(2)能加工细小、形状复杂的工件。由于电极丝直 径最小可达0.01mm,所以能加工出窄缝、锐角(小圆角 半径)等细微结构。
(3)加工精度较高。由于电极丝是不断移动的,所 以电极丝的磨损很小,目前电火花加工精度已经能达到 μm级,表面粗糙度可达Ra0.05μm,可完全满足一般精 密零件的加工要求。
(三)工作液的选配 工作液对切割速度、表面粗糙度、加工精度等都有较大影响,加 工时必须正确选配。常用的工作液主要有乳化液和去离子水。 (1)慢速走丝线切割加工,目前广泛使用去离子水。为了更好的提高切 割速度,在加工时还要加进有利于提高切割速度的导电液,以增加工 作液的电阻率。加工淬火钢,使电阻率在2×104Ω.cm左右;加工硬质 合金电阻率在30×104Ω.cm左右。 (2)对于快速走丝线切割加工,目前最常用的是乳化液,乳化液是 由乳化油和工作介质配制(浓度为5﹪~10﹪)而成的。工作介质可用自 来水,也可用蒸馏水、高纯水和磁化水。 (3)对加工表面粗糙度和精度要求比较高的工件,配比可适当浓 些,使加工表面均匀。 (4)对要求切割速度快或大厚度工件,配比可淡点,这样加工比 较稳定,且不易断丝。
二、工艺准备 (一)合理地确定切割路线 正确的切割路线能减少工件变形,容易保证加工精度。为避免 材料内部组织和内应力对加工精度的影响,除了考虑工件的坯料中 取出位置外,还必须合理选择程序的走向和起点。
如图所示。加工程序引入点为A, 起点为a,则走向可有: ①A-a-b-c-d-e-f-a-A ②A-a-f-e-d-c-b-a-A 如选②走向,则在切割过程中, 工件悬留在被切缝af切开后易变 形的部分,会带来较大误差。如 选①走向,就可减少或避免这种 影响。如加工程序引入点为B点, 起点为d,这时无论选哪种走向, 其切割精度都会受到材料变形的 影响。
2.火花法 移动工作台使工件 的基准面逐渐靠近电极 丝,在出现火花的瞬时, 记下工作台的相应坐标 值,再根据放电间隙推 算电极丝中心的坐标。 此法简单易行,但往往 因电极丝靠近基准面时 产生的放电间隙,与正 常切割条件下的放电间 隙不完全相同而产生误 差。
2.划线法找正 工件的切割图 形与定位基准之间 的相互位置精度要 求不高时,可采用 划线法找正,如图 所示。利用固定在 丝架上的划针对准 工件上划出的基准 线,往复移动工作 台,目测划针、基 准间的偏离情况, 将工件调整到正确 位置。
(二)间隙补偿量的计算 丝切割加工时,控制台所控制的是电极丝中心的移动轨迹,同 时为了获得所要求的加工尺寸,电极丝和加工图形之间一定要保持一 定的距离,如图所示。图中双点划线表示电极丝中心的轨迹,实线 表示型孔或凸模轮廓。编程时首先要求出电极丝中心轨迹与加工图 形之间的垂直距离△R(间隙补偿距离),并将电极丝中心轨迹分割 成单一的直线或圆弧段,求出各线段的交点坐标后,逐步进行编程, 这样才可以加工出合格零件。如果采用的数控线切割机床具有补偿功 能,可通过G41、G42指令实现间隙补偿,但必须了解到间隙补偿量。
一、零件图的工艺分析 不适合或不可以使用电火花线切割加工的工件,有如下 几种: 1)表面粗糙度和尺寸精度要求很高,切割后无法进 行手工研磨的工件; 2)窄缝小于电极丝直径加放电间隙的工件,或图形 内拐角处不允许带有电极丝半径加放电间隙所形成的圆角 的工件; 3)非导电材料; 4)厚度超过丝架跨距的零件; 5)加工长度超过x,y拖板行程长度,且精度要求较 高的工件;
(二)工件毛坯的准备 毛坯的准备工序是指凸模或凹模在线切割加工之前的全部加工工序。 1.凹模的准备工序 1)下料—用锯床切断所需要的材料。 2)锻造—改善内部组织,并锻成所需的形状。 3)退火—消除锻造内应力,改善加工性能。 4)刨(铣)—刨六面,并留磨削余量0.4~0.6mm。 5)磨—磨出上下平面及相邻两侧面,对角尺。 6)划线—划出刃口轮廓线和孔(螺孔、销孔、穿丝孔等)的位置。 7)加工型孔部分—当凹模较大时,为减少线切割加工量,需将型孔漏 料部分铣(车)出,只切割刃口高度;对淬透性差的材料,可将型孔 的部分材料去除,留3~5mm切割余量。 8)孔加工—加工螺孔、销孔、穿丝孔等。 9)淬火—达设计的基本要求。 10)磨—磨削上下平面及相邻两侧面,对角尺。 11)退磁处理
(5)工作液用蒸馏水配制,对材料Cr12的工件,配比淡点,可减 轻工件表面的条纹,使工件表面均匀。
一、数控线切割加工编程基础 (一)坐标系的建立 面向机床正面,横向 为X方向,且丝向右运行 为X方向,向左运行为X方向;纵向为Y方向,且 丝向外运行为Y-方向,向 内运行为Y方向。 数控线)用户不需要制造电极,节约了电极制造时间和 电极材料,减低了加工成本。 (5)工作液选用乳化液或去离子水等,而不是煤油, 可节约能源物资,防止着火。 (6)一般都会采用精规准一次加工成形,在加工中大都 不需要转换加工规准。 (7)工件材料被蚀除的量很少,这不仅有助于提高 加工速度,而且加工下来的材料还可以再利用。 (8)便于实现自动化,采用数控技术、只要编好程 序,就能自动加工,操作便捷、加工周期短,成本低, 较安全。
3.自动找中心 就是让电极丝 在工件孔的中心自 动定位。此法是根 据线电极与工件的 短路信号,来确定 电极丝的中心位置。 数控功能较强的线 切割机床常用这种 方法。
1.悬臂式装夹 装夹简单方便, 通用性强。但由于工 件平面难与工作平台 找平,工件悬伸端易 受力挠曲,易出现切 割出的侧面与工件上、 下平面间的垂直度误 差。通常只在工件加 工要求低或悬臂部分 短的情况下使用。
(一)脉冲参数的选择 脉冲电源的波形及参数的影响是相当大的,如矩形 波脉冲电源的参数主要有电压、电流、脉冲宽度、脉冲 间隔等。所以根据不同的加工对象选择合理的电参数是 很重要的。
5.复式支撑方式 在工作台 面上装夹专用 夹具并校正好 位置,再将工 件装夹于其中。 对于批量加工 可快速缩短装 夹和校正时间, 提高效率。
1.用百分表找正 用磁力表架将 百分表固定在丝架或 其它位置上,百分表 的测量头与工件基面 接触,往复移动工作 台,按百分表指示值 调整工件的位置,直 至百分表指针的偏摆 范围达到所要求的数 值。找正应在相互垂 直的三个方向上进行。
常见数控线切割加工的零件 a)各种形状及键槽 b) 齿轮内外齿形 c)窄长冲模 d)斜直纹表面曲面体 e)各种平面图案
2.两端支撑方式装夹 工件两端固定 在两相对工作台面 上,装夹简单方便, 支撑稳定,定位精 度高。但要求工件 长度大于两工作台 面的距离,不适合 装夹小型工件,且 工件刚性要好,中 间悬空部不会产生 挠曲。
3.桥式支撑方式装夹 在通用夹 具上放置垫铁后, 先在两端支撑的 工作台面上架上 两根支撑垫铁, 再在垫铁上安装 工件,垫铁的侧 面也可做定位面 使用。方便灵活, 通用性强,对大、 中、小型工件都 适用。
(二)电极丝的选择 常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝和包芯丝等。钨丝 抗拉强度高,直径在0.03~0.1mm范围内,通常用于各种窄 缝的精加工,但价格昂贵。黄铜丝适合于慢速加工,加工 表面粗糙度和平直度较好,蚀屑附着少,但抗拉强度差, 损耗大,直径在0.1~0.3mm范围内,通常用于慢速单向走 丝加工。钼丝抗拉强度高,适于快速走丝加工,所以我国 快速走丝机床大都选用钼丝作电极丝,直径在0.08~0.2mm 范围内。 电极丝直径的选择应该根据切缝宽窄、工件厚度和拐 角大小来选择。加工带尖角、窄缝的小型模具零件宜选择 较细的电极丝;若加工大厚度工件或大电流切割时应选择 较粗的电极丝。
(四)电极丝位置的调整 线切割加工之前,应将电极丝调整到切割的起始坐标位 置上,其调整方法有以下几种: 1.目测法
利用穿丝处划出的十 字基准线,分别沿划线方 向观察电极丝与基准线的 相对位置,根据两者的偏 离情况移动工作台,当电 极丝中心分别与纵横方向 基准线重合时,工作台纵、 横方向上的读数就确定了 电极丝中心的位置。
二、数控线)加工对象不受硬度的限制,可用于一般切ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方 法难以加工或没办法加工的金属材料与半导体材料,特别 适合淬火工具钢、硬质合金等高硬度材料的加工;但无法 加工非金属导电材料。
第二节影响线切割加工工艺指标的重要的因素 第三节 数控线切割加工工艺的制订
一、数控线切割加工原理 线切割加工技术是线电极电火花加工技术,是电火花 加工技术中的一种,简称线切割加工,也是利用工具电极 对工件进行脉冲放电时产生的电腐蚀现象来来加工的。 电火花线切割加工是用运动着的金属丝做电极,利用电极 丝和工件在水平面内的相对运动来切割出各种形状的工件。 若电极丝相对工件进行有规律的倾斜运动,还可加工出带 锥度的工件。
凸模的准备工序,可根据凸模的结构特点,参照凹模 的准备工序,将其中不需要的工序去掉即可。但应注意以 下几点: 1)为便于加工和装夹,一般都将毛坯锻造成平行六面 体。对尺寸、形状相同,断面尺寸较小的凸模,可将几个 凸模制成一个毛坯。
2)凸模的切割轮廓线与毛坯侧面之间应留足够的切割 余量(一般不小于5mm)。毛坯上还要留出装夹部位。 3)在有些情况下,为防止切割时模坯发生变形,要在 模坯上加工出穿丝孔。切割的引入程序从穿丝孔开始。
4.板式支撑方式装夹 根据常规工件 的形状和尺寸大小, 制成带各种矩形或 圆形孔的平板作为 辅助工作台,将工 件安装在支撑板上。 装夹精度高,适用 于批量生产各种小 型和异型工件。但 无论切割型孔还是 外形都需要穿丝, 通用性也较差。