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機(jī)床知識(shí):線切割機(jī)床加工方法 |
發(fā)布時(shí)間:2013/12/12 查看次數(shù):1298
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線切割機(jī)床加工方法
線切割是沖模零件的主要加工方式,然而進(jìn)行合理的工藝分析,正確計(jì)算數(shù)控編程中電極絲的設(shè)計(jì)走絲軌跡,關(guān)系到模具的加工精度。通過(guò)穿絲孔的確定與切割路線的優(yōu)化,改善切割工藝,這對(duì)于提高切割質(zhì)量和生產(chǎn)效率,是一條行之有效的重要途徑。
實(shí)際軌跡的計(jì)算
根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,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,因此對(duì)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),其計(jì)算公式為:中位值尺寸=基本尺寸 (上偏差 下偏差)。
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)。
由于線切割放電加工的特點(diǎn),工件與電極絲之間始終存在放電間隙。因此,切割加工時(shí),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,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)。
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、凹模,應(yīng)綜合考慮電極絲半徑R絲、單邊放電間隙δ電以及凸、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。
例如:加工沖孔模(即要求保證工件的沖孔尺寸),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,凹模尺寸應(yīng)增加δ配。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),凹模的間隙補(bǔ)償值f凸=R絲 δ電,凸模的尺寸應(yīng)增加δ配。見圖1。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。若偏移量過(guò)大,則間隙太大,放電不穩(wěn)定,影響尺寸精度;偏移量過(guò)小,則間隙太小,會(huì)影響修切余量。修切加工時(shí)的電參數(shù)將依次減弱,非電參數(shù)也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整,以提高加工質(zhì)量。
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),線切割加工沖裁模具的配合間隙應(yīng)比國(guó)際上所流行的“大”間隙沖模(《手冊(cè)》推薦值)應(yīng)小些。因?yàn)橥、凹模線切割加工中,工件表面會(huì)形成一層組織脆松的熔化層,電參數(shù)越大,表面粗糙度越差,熔化層較厚。且隨著模具沖裁次數(shù)的增加,這層脆松的表層會(huì)逐漸磨損,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(duì)于加工精度及切割速度關(guān)系甚大。通常,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(jì)算的坐標(biāo)點(diǎn)上,以簡(jiǎn)化編程中有關(guān)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算,減少誤差。當(dāng)切割帶有封閉型孔的凹模工件時(shí),穿絲孔應(yīng)設(shè)在型孔的中心,這樣既可準(zhǔn)確地加工穿絲孔,又較方便地控制坐標(biāo)軌跡的計(jì)算,但無(wú)用的切入行程較長(zhǎng)。對(duì)于大的型孔切割,穿絲孔可設(shè)在靠近加工軌跡的邊角處,以縮短無(wú)用行程。在切割凸模外形時(shí),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。切割窄槽時(shí),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。此外,在同一塊坯件上切割出兩個(gè)以上工件時(shí),應(yīng)設(shè)置各自獨(dú)立的穿絲孔,不可僅設(shè)一個(gè)穿絲孔一次切割出所有工件。切割大型凸模時(shí),有條件者可沿加工軌跡設(shè)置數(shù)個(gè)穿絲孔,以便切割中發(fā)生斷絲時(shí)能夠就近重新穿絲,繼續(xù)切割。
穿絲孔的直徑大小應(yīng)適宜,一般為Φ2mm~Φ8mm。若孔徑過(guò)小,既增加鉆孔難度又不方便穿絲;若孔徑太大,則會(huì)增加鉗工工作量。如果要求切割的型孔數(shù)較多,孔徑太小,排布較為密集,應(yīng)采用較小的穿絲孔(Φ0.3mm~Φ0.5mm),以避免各穿絲孔相互打通或發(fā)生干涉現(xiàn)象。
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(shí)間。切割路線的安排應(yīng)有利于工件在加工過(guò)程中始終與裝夾支撐架保持在同一坐標(biāo)系內(nèi),避免應(yīng)力變形的影響,并遵循以下原則。
(1)一般情況下,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,將暫停點(diǎn)設(shè)在靠近坯件夾持端部位。
(2)切割路線的起始點(diǎn)應(yīng)選擇在工件表面較為平坦、對(duì)工作性能影響較小的部位。對(duì)于精度要求較高的工件,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,以免引起工件切開處發(fā)生變形。
(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,一般不小于5mm。
線切割加工中對(duì)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。
(1)二次(或多次)切割法對(duì)于一些形狀復(fù)雜、壁厚或截面變化大的凹模型腔零件,為減小變形,保證加工精度,宜采用二次切割法。通常,精度要求高的部位留2mm~3mm余量先進(jìn)行粗切割,待工件釋放較多變形后,再進(jìn)行精切割至要求尺寸。若為了進(jìn)一步提高切割精度,在精切割之前,留0.20mm~0.30mm余量進(jìn)行半精切割,即為3次切割法,第1次為粗切割,第2次為半精切割,第3次為精切割。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(shí),可采用方法一,在原路線上增加一小段超切路程,如圖2所示的A0-A1段,使電極絲切割的最大滯后點(diǎn)達(dá)到程序A0點(diǎn),然后再前進(jìn)到附加點(diǎn)A1,并返回至A0點(diǎn),接著再執(zhí)行原程序,便可切割出尖角。也可采用圖3所示的方法二的切割路線,在尖角處增加一段過(guò)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。
3)拐角的割法線切割放電加工過(guò)程中,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(dòng)位置滯后,從而造成拐角精度較差。
電極絲的滯后移動(dòng)則會(huì)造成工件的外圓弧加工過(guò)虧,而內(nèi)圓弧加工不足,致使工件拐角處精度下降。為此,對(duì)于工件精度要求高的拐角處,應(yīng)自動(dòng)調(diào)慢X、Y軸的驅(qū)動(dòng)速度,使電極絲的實(shí)際移動(dòng)速度與X、Y軸同步。也就是,加工精度要求越高,拐角處的驅(qū)動(dòng)速度應(yīng)越慢。
(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(shí)的偏移量,將會(huì)造成圓角處“根切”現(xiàn)象。為此,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。在主切割加工及初修切割加工中,可根據(jù)各遍加工時(shí)不同的偏移量,設(shè)置不同的內(nèi)圓角半徑,即對(duì)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,這樣就可切割出很小的圓角,并獲取較好的圓角切割質(zhì)量
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