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线切割技术在机械加工中的应用(四)

本文ID:LW6135 ¥
工件。由于数控电火花线切割机床是数字控制系统,因此加工不同的工件只需编制不同的控制程序,对不同形状的工件都很容易实现自动化加工。很适合于小批量形状复杂的工件,单件,和试制品的 加工,加工周期短。 利用电蚀原理加工,电极丝于工件不直接触,两者作用力小,因而工件的变形很小,电极丝,夹具不需太高的强度 ..
工件。由于数控电火花线切割机床是数字控制系统,因此加工不同的工件只需编制不同的控制程序,对不同形状的工件都很容易实现自动化加工。很适合于小批量形状复杂的工件,单件,和试制品的 加工,加工周期短。
  利用电蚀原理加工,电极丝于工件不直接触,两者作用力小,因而工件的变形很小,电极丝,夹具不需太高的强度 。
   传统的车,铣,钻加工中,刀具硬度必须比工件硬度大,而数控电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材料硬度大,但却可以加工硬度很高或很脆,用一般切削加工方法难以加工和无法加工的材料。在加工中作为刀具的电极丝无须刃磨,可节省辅助时间和刀具费用,
  直接用电,热能进行加工,可以方便的对影响加工精度的加工参数(如脉冲宽度,脉冲间隔,功放,电流)进行调整,有利于加工精度的提高。便于实现加工过程的自动化控制。
  工作液采用水基乳化液,成本低,不会发生火灾。
  采用四轴联动,可加工锥度,上,下面异型体等零件。
  电火花线切割不能加工非导电材料。
  与一般切削加工相比,线切割加工的金属去除率低,因此加工成本高,不适合形状简单的大批量零件的加工。
   四. 数控电火花线切割加工技术在模具加工中的具体应用
 由于数控电火花线切割加工具有上述许多优点,因此电火花线切割广泛用于加工硬质合金,淬火钢模具零件,样板,各种形状复杂的细小零件,窄缝等,特别是冲模,挤压模,塑料模,电火花加工型腔模所用电极的加工。比如形状复杂,带有尖角窄缝的小型凹模的型孔可采用整体结构在淬火后加工,既能保证模具精度,又可简化模具设计和制造。又如中小型冲模,过去采用分开模和曲线磨削加工方法,现在改用电火花线切割整体加工,使配合精度提高,制造周期缩短,成本降低。目前很多线切割机床采用四轴联动,可以加工锥体,上下异型面扭转体等零件,为数控电火花线切割加工技术在模具加工中的广泛应用,提供了更广阔的前景。
 五  电火花线切割机床分类
 电火花线切割机床按控制方式分:靠模仿型,光电跟踪控制及数控电火花线切割机床,目前,我国广泛采用的线切割机床主要是数控电火花线切割机床。
 按其走丝速度分为: 快速走丝和慢速走丝线切割机床两种。
 快速走丝线切割机床采用直径为0.08~0.18mm 的钼丝类电极,走丝速度为8~10m /s ,而且是往返循环运动,成千上万次的反复通过加工间隙,一直使用到断丝为止。工作液通常采用5%左右的乳化液。由于电极丝的快速运动能将工作液狭窄的加工缝隙,起到冷却作用,同时还能将电蚀产物带出加工间隙,有利于切割速度的提高。目前能达到的加工精度为0.01mm ,表面粗糙度为Ra.2.5~Ra0.63μm,最大切割速度可达50mm/min以上,切割厚度与机床结构参数有关,最大可达500mm,可满足一般模具的加工要求。
 慢走丝线切割机床采用直径0.03~0.35mm的铜丝做电极,走丝速度为0.05~0.2m/s,电极丝只是单向通过间隙,不重复使用,可避免电极损耗对加工精度的影响。工作液主要是去离子水和煤油。加工精度可达0.001mm,粗糙度可达Ra小于0.32μm。这类机床还能进行自动穿电极丝和自动卸除废料等,自动化程度较高,能实现无人操作加工,但售价比快速走丝要高的多。
 相对慢速走丝线切割机床来讲,快速走丝机床结构简单,价格便宜,加工生产率较高,精度能满足一般模具要求。因此,目前国内主要生产,使用的是快速走丝数控电火花线切割机床,但慢走丝线切割机床是发展方向,国外已普及了。
 
 第二章
 (一)等分花瓣型工件的加工过程。
1)根据图纸和工艺要求,用 CAXA线切割XP画图,步骤如下:
 新建一文件,设置坐标系和中心线。准备工作做完了。开始正式做图了:点击“绘制-基本曲线-圆”选择“圆心-半径”,画好半径分别为13.5,15,56,10,78的圆,然后做半径为37和24的两个相切圆。工件的基本轮廓已出现在图纸上,如下图2-1:
 

 下一步该修剪了。点击“绘制-曲线编辑-修剪”按提示选择要修剪的 边界即可;或者直接点击工具条的“删除”功能,修改也可以。
   修剪完毕,花朵的一个花瓣就画好了。接下来我们要做的就是检查边界是否修剪干净?工件放大,仔细检查。千万不要怕麻烦,线切割本来就是个要耐心的工作哦。如果你现在不修剪好,下一步等分结束,会把你的工作量加大5倍的。
   检查完毕,等于我们已经拿到打开成功大门的钥匙了。不要激动啊,后面的工作也要细心才对啊!!

 
 图2-2
 
点击“绘制-曲线编辑-阵列”按提示选择“圆形阵列”选择边界,输入阵列中心,份数即可:

 图2-3

 下面我们就开始进行电火花线切割最重要的环节了——设置加工参数,补偿量,起割点等参数了。
 我们知道,电极丝是有一定直径的丝线,电极丝和工件之间还有尺寸约为0.01mm的间隙,我们习惯称它为放电间隙。也就是说,电极丝中心和工件轮廓不重合。因此,在机械的线切割加工中,间隙补偿量的确定就显得很重要。
2)间隙补偿原理:
 间隙补偿功能就是由已知的工件轮廓及电极丝直径和放电间隙,自动计算出电极丝中心点的轨迹尺寸。加工程序按工件轮廓尺寸编制,电极丝自动按计算出的中心点的轨迹尺寸运动,从而加工出合格的工件。
  加工圆弧时,电极丝中心轨迹圆弧的半径和对应的工件的圆弧半径相差Δr1,Δr 2。加工凸模时,当输入凸圆弧的程序后,数控装置能自动的将它变成另一个程序加工,半经直接增加Δr2;加工凹模时,当输入凹圆弧的程序后,数控装置能自动的将它变成另一个程序进行加工,使半经减少Δr1,圆心角不变。加工直线段时,按工件的平均尺寸来编程加工的,因为不管是工件还是凸模凹模,直线段长度都相同。
 间隙补偿量的确定:
   加工凸模时,电极丝的中心轨迹应在所加工图形的外面;加工凹模时,电极丝的中心轨迹应在要求加工图形的里面。所加工 工件图形与电极丝中心轨迹间的距离,在圆弧的半径方向和线段的垂直方向都相等,此距离称为间隙补偿量。
   间隙补偿量的算法: 
 加工冲模的凸凹模时,应考率电极丝半径r,电极丝和工件的单边放电间隙δd及凸凹模的单边配合间隙δp。
 加工冲孔模具时,(即冲后要求工件保证孔的尺寸)凸模尺寸由孔的尺寸确定。因δp在凹模上扣除,故凸模的间隙补偿量R=rs+δd;凹模的间隙补偿量R=rs+δd+δp
 加工落料模时,(即冲后要求保证冲下的工件尺寸),凹模尺寸由工件的尺寸确定。因δd在凸模上扣除,故凸模的间隙补偿量R=rs+δd-δp
;凹模的间隙补偿量R=rs+δd

   了解了电火花线切割加工的间隙补偿原理,我们就可以进行下面的参数
设置,进而进行工件仿真模拟了。

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