張錦輝
摘 要:當(dāng)前在模具的加工中,線切割工藝是應(yīng)用最為廣泛的加工工藝。而且由于線切割技術(shù)的獨特優(yōu)勢,模具加工企業(yè)更加偏愛對這一種技術(shù)的應(yīng)用。因此必須對模具線切割技術(shù)在加工過程中的工藝要點有詳細的了解和分析,才能保證加工模具工作的順利進行,保證模具生產(chǎn)的質(zhì)量和工作的效率。文章就是依據(jù)模具線切割加工過程工藝特點,對間隙補償量的確定方法進行分析,合理選擇切割路線和穿絲孔,從而減少工件在加工中出現(xiàn)變形的情況。對于塌角問題提出了改善該工藝的一些措施和建議,提高相關(guān)企業(yè)對線切割工作的關(guān)注度,從而達到提高模具線切割質(zhì)量和效率的目的。
關(guān)鍵詞:模具;線切割加工;工藝要點分析
中圖分類號:TG48 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2015)14-0098-02
模具線切割工藝的獨特優(yōu)勢已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于模具零件的加工制造中。在對模具進行加工的過程中,通過一次編程的結(jié)果,利用對間隙補償量的調(diào)整,就可以實現(xiàn)對凹模、凸模、凸模固定板和卸料板等零件的切割工作,并可以利用斜度線切割技術(shù)將凹、凸模具進行一次成形的加工,實現(xiàn)材料利用率的大大提高。由于這些特殊的優(yōu)勢,使得模具線切割加工技術(shù)在模具零件的制造中占據(jù)越來越重要的地位。
在一定的加工設(shè)備條件下,要考慮加工模具的特點和相應(yīng)的加工要求,并確定出電極絲間隙補償量的大小,由此制定合理的加工方案,這點對于模具切割質(zhì)量的提高和工作效率的提高都有著重要的作用。
1 間歇補償量的正確確定
模具零件的大小是由工件的尺寸所確定的。尤其是凹、凸模具的刃口大小和工件的尺寸大小有著直接的關(guān)系。在對模具的零件進行線切割加工時,需要對間隙補償量進行正確的確定。電極絲本身具有一定的大小,在加工過程中會與工件有0.01 mm左右的放電間隙,且電極絲的中心軌跡要與工件的外部輪廓存在差異,即不能重合。在對凸模進行加工時,電極絲的中心軌跡要圍繞在所要加工圖形的外圍。
而對凹模進行加工時,電極絲的中心軌跡需要在要加工圖形的內(nèi)部。而且間隙補償量的確定和電極絲的直徑大小、凹凸模具之間的單面配合間隙,以及電極絲和待加工零件之間的放電間隙都是息息相關(guān)的。
在對沖孔模具進行加工時,凸模的刃口大小要根據(jù)沖孔件的大小來確定,凸模間隙補償量的確定要考慮凹、凸模之間的單邊配合間隙。而凹模間隙補償量的確定要考慮凹模的單邊尺寸。落料模具的加工中,凹模刃口的大小要由落料部件的尺寸決定,凸模的刃口大小要比凹模的刃口尺寸小一個單邊的合理配合間隙。以此類比,一次編程完成后,只要對間隙補償量進行合理的調(diào)整,就可以切割不同的零件。
2 穿絲孔位置和直徑的確定
在對凹模之類的零件進行加工時,因為凹模輪廓的特點:封閉性,因此在對工件進行切割之前必須完成對穿絲孔的加工,這樣才能保證這類工件的完整性。在穿絲孔位置設(shè)在工件輪廓的內(nèi)部時,需要盡可能縮小與切割點的位置,同時方便對軌跡坐標的計算。而在對凸模類零件進行加工時,不需要利用穿絲孔就可以直接從工件的外部切入,但是這點在切斷材料時會對材料內(nèi)部的應(yīng)力分布產(chǎn)生影響,造成工件材料出現(xiàn)變形的現(xiàn)象,嚴重時會阻礙整個切割工作的進行,如果采用穿絲孔時,就可以避免此類現(xiàn)象的發(fā)生,減小零件變形發(fā)生的概率。這時穿絲孔的位置要設(shè)在型面外部,盡可能接近加工輪廓軌跡的拐角位置,這樣就能減少對模具表面造成的影響。同時穿絲孔的大小要適中,不宜過大或過小,在1~8 mm之間為適合。但是在很多情況下,穿絲孔的大小是衡量加工的標準,因此在位置和尺寸的精度要求上要不小于工件本身的精度要求,通常情況下利用精密工作臺進行鉆孔。
另外,在對大型零件進行加工時,應(yīng)沿著加工的軌跡增加對穿絲孔的設(shè)置,以方便在出現(xiàn)斷絲時能及時就近的補救,切入斷絲點。當(dāng)需要在一塊材料上切割不少于兩個零件時,要注意不能進行一次連續(xù)的切割工作,而是通過設(shè)置不同的穿絲孔來進行加工。根據(jù)加工的要求更換穿絲孔位置和數(shù)量,來保證切割工作的高效進行。
3 切割路線和路線走向的合理選擇
模具線切割的結(jié)果直接影響整個工件的精工精度,嚴重時會造成工件的報廢。為了減小變形產(chǎn)生的概率,必須合理選擇切割路線和切割路線的走向。一般情況下,切割點的選取要靠近夾持端,然后沿著遠離夾具的方向進行切割工作,最后再轉(zhuǎn)到夾具的方向。要盡可能避免從工件的外部進行斷面切入,而是選擇從預(yù)制的穿絲孔位置進行切割,且加工路線要和坯料斷面相隔不小于5 mm的距離,來保證工件的精度要求和結(jié)構(gòu)的強度要求。在對孔槽類的零件和精密沖模進行切割時,為達到減小變形的要求,可以采用多種切割方法依次進行,從而滿足對零件精度的要求。
4 線切割前的預(yù)加工工藝
在對零件進行線切割之前,一般都要經(jīng)過淬火和鍛造處理,零件的內(nèi)部會因此留有部分的應(yīng)力,在對零件進行電加工時,由于去除了大量的材料,工件內(nèi)部的應(yīng)力場會受到影響出現(xiàn)重新分布,從而導(dǎo)致工件出現(xiàn)斷裂或者變形的現(xiàn)象。去除材料的多少與工件的變形有很大的關(guān)系,且材料去除的越多,工件變形的概率就越大。所以在對工件進行切割之前,可以進行預(yù)加工工藝來去除大部分的材料,使得大部分的殘留變形量發(fā)生在粗加工的階段。例如對凹模進行線加工之前,可以采用電火花成形法進行預(yù)加工留2~3 mm的余量。在對凸模進行線切割之前可以采用預(yù)加工槽的辦法,均勻應(yīng)力的釋放,減小變形的出現(xiàn)。
5 解決塌角加工的策略分析
在對模具進行線切割加工的過程中,因為電極絲的運動受到阻力的作用,中間部分會落后于上下導(dǎo)絲嘴的運動速度,從而影響了拐角的加工精度,通常情況下會出現(xiàn)內(nèi)拐角加工不足或外拐角加工過度的現(xiàn)象。為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生,可以采用以下解決策略:首先在拐角的地方,使電極絲程序向前多延伸0.5 mm,這樣就可以避免電極絲在拐角處發(fā)生拐彎的現(xiàn)象;其次是在拐角的位置增加一小段三角形或者正方形的過切路線;最后一種是在拐角的地方設(shè)置一個時間在3 s左右的停留功能程序,消除由于電極絲的滯后所造成的拐角精度不足的問題。這些方法都普遍適用于外拐角的加工,但是內(nèi)拐角只能利用第三種方法來解決。除此之外還可以利用增加電極絲的張緊力來縮短上下導(dǎo)絲的距離,從而達到消除塌角問題的目的。
6 結(jié) 語
模具加工程序設(shè)置完成以后,必須要經(jīng)過嚴格的檢驗才能投入到正式的工作中去。檢驗程序的辦法有很多,可以通過畫圖進行程序語法的檢驗,也可以利用空走的方法來檢驗加工過程中可能出現(xiàn)的碰撞和干涉,或者利用試切的方法,用廉價的材料在機床上進行切割來驗證整個程序的完成情況。并根據(jù)驗證的結(jié)果對程序進行改進。模具在線切割技術(shù)下產(chǎn)生的變形會嚴重影響模具的使用壽命,因此在對零件進行線切割時,要選擇合適的材料,改進零件工藝的構(gòu)造,選擇科學(xué)的工藝參數(shù)來全面提高模具零件的質(zhì)量。
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