|
|
 慢走絲線切割加工工藝及操作技巧慢走絲線切割加工工藝及操作技巧
( U' f, Y% Z t# S; l& j可不可以加點(diǎn)分？; V: D! R" \/ D, L
引言?& F" {0 K- s2 A
慢走絲線切割機(jī)床應(yīng)用廣泛而又重要，在塑料模、精密多工位級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)加工過程中，能保證得到良好的尺寸精度，直接影響模具的裝配精度、零件的精度以及模具的使用壽命等。由于加工工件精度要求高，因此在加工過程中若有一點(diǎn)疏忽，就會(huì)造成工件報(bào)廢，同時(shí)也會(huì)給模具的制造成本和加工周期帶來負(fù)面影響。?1 r( w4 H/ L' a3 Y- i* `) t# d
在從事慢走絲切割機(jī)床編程與操作加工過程中，結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐，針對(duì)加工過程中所出現(xiàn)的變形問題及遇到的困難，總結(jié)了幾點(diǎn)工藝處理方法和加工操作方案(使用的是AGIE公司第四代D系列慢走絲線切割機(jī)床，加工精度為±0.003mm，選用99.9%黃銅電極絲，浸入式去離子水冷卻)。?5 X7 n5 d8 x" A0 s% P
2 凸模加工工藝?
# y' J1 d, {3 I 凸模在模具中起著很重要的作用，它的設(shè)計(jì)形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質(zhì)量、使用壽命及沖壓件的精度。在實(shí)際生產(chǎn)加工中，由于工件毛坯內(nèi)部的殘留應(yīng)力變形及放電產(chǎn)生的熱應(yīng)力變形，故應(yīng)首先加工好穿絲孔進(jìn)行封閉式切割(如圖1)，盡可能避免開放式切割而發(fā)生變形(如圖2)。如果受限于工件毛坯尺寸而不能進(jìn)行封閉形式切割，對(duì)于方形毛坯件，在編程時(shí)應(yīng)注意選擇好切割路線(或切割方向)。切割路線應(yīng)有利于保證工件在加工過程中始終與夾具(裝夾支撐架)保持在同一坐標(biāo)系，避開應(yīng)力變形的影響。如圖3所示，夾具固定在左端，從葫蘆形凸模左側(cè)，按逆時(shí)針方向進(jìn)行切割，整個(gè)毛坯依據(jù)切割路線而被分為左右兩部分。由于連接毛坯左右兩側(cè)的材料越割越小，毛坯右側(cè)與夾具逐漸脫離，無法抵抗內(nèi)部殘留應(yīng)力而發(fā)生變形，工件也隨之變形。若采用圖4所示，按順時(shí)針方向切割，工件留在毛坯的左側(cè)，靠近夾持部位，大部分切割過程都使工件與夾具保持在同一坐標(biāo)系中，剛性較好，避免了應(yīng)力變形。一般情況下，合理的切割路線應(yīng)將工件與夾持部位分離的切割& w5 U. R2 P1 I. C7 a, k
段安排在總的切割程序末端，即將暫停點(diǎn)(Bridge)留在靠近毛坯夾持端的部位(如圖4)。?
" f2 z3 A4 p" l) t4 s' t: n5 W! G? 下面著重分析一下硬質(zhì)合金齒形凸模的切割工藝處理。一般情況下，凸模外形規(guī)則時(shí)，線切割加工常將預(yù)留連接部分(暫停點(diǎn)，即為使工件在第1次的粗割后不與毛坯完全分離而預(yù)留下的一小段切割軌跡線)留在平面位置上，大部分精割完畢后，對(duì)預(yù)留連接部分只做一次切割，以后再由鉗工修磨平整，這樣可減少凸模在慢走絲線切割上的加工費(fèi)用。硬質(zhì)合金凸模由于材料硬度高及形狀狹長(zhǎng)等特點(diǎn)，導(dǎo)致加工速度慢且容易變形，特別在其形狀不規(guī)則的情況下，預(yù)留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的難度。因此在慢走絲線切割加工階段可對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使外形尺寸精度達(dá)到要求，免除鉗工裝配前對(duì)暫停點(diǎn)的修磨工序。? 由于硬質(zhì)合金硬度高，切割厚度大，導(dǎo)致加工速度慢，扭轉(zhuǎn)變形嚴(yán)重，大部分外形加工及預(yù)留連接部分(暫停點(diǎn))的加工均采取4次切割方式且兩部分的切割參數(shù)和偏移量(Offset)均一致。第1次切割電極絲偏移量加大至0.5—0.8mm，以使工件充分釋放內(nèi)應(yīng)力及完全扭轉(zhuǎn)變形，在后面3次能夠有足夠余量進(jìn)行精割加工，這樣可使工件最后尺寸得到保證。具體的工藝分析如下(見圖5)：?. j) w1 x$ a, F. W
(1)預(yù)先在毛坯的適當(dāng)位置用穿孔機(jī)或電火花成形機(jī)加工好Φ1.0—Φ1.5mm穿絲孔，穿絲孔中心與凸模輪廓線間的引入切割線段l長(zhǎng)度選取5—10mm。?
I8 }1 f' {# S (2)凸模的輪廓線與毛坯邊緣的寬度應(yīng)至少保證在毛坯厚度的1/5。?% {( Q* \! l1 ~8 V/ C: J
(3)為后續(xù)切割預(yù)留的連接部分(暫停點(diǎn))應(yīng)選擇在靠近工件毛坯重心部位，寬度選取3—4mm。? P& |( m' u% m1 [
(4)為補(bǔ)償扭轉(zhuǎn)變形，將大部分的殘留變形量留在第1次粗割階段，增大偏移量至0.5—0.8mm。后續(xù)的3次采用精割方式，由于切割余量小，變形量也變小了。?
& [3 k1 _7 a( G: W1 P6 ]* S' T (5)大部分外形4次切割加工完成后，將工件用壓縮空氣吹干，再用酒精溶液將毛坯端面洗凈，涼干，然后用粘結(jié)劑或液態(tài)快干膠(通常采用502快干膠水)將經(jīng)磨床磨平的厚度約1.5mm的金屬薄片粘牢在毛坯上(如圖6所示)，再按原先4次的偏移量切割工件的預(yù)留連接部分(注意：切勿把膠水滴進(jìn)下水嘴或滴到工件的預(yù)留連接部分上，以免造成不導(dǎo)電而不能加工)。?7 e* O: i' s/ w, T
3 凹模板加工中的變形分析?
1 q @# k- i- J% C3 C; l6 N 在線切割加工前，模板已進(jìn)行了冷加工、熱加工，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力，而殘留應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，在線切割去除大量廢料時(shí)，應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來。因此，模板在線切割加工時(shí)，隨著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應(yīng)力的影響，將產(chǎn)生不定向、無規(guī)則的變形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影響了加工質(zhì)量和加工精度。?
( G; W7 g( k/ F' J0 a( \ 針對(duì)此種情況，對(duì)精度要求比較高的模板，通常采用4次切割加工。第1次切割將所有型孔的廢料切掉，取出廢料后，再由機(jī)床的自動(dòng)移位、自動(dòng)穿絲功能，完成第2次、第3次、第4次切割。如圖7所示，a切割第1次，取廢料→b切割第1次，取廢料→c切割第1次，取廢料→……→n切割第1次，取廢料→a切割第2次→b切割第2次→……→n切割第2次→a切割第3次→……→n切割第3次→a切割第4次→……→n切割第4次，加工完畢。這種切割方式能使每個(gè)型孔加工后有足夠的時(shí)間釋放內(nèi)應(yīng)力，能將各個(gè)型孔因加工順序不同而產(chǎn)生的相互影響、微量變形降低到最小程度，較好地保證模板的加工尺寸精度。但是這樣加工時(shí)間太長(zhǎng)，機(jī)床易損件消耗量大，增加了模板的制造成本。另外機(jī)床本身隨加工時(shí)間的延長(zhǎng)及溫度的波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生蠕變。因此，根據(jù)實(shí)際測(cè)量和比較，模板在加工精度允許的情況下，可采用第1次統(tǒng)一加工取廢料不變，而將后面的2、3、4次合在一起進(jìn)行切割(即a切割第2次后，不移位、不剪絲緊$ t& ?2 R9 _7 @
接著割第3、4次→b→c……→n)，或省去第4次切割而做3次切割。這樣切割完后經(jīng)測(cè)量，形位尺寸基本符合要求。4次及3次切割中各次的加工余量、加工精度、表面粗糙度的參考值見表1及表2。初步估算一下，型孔之間的移位、穿絲、剪絲、上水、下水等均按1min計(jì)算。采用這種切割方法，加工1塊有100個(gè)型孔的模板，每次將會(huì)節(jié)省大約9h的加工時(shí)間，切割4次共節(jié)省大約30h，這樣對(duì)使用費(fèi)用昂貴的慢走絲線切割機(jī)床來說，既提高了生產(chǎn)效率，又降低費(fèi)用消耗，因此也降低了模板的制造成本。?) e$ D0 s! A) C6 q
% I& P" B3 x0 m1 |8 l* a表1 4次切割中各次的加工余量、加工精度和表面粗糙度?+ {9 ^3 |% K" D5 n; R
表2 3次切割中各次的加工余量、加工精度和表面粗糙度?- H% d/ g0 ^! M8 Z7 \* L
* X9 W8 k$ Z- z" ?, B+ [4 U 4 凹模板型孔小拐角的加工工藝?! h; {% u* r& y$ w6 q2 j8 o
由于選用的切割絲直徑越大，切割出的型孔拐角半徑也越大。當(dāng)模板型孔的拐角半徑要求很小時(shí)(如R0.07—R0.10mm)，則必須換用細(xì)絲(如Φ0.10mm)。但是相對(duì)粗絲而言，細(xì)絲加工速度較慢，且費(fèi)用昂貴(大多需進(jìn)口絲)。如果將整個(gè)型孔都用細(xì)絲加工，就會(huì)延長(zhǎng)加工時(shí)間，造成浪費(fèi)。經(jīng)過仔細(xì)比較和分析，我們采取先將拐角半徑適當(dāng)增大，用粗絲切割所有型孔達(dá)到尺寸要求，再更換細(xì)絲統(tǒng)一修割所有型孔的拐角達(dá)到規(guī)定尺寸。?
1 B6 T/ R! L6 U 下面是矩齒形凹模板(內(nèi)拐角半徑為R0.07mm)的線切割加工工藝。?4 P6 h7 a& f7 s0 O- ~' }& v( o/ v9 j
(1)先用Φ0.20mm切割絲加工模板型孔至要求尺寸，內(nèi)拐角部分加工至R0.15mm，如圖8所示。?8 I1 C! }1 N' R* q. |- p' d. }
(2)退磁，關(guān)機(jī)。?
4 L, Q, m' q; H" D5 M (3)更換Φ0.10mm細(xì)絲。將切割絲輸送帶移至未使用過的位置。如果輸送帶3個(gè)位置均已使用且咬送細(xì)絲的效果不佳，則更換新的輸送帶。?+ z$ V9 a z/ s
(4)重新找正中心。圖9是帶有2個(gè)金剛石錐體的切割絲導(dǎo)向插件(本導(dǎo)向插件為AGIE公司慢走絲線切割機(jī)床專用)。這種點(diǎn)式支撐可使切割絲的下偏點(diǎn)被精確的定位，使切割絲精確地進(jìn)行導(dǎo)向。如圖10所示，當(dāng)切割絲直徑為Φ0.20mm時(shí)，找正中心在b點(diǎn)，當(dāng)切割絲直徑為Φ0.10mm時(shí)，找正中心在a點(diǎn)，｜ab｜=｜bo｜-｜ao｜=0.1〖KF(〗2〖KF)〗-0.05〖KF(〗2〖KF)〗=0.0707mm。?. l2 k) ], Y& n+ I# Y, |4 G8 X! f
6 I( J6 J; x. f) m
因此更換Φ0.10mm的細(xì)絲重新找正中心的坐標(biāo)值應(yīng)與原中心坐標(biāo)值相差大約0.0707mm。?7 \' i. ^8 B! |' O/ G% |- X
(5)如圖11所示，修改圖形圓角半徑，重新編程，避開其它型孔輪廓線，將型孔的拐角半徑修整為R0.07mm。?
. o$ _( w8 R8 ^- y?' k" n# {; M# p" Y
5 多型孔凹模、固定板、卸料板的加工順序?" V# n4 j g% w9 F5 M/ e
多型孔凹模、固定板、卸料板考慮到各個(gè)型孔在加工過程中受殘留應(yīng)力及加工熱力影響而產(chǎn)生的微量變形，因此在實(shí)際生產(chǎn)中采用型孔加工順序一致的方法保證其型孔位置變形的一致性，從而保證了凹模、固定板、卸料板型孔的同軸度。?- I9 u z- ~0 {! c8 x( q2 P
/ y$ T! v# m! ~% x% ?* {
6 結(jié)束語?
# [# H" I' m5 P 慢走絲線切割機(jī)床加工精度高、功能強(qiáng)，但加工成本高，若要充分發(fā)揮機(jī)床的作用，創(chuàng)造好的經(jīng)濟(jì)效益，必須對(duì)工件進(jìn)行合理的加工工藝分析和技術(shù)性能分析，充分了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能以及熟練掌握機(jī)床的操作技能，合理選用水參數(shù)和電參數(shù)，減少加工過程中的斷絲情況，在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這樣才能最大限度地發(fā)揮機(jī)床的潛力，提高生產(chǎn)效率。 |
|
發(fā)表于 2007-11-20 20:52:31
QQ好友和群
QQ空間
