分析:模具線切割加工的重要工藝
線切割是沖模零件的主要加工方式锦积,然而進(jìn)行合理的工藝分析,正確計算數(shù)控編程中電極絲的設(shè)計走絲軌跡,關(guān)系到模具的加工精度楞盼。通過穿絲孔的確定與切割路線的優(yōu)化,改善切割工藝蔑枣,這對于提高切割質(zhì)量和生產(chǎn)效率锄镜,是一條行之有效的重要途徑。
實(shí)際軌跡的計算
根據(jù)大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明仿吞,線切割加工后的實(shí)際尺寸大部分處于公差帶的中位值(或稱“中間尺寸”)附近滑频,因此對于沖模零件圖樣中標(biāo)注公差的尺寸,應(yīng)采用中位值尺寸作為實(shí)際切割軌跡的編程數(shù)據(jù)唤冈,其計算公式為:中位值尺寸=基本尺寸+(上偏差+下偏差)峡迷。
例如:圖樣尺寸外圓半徑R25–0.04,其中位值尺寸為25+(0–0.04)/2=24.98(mm)你虹。
由于線切割放電加工的特點(diǎn)绘搞,工件與電極絲之間始終存在放電間隙。因此傅物,切割加工時夯辖,工件的理論輪廓(圖樣)與電極絲的實(shí)際軌跡應(yīng)保持一定的距離琉预,即電極絲中心軌跡與工件輪廓的垂直距離,稱為偏移量f0(或稱為補(bǔ)償值)楼雹。
f0=R絲+δ電
式中R絲——電極絲半徑
δ電——單邊放電間隙
線切割加工沖模的凸模孩、凹模,應(yīng)綜合考慮電極絲半徑R絲贮缅、單邊放電間隙δ電以及凸榨咐、凹模之間的單邊配合間隙δ配,以確定合理的間隙補(bǔ)償值f0焕鲸。
例如:加工沖孔模(即要求保證工件的沖孔尺寸)忿韧,以沖孔的凸模為基準(zhǔn),故凸模的間隙補(bǔ)償值為:f凸=R絲+δ電落寡,凹模尺寸應(yīng)增加δ配成止。而加工落料模(即要求保證沖下的工件尺寸),以落料的凹模為基準(zhǔn)痒仆,凹模的間隙補(bǔ)償值f凸=R絲+δ電揣蒿,凸模的尺寸應(yīng)增加δ配。偏移量的大小將直接影響線切割的加工精度和表面質(zhì)量豪服。若偏移量過大刨德,則間隙太大,放電不穩(wěn)定吁巫,影響尺寸精度;偏移量過小汰日,則間隙太小,會影響修切余量龟夜。修切加工時的電參數(shù)將依次減弱挂捅,非電參數(shù)也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整,以提高加工質(zhì)量堂湖。
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)闲先,線切割加工沖裁模具的配合間隙應(yīng)比國際上所流行的“大”間隙沖模(《手冊》推薦值)應(yīng)小些。因?yàn)橥刮薹洹寄>€切割加工中伺糠,工件表面會形成一層組織脆松的熔化層,電參數(shù)越大酱讶,表面粗糙度越差退盯,熔化層較厚。且隨著模具沖裁次數(shù)的增加泻肯,這層脆松的表層會逐漸磨損渊迁,使模具的配合間隙逐漸增大,滿足“大”間隙的要求。
穿絲孔的確定
穿絲孔的位置對于加工精度及切割速度關(guān)系甚大琉朽。通常毒租,穿絲孔的位置最好選在已知軌跡尺寸的交點(diǎn)處或便于計算的坐標(biāo)點(diǎn)上,以簡化編程中有關(guān)坐標(biāo)尺寸的計算箱叁,減少誤差凳渗。當(dāng)切割帶有封閉型孔的凹模工件時,穿絲孔應(yīng)設(shè)在型孔的中心裹依,這樣既可準(zhǔn)確地加工穿絲孔呢呕,又較方便地控制坐標(biāo)軌跡的計算,但無用的切入行程較長帐捺。對于大的型孔切割框碾,穿絲孔可設(shè)在靠近加工軌跡的邊角處,以縮短無用行程赫捕。在切割凸模外形時馋首,應(yīng)將穿絲孔選在型面外,最好設(shè)在靠近切割起始點(diǎn)處飘拂。切割窄槽時鳞皂,穿絲孔應(yīng)設(shè)在圖形的最寬處,不允許穿絲孔與切割軌跡發(fā)生相交現(xiàn)象情召。此外愧增,在同一塊坯件上切割出兩個以上工件時,應(yīng)設(shè)置各自獨(dú)立的穿絲孔炭庙,不可僅設(shè)一個穿絲孔一次切割出所有工件饲窿。切割大型凸模時煌寇,有條件者可沿加工軌跡設(shè)置數(shù)個穿絲孔焕蹄,以便切割中發(fā)生斷絲時能夠就近重新穿絲,繼續(xù)切割阀溶。
穿絲孔的直徑大小應(yīng)適宜腻脏,一般為Φ2mm~Φ8mm。若孔徑過小银锻,既增加鉆孔難度又不方便穿絲;若孔徑太大永品,則會增加鉗工工作量。如果要求切割的型孔數(shù)較多击纬,孔徑太小鼎姐,排布較為密集,應(yīng)采用較小的穿絲孔(Φ0.3mm~Φ0.5mm)更振,以避免各穿絲孔相互打通或發(fā)生干涉現(xiàn)象炕桨。
切割路線的優(yōu)化
切割路線的合理與否將關(guān)系到工件變形的大小。
因此,優(yōu)化切割路線有利于提高切割質(zhì)量和縮短加工時間献宫。切割路線的安排應(yīng)有利于工件在加工過程中始終與裝夾支撐架保持在同一坐標(biāo)系內(nèi)坏表,避免應(yīng)力變形的影響,并遵循以下原則拭愁。
(1)一般情況下幢堕,最好將切割起始點(diǎn)安排在靠近夾持端,將工件與其夾持部分分離的切割段安排在切割路線的末端侣娄,將暫停點(diǎn)設(shè)在靠近坯件夾持端部位山乐。
(2)切割路線的起始點(diǎn)應(yīng)選擇在工件表面較為平坦、對工作性能影響較小的部位苇硫。對于精度要求較高的工件峦拥,最好將切割起始點(diǎn)取在坯件上預(yù)制的穿絲孔中,不可從坯件外部直接切入胜通,以免引起工件切開處發(fā)生變形歧坚。
(3)為減小工件變形,切割路線與坯件外形應(yīng)保持一定的距離宅溃,一般不小于5mm沛药。
線切割加工中對于一些具體工藝要求,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注切割路線的優(yōu)化甚负。
(1)二次(或多次)切割法對于一些形狀復(fù)雜柬焕、壁厚或截面變化大的凹模型腔零件,為減小變形梭域,保證加工精度斑举,宜采用二次切割法。通常病涨,精度要求高的部位留2mm~3mm余量先進(jìn)行粗切割富玷,待工件釋放較多變形后,再進(jìn)行精切割至要求尺寸既穆。若為了進(jìn)一步提高切割精度赎懦,在精切割之前,留0.20mm~0.30mm余量進(jìn)行半精切割幻工,即為3次切割法励两,第1次為粗切割,第2次為半精切割囊颅,第3次為精切割当悔。這是提高模具線切割加工精度的有效方法。
(2)尖角切割法當(dāng)要求工件切割成“尖角”(或稱“清角”)時刺勇,可采用方法一瓢身,在原路線上增加一小段超切路程,使電極絲切割的最大滯后點(diǎn)達(dá)到程序點(diǎn),然后再前進(jìn)到附加點(diǎn)岖习,并返回至程序點(diǎn)谨敏,接著再執(zhí)行原程序,便可切割出尖角创撼。也可采用方法二的切割路線考皂,在尖角處增加一段過切的小正方形或小三角形路線作為附加程序,這樣便可保證切割出棱邊清晰的尖角曼中。
(3)拐角的割法線切割放電加工過程中遗酷,由于放電的反作用力造成電極絲的實(shí)際位置比機(jī)床X、Y坐標(biāo)軸移動位置滯后肯绅,從而造成拐角精度較差笛驴。
電極絲的滯后移動則會造成工件的外圓弧加工過虧,而內(nèi)圓弧加工不足芽接,致使工件拐角處精度下降饵逐。為此,對于工件精度要求高的拐角處彪标,應(yīng)自動調(diào)慢X倍权、Y軸的驅(qū)動速度,使電極絲的實(shí)際移動速度與X捞烟、Y軸同步薄声。也就是,加工精度要求越高题画,拐角處的驅(qū)動速度應(yīng)越慢默辨。
(4)小圓角切割法若發(fā)現(xiàn)圖樣要求的內(nèi)圓角半徑小于切割時的偏移量,將會造成圓角處“根切”現(xiàn)象苍息。為此缩幸,應(yīng)明確圖樣輪廓中最小圓角必須大于最后一遍修切的偏移量,否則應(yīng)選擇直徑更細(xì)的電極絲档叔。在主切割加工及初修切割加工中桌粉,可根據(jù)各遍加工時不同的偏移量蒸绩,設(shè)置不同的內(nèi)圓角半徑衙四,即對于同段輪廓編制不同的內(nèi)圓角半徑子程序,子程序中的內(nèi)圓角半徑應(yīng)大于此遍切割的偏移量独溯,這樣就可切割出很小的圓角凹毛,并獲取較好的圓角切割質(zhì)量。
切割前工件的準(zhǔn)備
為了減少切割過程中模具的變形及提高加工質(zhì)量葬爽,切割前凸凹模零件應(yīng)滿足以下要求:
(1)工件上鸳岩、下兩平面的平行度誤差應(yīng)小于0.05mm。
(2)工件應(yīng)加工一對正交立面,作為定位听番、校驗(yàn)與測量基準(zhǔn)把丹。
(3)模具切割應(yīng)采用封閉式切割,以降低切割溫度核看,減小變形躯法。
(4)切割工件的四周邊料留量應(yīng)為模具厚度的1/4為宜,一般邊緣留量不小于5mm券豺。
(5)為減小模具變形滚蚪,并正確選擇加工方法和嚴(yán)格執(zhí)行熱處理規(guī)范,對于精度要求高的模具读黑,最好進(jìn)行兩次回火處理蛉幸。
(6)工件淬火前應(yīng)將所有銷孔、螺釘孔加工成形丛晦。
(7)模具熱處理后奕纫,穿絲孔內(nèi)應(yīng)去除氧化皮與雜質(zhì),防止導(dǎo)電性能降低而引起斷絲故障烫沙。
(8)線切割前若锁,工件表面應(yīng)去除氧化皮和銹跡,并進(jìn)行消磁處理斧吐。
結(jié)語
編程完成后又固、正式切割加工之前,應(yīng)對編制的程序進(jìn)行檢查與驗(yàn)證煤率,確定其正確性仰冠。線切割機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)均提供程序驗(yàn)證的方法,常用的方法有:畫圖檢驗(yàn)法主要用于驗(yàn)證程序中是否存在錯誤語法及是否符合圖樣加工輪廓;空行程檢驗(yàn)法可檢驗(yàn)程序的實(shí)際加工情況蝶糯,檢查加工中是否存在碰撞或干涉現(xiàn)象洋只,以及機(jī)床行程是否滿足加工要求等;動態(tài)模擬加工檢驗(yàn)法通過模擬動態(tài)加工實(shí)況,對程序及加工軌跡路線進(jìn)行全面驗(yàn)證昼捍。通常驮尘,可按編制的程序全部運(yùn)行一遍,觀察圖形是否“回零”央匀。對于一些尺寸精度要求高温辉、凸、凹模配合間隙小的沖模试著,可先用薄板料試切割亡铺,檢查有關(guān)尺寸精度與配合間隙,如發(fā)現(xiàn)不符要求處橱柒,應(yīng)及時修正程序厕猴,直至驗(yàn)證合格后鹉某,方可正式切割加工。正式切割結(jié)束后盲外,不可急于拆下工件继躁,應(yīng)檢查起始與終結(jié)坐標(biāo)點(diǎn)是否一致,如發(fā)現(xiàn)有問題棺蛾,應(yīng)及時采取“補(bǔ)救”措施酵逾。
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