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线切割技术在机械加工中的应用(一)(4)

2015-12-28 01:09 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。 （转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）
 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。