整個(gè)機(jī)床的動(dòng)作了。CAXA線切割代碼生成模組包括：可以生成相應(yīng)的B代碼，也可以生成對(duì)應(yīng)的G代碼。

（6）代碼傳輸與后置設(shè)置：CAXA線切割代碼傳輸與后置設(shè)置模組可分為代碼傳輸與后置設(shè)置兩大部分。后置設(shè)置包括機(jī)床設(shè)置、后置設(shè)置等功能。機(jī)床設(shè)置是為了能讓機(jī)床正確的進(jìn)行線切割的加工，能夠按照自己設(shè)定的要求去切割工件，保障機(jī)床的穩(wěn)定性。后置設(shè)置和機(jī)床設(shè)置完成后，就可以對(duì)工件進(jìn)行切割了，在準(zhǔn)備工作都完成后，進(jìn)行手動(dòng)穿絲等步驟，然后就可以對(duì)所需要加工的工件進(jìn)行完整的線切割加工。

3 基于CAXA線切割XP的T125大臂展開(kāi)凸凹模加工

3.1 線切割凸凹模工藝參數(shù)的確定

（1）坯料的選擇

①毛坯材料：鋼件

②坯料尺寸：160*55*10mm

（2）凹凸模加工路徑的確定

圖3 高速走絲切割順序

如圖所示，按照1→2→3→4的順序，在高速走絲機(jī)床中采用一次切割成型，如果在在低速走絲機(jī)床上，則就要采用粗、半精、精、超精4次切割成型來(lái)完成線切割的加工。

（3）確定線切割凹凸模的電參量

表1 切割凹凸模的電參量

本文是利用高速走絲機(jī)床對(duì)坯料進(jìn)行線切割的加工。脈沖間隔為40us，加工電流為4A，脈沖電壓為70V。

（4）電極絲的選擇

表2 電極絲的選擇

本次加工采用高速走絲機(jī)床，機(jī)床的鉬絲的直徑為0.18mm。

（5）偏移量/補(bǔ)償值的確定

表3 切割凹凸模的補(bǔ)償量

切割凹凸模的補(bǔ)償量：本次加工采用一次切割成型，電極絲的半徑為0.09mm，補(bǔ)償值為0.1mm。

（6）工作液的選擇

在進(jìn)行線切割時(shí)，床采用DX-1型或其他類(lèi)型專(zhuān)用乳化液作為工作液，這是高速走絲機(jī)床的要求。低速走絲機(jī)床則采用去離子水作為工作液，與高速走絲機(jī)床不一樣。

3.2 軌跡仿真

（1）打開(kāi)高速走絲機(jī)床凹凸模軌跡文件。

（2）單擊主菜單【線切割】→【軌跡仿真】。

（3）設(shè)置【軌跡仿真】立即菜單，軌跡仿真圖如下圖4所示。

圖4 軌跡仿真圖

3.3 代碼生成及其傳輸

（1）生成前，進(jìn)行機(jī)床設(shè)置和后置設(shè)置。

（2）生成3B代碼

① 打開(kāi)已保存的高速走絲機(jī)床的凹凸模的軌跡文件。

② 單擊主菜單【線切割】→【生成3B代碼】。

③ 在【生成3B加工代碼】對(duì)話框輸入文件名保存。

④ 設(shè)置【生成3B代碼】的立即菜單。

⑤ 拾取凹凸模的跳步軌跡。

⑥ 單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)會(huì)按各軌跡拾取的先后順序自動(dòng)生成跳步的3B代碼。

3.4 凸凹模的線切割加工及檢驗(yàn)

（1）下料：下料的方法是反復(fù)或異向鍛造，退火，刨面，磨上下平面和基面，所用的材料為鋼板。

圖5 生成代碼

圖6 線切割加工機(jī)床

（2）按所示位置，對(duì)各個(gè)穿絲孔按尺寸進(jìn)行劃線，打樣沖眼。然后在鉆臺(tái)上用直徑為5mm的鉆頭鉆出三個(gè)孔。

（3）熱處理：將尺寸為160*55*10mm，材料為鋼的工件進(jìn)行淬火與回火處理。

（4）磨：磨6個(gè)面達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，磨削兩個(gè)基面（水平面和垂直面）的目的是為了線切割加工時(shí)的找正。

（5）裝夾、校正、固定：將坯料放在工作臺(tái)上，夾緊。用百分表測(cè)量坯料表面，確保坯料方正。用定位塊校正坯料坯料的兩個(gè)面分別于x，y軸平行，然后固定夾緊。校正塊就是為了讓坯料正確的放置位置，是坯料所在的平面為平行面，以放置切割坯料時(shí)出現(xiàn)偏差和錯(cuò)誤。當(dāng)坯料的位置都確定正確的放置好和夾緊后，就可以進(jìn)行手動(dòng)穿線了，接著就可以進(jìn)行線切割的操作。

（6）電極絲的定位及穿絲：將電極絲傳入直徑為5mm的穿絲孔中，然后采用手動(dòng)按線找正，將電極絲移動(dòng)到第一個(gè)穿絲點(diǎn)的孔中間，并調(diào)整電極絲的張緊力。電極絲穿孔的位置坐標(biāo)與電腦控制系統(tǒng)顯示的坐標(biāo)一致。

（7）切割：在用高速走絲機(jī)床加工T125大臂展開(kāi)凹凸模的過(guò)程中，右邊凹模加工完畢后，應(yīng)先將鉬絲抽出，按回車(chē)鍵，機(jī)床自動(dòng)移動(dòng)到中間的凹模穿絲孔處，再穿好絲后進(jìn)行切割加工，直至加工完畢。

在加工第一個(gè)孔時(shí)，需要手動(dòng)穿絲，在所有準(zhǔn)備都完成后，就可以進(jìn)行切割，在切割前，也要做好安全措施，要用專(zhuān)門(mén)的遮擋物擋住，以免受到危險(xiǎn)。然后，觀察線切割的加工過(guò)程，并且給以記錄。

圖7 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與線切割機(jī)床接受代碼設(shè)備

圖8 T125大臂加工成型零件圖

4 結(jié)論

本文對(duì)T125大臂展開(kāi)凹凸模進(jìn)行線切割的加工，是依靠CAXA線切割軟件和線切割機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的，整個(gè)過(guò)程直觀的反映出是如何利用線切割對(duì)坯料進(jìn)行的加工，不僅使加工出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量有保障，而且操作方便簡(jiǎn)單，也非常的經(jīng)濟(jì)，從而大大的降低了工作人員的勞動(dòng)力，有效的降低了成本并提高了生產(chǎn)效率。

[1]張金龍,宋文學(xué).基于CAXA線切割軟件的數(shù)控編程[J].西安航空技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2010,05:23-26.

[2]李丹,王進(jìn),孫華言.基于“CAXA線切割XP”軟件的復(fù)雜圖形零件加工方法[J].煤礦機(jī)械,2009,09:138-139.

[3]張寧菊.齒輪的CAXA線切割仿真與加工[J].機(jī)床與液壓,2013,20:68-70.

[4]彭歐宏.應(yīng)用CAXA線切割進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2004,05:98-100.

[5]熊保玉,何苗.基于CAXA軟件線切割矢量圖的加工研究[J].模具制造,2014,07:73-75.

Based on the complex shape of CAXA wire-cutting processing

Wang Xing，Zhang Qin，Wang Jianguo
(Mechanical Engineering College,AnhuiSanlian University,Hefei Anhui,230601)

By CAXA line for complex image processing software, using CAXA wire cutting program code generated by the software of image processing, and then completed by wedm processing, so as to improve the efficiency of component design and processing, simplifying the work of the nc programming, and solve all kinds of complicated shape surface processing in production.

CAXA；The cutting; Processing of complex shapes