Проектирование операции обработки на электроэрозионном станке с ЧПУ

 

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

Е.В. Базаров, И.Н. Гемба, Е.А. Заставный 
 
 
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИИ ОБРАБОТКИ  
НА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОМ СТАНКЕ С ЧПУ 
 
Методические указания к лабораторной работе  
по курсам «Проектирование операции обработки  
на станках с ЧПУ», «Технология  
машиностроительного производства» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

М о с к в а  

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 

2 0 0 6  

 

УДК 621.9.048 
ББК 34.55 
Б17 
Рецензент Н.Н. Зубков 

 
Базаров Е.В., Гемба И.Н., Заставный Е.А.  
  
 
 Проектирование операции обработки на электроэрозионном 
станке с ЧПУ: Методические указания к лабораторной работе 
по курсам «Проектирование операции обработки на станках с 
ЧПУ», «Технология машиностроительного производства». — 
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. — 16 с.: ил. 

Рассмотрена последовательность разработки операций электроискровой 
обработки, описана подготовка программ управления для станков 
с ЧПУ. 
Для студентов, обучающихся по специальностям «Технология 
машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты». 

Ил. 3. Табл. 3. Библиогр. 4 назв. 
УДК 621.9.048 
ББК 34.55 

 
 

 
Методическое издание 

Евгений Владимирович Базаров 
Игорь Николаевич Гемба 
Евгений Александрович Заставный 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИИ ОБРАБОТКИ  
НА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОМ СТАНКЕ С ЧПУ 
 
Редактор О.М. Королева 
Компьютерная верстка С.А. Серебряковой 

Подписано в печать 14.11.2006. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. 
Печ. л. 1,0. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,74. Тираж 50 экз. 
Заказ              . 

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5. 
 

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006 

Б17 

1. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 

Изучить физическую сущность электроэрозионной обработки. 
Приобрести практические навыки настройки электроэрозионного 
вырезного станка с ЧПУ и самостоятельной работы на нем. Проверить 
непосредственно на станке правильность составления программы. 
После окончания работы оформить отчет по образцу, 
приведенному в приложении. 

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 

Для выполнения работы студенты получают у преподавателя 
(учебного мастера) рабочий чертеж детали, заготовки, мерительный 
инструмент. 
При оценке физической сущности проектируемого технологического 
процесса электроэрозионной обработки студент исходит 
из следующих основных положений. 
Электрические методы обработки применяются, главным образом, 
для обработки сложнопрофильных наружных и внутренних 
поверхностей из токопроводящих материалов, особенно если обработка 
традиционными способами затруднена. 
При электроэрозионной обработке используют явление разрушения (
эрозии) электродов из токопроводящих материалов при 
пропускании между ними импульса электрического тока в диэлектрической 
жидкости. 
При сближении заготовки и инструмента до величины меж- 
электродного зазора (несколько десятков микрометров) между выступами 
электродов возникает электрический разряд и появляется 
канал проводимости, в котором от катода к аноду движется поток 
электронов, а от анода к катоду — поток ионов. Электроны, достигая 
поверхности анода, вызывают его нагрев до десятков тысяч 

градусов. В результате возникает локальная зона термического 
напряжения, вызывающая разрушение (эрозию) этой зоны и выброс 
из нее частиц обрабатываемого материала. Одновременно 
ионы, достигая поверхности катода, также вызывают его эрозию. 
В результате воздействия серии импульсов с поверхности электродов 
снимается слой материала. Обработанная поверхность представляет 
собой совокупность лунок, глубина которых на аноде определяет 
шероховатость обработанной поверхности (рис. 1). 
 
 
 
  
 
 
 
 
 

Рис. 1. Схема электроэрозионной обработки 
(э-и — электрод-инструмент) 
 
При малой длительности импульсов (5…200 мкс) большинство 
ионов не успевают достичь поверхности катода и в этом случае износу 
он подвергается меньше, чем анод. При большей длительности 
импульсов (200…105 мкс) ионы достигают поверхности катода и, 
поскольку они обладают большей энергией, чем электроды, поверхность 
катода изнашивается интенсивнее. Полярность катода-
инструмента является прямой, а полярность катода-заготовки — 
обратной. При электроэрозионной обработке формируются импульсы 
различной формы, но одной полярности — униполярные.  
Производительность обработки (объем снимаемого материала 
в единицу времени) и качество обработанной поверхности (точность 
и шероховатость) определяются, главным образом, энергией 
импульса, формируемого специальным генератором: 

 
Аи = ∫Udtи, 

где I — рабочий ток; U — напряжение; tи — время протекания импульса, 


Лунка 

Заготовка 

Э-и 

tи = 1/( fq), 

f — частота импульса; q — скважность, 

 
q = t0/tи, 

где t0 — период повторения импульса. 
Прямоугольные и трапецеидальные импульсы (рис. 2 а, б) позволяют 
обеспечить максимальную производительность, но при 
этом ухудшается шероховатость обработанной поверхности. Импульсы 
сложной формы (рис. 2, в, г) позволяют повысить качество 
обработанной поверхности. Форма импульса задается генератором 
импульсов по программе в соответствии с требованиями к конкретному 
технологическому процессу. 
 
 

 
 
Рис. 2. Импульсы простой (а, б) и сложной (в, г) формы 

3. ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  
ПРОЦЕССА 

3.1. Назначение управляющей программы и ее особенности 

Общие понятия. Управляющая программа — совокупность 
программ, соответствующая заданному алгоритму функционирования 
станка по обработке конкретной детали. Программа состоит 
из отдельных блоков информации или кадров. Назначение управляющей 
программы — автоматизация процесса обработки детали 
и сокращение затрат на выполнение вспомогательных операций. 
Перед разработкой управляющей программы все технологические 
переходы кодируют путем их описания специальными кодами. 
Кодом называют систему специальных символов, цифровых 
данных, условных обозначений, определяющих обозначение команд 
управления и способ их записи. 
Характеристики программы. Программное обеспечение реализует 
работу устройства в следующих режимах: 
– автоматическом; 
– ручного управления; 
– ввода-вывода; 
– диагностики. 
В автоматическом режиме обеспечивается обработка детали по 
управляющей программе, осуществляется слежение за искровым 
промежутком, величина которого определяет скорость перемещения 
электрода-инструмента. Таким образом происходит управление 
приводами станка, управление электроавтоматикой выполняется 
по М функциям управляющей программы. 
В режиме ручного управления осуществляется ввод кадра и его 
исполнение, т. е. обеспечивается перемещение исполнительных 
органов станка по командам, задаваемым с пульта оператора. 
В режиме ввода-вывода выполняются загрузка управляющей 
программы с внешних устройств и вывод ее на внешние устройства (
кассета внешней памяти, перфолента ввода-вывода); программное 
обеспечение позволяет также вводить управляющую 
программу с пульта оператора.  
В режиме диагностики реализуются функции диагностики 
устройства. Временные характеристики управления приводами, 

электроавтоматикой и пультом оператора обеспечиваются таймером. 

Обращение к программе выполняется аппаратными средствами 
по включению питания устройства. 

3.2. Порядок составления управляющей программы 

Структура управляющей программы. Управляющая программа 
представляет собой последовательность кадров, определяющих 
процесс обработки. Заканчиваться управляющая программа 
должна функцией М 02 (конец программы). 
Формат кадра управляющей программы. Каждый кадр 
управляющей программы должен содержать следующее: 
– слово «номер кадра»; 
– код технологической функции и соответствующие ей параметры; 
– 
символ «конец кадра». 
Информационные слова должны записываться в такой последовательности: 
– 
слово «подготовительная функция»; 
– «размерные слова»;  
– слово «функция подачи». 
Номер кадра. Номера кадров управляющей программы определяют 
последовательность исполнения программы. Слово «номер 
кадра» состоит из символа и трехзначного числа. 
Пример. Пусть задано перемещение по прямой от исходной 
точки к точке с координатами Х – 5000, Y – 1000, тогда фрагмент 
управляющей программы, описывающий это перемещение, выглядит 
следующим образом: 
N 000 G 00 Х 000 Y 000* 
N 001 G 01 Х 5000 Y 1000* 
В управляющей программе допускается записывать не более 
500 кадров. Для реализации подрежима отработки с пропуском 
кадра пропускаемый кадр помечается символом «/» (косая черта). 
Подготовительные функции. Подготовительные функции кодируются 
латинской буквой «G» и числом в пределах 0…99. 
Состав подготовительной программы функции G приведен  
в табл. 1.  

Таблица 1 

Код 
Функция 
Численное значение 
Выполняемое действие 

G 00 
Позиционирование 
G 00 X 000 Y 000* 
Перемещение на быстром ходу  
в заданную точку 

G 01 
Линейная интерполяция 
G 01 X 000 Y 000* 
Перемещение с заданной скоростью  
по прямой от исходной точки к точке  
с заданными координатами 

G 02 
Круговая интерполяция, 
движение по ходу часовой 
стрелки 

G 02 X 000 Y 000 I 000 J 000* 
где I, J — координаты  
центра дуги относительно  
начальной точки 

Перемещение по дуге окружности  
по ходу часовой стрелки к точке  
с заданными координатами 

G 03 
Круговая интерполяция, 
движение против хода 
часовой стрелки 
G 03 X 000 Y 000 I 000 J 000* 
Перемещение по дуге окружности  
против хода часовой стрелки к точке  
с заданными координатами 

G 04 
Пауза 
G 04 K или G 04 L* 
где K — значение в мс, 
L — значение в с 

Задержка в отработке программы  
на заданное время 

G 10 
Переход к подпрограмме 
G 10 P 12* 
где Р 12 — номер кадра  
перехода 
Перевод кадра 

G 11 
Возврат из подпрограммы 
G 11* 
Возврат из подпрограммы 

 

8 

Продолжение табл. 1 

Код 
Функция 
Численное значение 
Выполняемое действие 

G 12 
Безусловный переход 
G 12 P 15* 
где Р 15 — номер кадра  
перехода 
Перевод кадра 

G 21 
Отработка с углом  
поворота 
G 21 N 38, 39, 40* 
Угол поворота задается параметром  
N 38 — градус, N 39 — минута, N 40 — 
секунда 

G 22 
Отмена угла 
G 22* 
Отмена угла 

G 23 
Засылка константы  
в параметр 

G 23 Px Py* 
где х — номер параметра,  
у — константа 
Засылка константы в параметр 

G 27 
Повтор в программе 

G 27 Px Py* 
где х — номер начального 
кадра повтора, у — число 
повторений участка контура 

Выполняет повторение одного и того же 
участка контура в программе 

G 31 
Сложение параметров 
угла 

G 31 Px* 
где х — номер параметра, 
указывающего на модификатор 
угла, в град, мин, с 

Сложение параметра с постоянным  
параметром угла поворота 

 
 
9

Окончание табл. 1 

Код 
Функция 
Численное значение 
Выполняемое действие 

G 32 
Вычитание параметров 
угла 

G 32 Px* 
где Р — номер параметра,  
указывающего на модификатор, 
в град, мин, с,  
берутся в прилежащих  
по счету параметрах 

Вычитание параметра из параметра  
с шестидесятеричной коррекцией 

G 40 
Отмена коррекции инструмента 

G 40 X 000 Y 000* 
Перемещение к точке с указанными  
координатами при одновременной  
отмене компенсации проволочки 

G 41 
Коррекция инструмента 
левая 
G 41 X 000 Y 000 K (0-9)* 

Перемещение к точке с указанными  
координатами с учетом заданной  
величины коррекции влево  
относительно направления движения 

G 42 
Коррекция инструмента 
правая 
G 42 X 000 Y 000 K (0-9)* 

Перемещение к точке с указанными  
координатами с учетом заданной  
величины коррекции вправо  
относительно направления движения 

G 90 
Абсолютный размер 
G 90* 
Отсчет перемещения производится  
от нулевой точки 

10