模具加工中线切割数控技术

    由于我国的机械制造加工行业的快速发展, 模具行业也随之发展得越来越快。特别是近年来模具零件品种越来越多, 形状越来越复杂, 曲面零件越来越多。传统的加工技术和加工设备己经越来越难以满足模具零件的加工要求。而线切割数控技术的出现则很好的解决了这一问题, 不仅能加工复杂的模具零件,同时还保证了模具零件的加工精度要求, 而且极大的缩短了模具零件加工时所需要的时间, 加工过程中自动化程度也比较高。正是线切割数控技术的这些优点, 使线切割数控技术在模具加工中的应用越来越广泛。接下来, 本文将从线切割数控技术的基本原理来展开,进而详细论述线切割数控技术在模具加工中的具体应用。

1、 线切割加工技术的基本原理

　　线切割加工是以电化学的知识理论为基础, 其切割时的刀具一般为细金属丝, 比较常用的是铜丝和钥丝。达到切割作用的原理是, 在高频脉冲电源的正负极分别接工件和细金属丝,然后细金属丝利用高频脉冲电源提供的脉冲电压, 进行火花放电, 从而实现切割的功能。具体过程如图1 所示, 在工件和细金属丝之间会有间隙, 一些特定的工作液会注入到间隙中, 在高频脉冲电源提供的能量下, 细金属丝不断的做往复运动并进行火花放电对工件进行切割, 在切割过程中产生的一些切屑之类的产物由工作液的流动而带走。切割时工件的进给运动是靠工作台在X 轴和Y 轴方向的运动实现的。工作台的运动是靠预先编好的程序来控制的。以上就是线切割数控技术的基本原理。

2、 线切割数控技术加工工艺分析

　　在线切割数控技术的实际加工应用中, 主要控制的技术指标有以下两点, 即被加工零件的凹角和尖角与线切割数控技术的加工工艺条件是否相符合, 线切割数控技术在加工零件时所能达到的加工精度是否与机床的精度相匹配。

　　2.1 门凹角与尖角加工工艺分析

　　线切割数控技术在实际模具加工过程中, 细金属丝的运动轨迹一般是根据电极丝的中心运动而计算得到的。但是此种计算方式会带来一定的误差, 之所以会出现误差是因为电极丝有一定大小的直径, 而且由于放电间隙的存在, 使得工件的加工表面不可避免的与细金属丝之间存在一定的间隙Z。为了最大限度地减小这种误差, 在计算电极丝的中心运动轨迹时必须考虑上述提到的间隙。

　　同时在线切割的实际加工中, 凹角只能加工成圆角, 而且加工圆角时的误差与电极丝的半径和放电间隙的大小成正比。因此, 在加工凸类和凹类零件时, 要具体情况具体对待,加工凸类零件时应该把电极丝的中心运动轨迹增加一个l, 在加工凹类零件时应该相应的减小一个Z。

　　2.2 合理确定过渡圆半径

　　在线切割的实际加工过程中, 如何确定过渡圆的半径大小是一个比较关键的问题, 而影响过渡圆半径的主要因素有以下两点, 即工件的外形和所需的加工精度。一般而言过渡圆的半径与被加工工件的厚度是成正比关系的。模具配合时的间隙也要相应的增加过渡圆。与此同时, 在合理的确定过渡圆半径的大小时, 还应该保证零件的加工精度要与机床的精度相符合。

3 、电极丝位置找正方法

　　由于在线切割实际加工过程中, 电极丝的位置有时会出现偏差, 接下来将介绍比较常用的电极丝位置找正方法。

　　3.1门目测法

　　当电极丝的位置出现偏差后, 可以直接目测或利用放大镜观察穿孔处的基准线与电极丝的位置, 根据观测的结果, 对工作台做出相应的调整, 直至基准线与电极丝的位置出现重合,从而完成对电极丝位置的找正。

　　3.2 火花法

　　火花法对电极丝位置的找正原理是通过, 移动工作台使零件被加工的基准面与电极丝产生火花放电, 并迅速记下工作台的坐标值, 从而计算出电极丝中心位置的坐标。但是此种方法通常会对零件的基准面造成一定的影响, 因此, 在实际加工过程中并不常用。

　　3.3 自动找正法

　　此种方法的原理是通过横向和纵向的移动床鞍使电极丝与工件接触, 并记下电极丝中心的横纵坐标值。

4 、线切割加工实例

　　现以加工凸凹模零件为例, 简要的介绍线切割数控技术的加工过程, 被加工零件如图2 所示。首先确定好电极丝的直径以及放电间隙的大小。然后穿丝孔并确定电极丝的切入点。并计算交点坐标, 确定电极丝的中心运动轨迹, 最后编写对应的程序。

5 、线切割加工的注意事项

　　1) 为了保证所加工零件的加工精度和表面粗糙度, 零件在加工之前应该进行淬火处理。

　　2) 零件在被加工之前应该对零件表面进行去氧化层处理,并对模具进行研磨以消除被加工工件表面的残余应力以及其他缺陷, 并延长模具的使用时间。

　　3) 在加工前要控制细金属丝和工件表面的间隙, 并给予适当的间隙补偿量。

6 、结束语

　　总而言之, 随着线切割数控技术在我国模具加工中的应用越来越广泛, 并且扮演着越来越重要的角色。为了更好的利用线切害」技术和不断优化线切割数控技术, 我们不仅要掌握线切割数控技术的基本原理, 更重要的是要不断改进工艺过程, 从工艺过程中发现问题并及时解决。在线切割实际加工中出现的问题要仔细分析原因, 找出问题所在, 总结前人经验。同时要不断地学习国际上同行业的先进技术经验, 不断地改进完善我国的线切割数控技术和实际操作经验, 以先进的线切割数控技术及经验在日益复杂的模具零件加工市场中赢得促使模具零件加工制造业的快速稳定发展。