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凹凸模零件電火花線切割加工工藝分析
資源天下 2013/12/8 10:32:00
【摘要】針對(duì)一典型零件中心四個(gè)凹模的加工，從凹凸模零件加工主要考慮因素、加工程序編制、工件裝夾與調(diào)整、加工及檢驗(yàn)四個(gè)方面進(jìn)行工藝分析，從而使零件在電火花線切割機(jī)床上加工時(shí)能準(zhǔn)確保證零件中心的四個(gè)凹模加工精度，以便今后我們加工類(lèi)似零件時(shí)能使其達(dá)到的加工要求。
【關(guān)鍵詞】 凹模 電火花線切割 慢走絲 電極絲
引言
實(shí)際加工過(guò)程中常遇到用線切割機(jī)床加工凹凸模零件，要保證此類(lèi)零件在切割加工中的精度，主要需安排好合理的加工工藝。因考慮到慢走絲線切割機(jī)是采用電極連續(xù)供絲的方式，即電極在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成加工，因此即使電極發(fā)生損耗，也能連續(xù)地予以補(bǔ)充，故能提高零件加工精度。但電火花線切割機(jī)工作時(shí)影響其加工工作表面質(zhì)量的因素很多，特別是慢走絲線切割機(jī)更需要對(duì)其有關(guān)加工工藝參數(shù)進(jìn)行合理選用，才能保證所加工工件的表面質(zhì)量。現(xiàn)對(duì)該凹凸模零件在電火花切割加工中的工藝進(jìn)行分析和探究，希望對(duì)以后數(shù)控電火花加工中類(lèi)似問(wèn)題積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
現(xiàn)加工一凸凹模零件（如圖1所示），材料為Cr12，熱處理54～58HRC。
該零件加工工藝流程為：下料→鍛造毛坯→退火→車(chē)外圓及端面（留磨削余量）→鉗工劃線定螺紋孔、銷(xiāo)釘孔及穿絲孔位置→鉆螺紋底孔、銷(xiāo)釘孔，攻螺紋，鉸銷(xiāo)釘孔→銑床鉆穿絲孔，銑漏料孔→淬火，低溫回火，保證54～58HRC→磨外圓及端面至尺寸→線切割四個(gè)凹模（留研磨拋光量）→研磨拋光→檢驗(yàn)。
分析該凹凸模零件，除對(duì)其中心的四個(gè)凹模有較高的尺寸精度、表面粗糙度要求外，還對(duì)2個(gè)六邊形中心和2個(gè)半圓R5mm圓弧圓心分布圓軸心線與工件外圓柱面軸心線有同軸度的要求。若采用精銑和鉗工研配的方法加工的話難度較大，且成本高，因此采用電火花線切割來(lái)加工。
1、凹凸模零件加工主要考慮因素
1.1 電火花線切割機(jī)床的選擇
分析該零件中心的四個(gè)凹模，其表面粗糙度 �？熳呓z線切割機(jī)床加工工件表面粗糙度一般 ；慢走絲線切割機(jī)床加工工件最佳表面粗糙度 ，且加工圓度誤差、直線度誤差和尺寸誤差都較快走絲線切割機(jī)床好很多。因此，選用現(xiàn)有的北京阿奇夏米爾CF20慢走絲線切割機(jī)床完成零件的四個(gè)凹模加工。
1.2 切割路線及切割次數(shù)確定
該零件中心的四個(gè)凹模切割順序不同，將使得切割過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力重新分布引起的工件變形不一致，按凹模1→3→2→4的順序切割較按凹模1→2→3→4的順序切割產(chǎn)生的應(yīng)力重新分布引起的工件變形��；且按凹模1→2→3→4的順序切割零件只有單向誤差，這樣可降低零件累積誤差。所以，采取凹模1→3→2→4的切割路線加工（如圖2所示）。
多次切割是提高慢走絲線切割加工精度及表面質(zhì)量的根本手段。對(duì)如圖1所示零件凹模采用二次切割的方法加工，即先對(duì)四個(gè)凹模進(jìn)行主切割加工，之后改變電極絲偏移量和加工參數(shù)再進(jìn)行一次修整切割。這樣，不但可去除主切割時(shí)在料芯切落處留下的凸尖和拐角處的塌角量，提高表面質(zhì)量，減少人工研磨拋光量，且能修整主切割過(guò)程中材料內(nèi)部應(yīng)力重新分布引起變形，提高凹模的加工精度。
1.3 電極絲偏移量計(jì)算
現(xiàn)選擇 的黃銅絲為電極絲,它能加工的拐角極限 =0.15～2.2 mm，第一次主切割后留0.02～0.03mm的修整切割余量。計(jì)算出電極絲中心偏移量 。（ 為單邊放電間隙， ；d為電極絲直徑； 為修整切割的加工余量，現(xiàn) 取0.03mm；s為研磨拋光余量，約為0.01mm。）修整切割時(shí)取 ， 。
1.4 穿絲孔位置及切入切出方式確定
由于四個(gè)凹模分布圓軸心線與工件外圓柱面軸心線有同軸度要求，加工時(shí)應(yīng)以外圓為基準(zhǔn)找出工件的軸心，以工件軸心為基準(zhǔn)進(jìn)行各個(gè)凹模加工。因此將切割起始點(diǎn)設(shè)置在六邊形中心和半圓圓心處。熱處理前在六邊形中心和半圓圓心位置鉆 的穿絲孔。
編制凹模加工程序時(shí)，若以慣用的方法選取輪廓截面上靠近穿絲孔的A點(diǎn)為程序切入點(diǎn)，也作為切出點(diǎn)，以O(shè)A為引入線加入電極絲偏移量補(bǔ)償切入封閉輪廓，輪廓切割完后又從A點(diǎn)切出返回起始點(diǎn)O并取消電極絲偏移量補(bǔ)償。此時(shí)引入、引出段為同一軌跡線，由于補(bǔ)償加入和取消過(guò)程中電極絲中心軌跡與理論引入、引出線不重合，勢(shì)必會(huì)在A點(diǎn)產(chǎn)生一凸尖，如圖3所示，修整切割時(shí)也無(wú)法去除。為此，可以從電極絲切入、切出方式上進(jìn)行控制以避免凸尖的產(chǎn)生。
對(duì)于六邊形凹模，從起始點(diǎn)O作垂線交輪廓于A點(diǎn)，以A點(diǎn)為切點(diǎn)做半徑和弧長(zhǎng)為3～5mm的圓弧AB和圓弧AC，則線段OB和CO分別為輪廓切割時(shí)的引入線和引出線，編程時(shí)分別在OB、CO 段加入和取消電極絲偏移量補(bǔ)償，此時(shí)，六邊形加工以圓弧BA切入、圓弧AC切出，如圖4所示。（未完，下一頁(yè)）
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