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详解电火花线切割(电火花数控线切割机床)模具的结构和工艺特点
发布时间:2013-06-15   点击次数:687次

    1.线切割模具(电火花数控线切割机床)的结构特点
    (1)采用线切割加工工艺时,凸模和凹模可采用整体式结构。这对提高模具强度、简化模具结构、缩短模具制造周期均有好处。
    (2)线切割加工的凸模只能为直通型。
    凸模固定板也可采用线切割加工。为了确保凸模与固定板具有一定的联结强度,凸模与固定板应为过渡配合,过盈量一般为0.01mm;若凸模尺寸较大,可在凸模后部加工螺孔,用螺孔紧固于固定板或垫板上。
    (3)带切割斜度的装置的线切割可加工带锥度零件。为减少线切割加工量,淬火前可以在凹模背面用铣削加工漏料孔来减薄凹模的刃口厚度,也可线切割后利用电火花在凹模背面穿出漏料孔。
    (4)线切割(电火花数控线切割机床)模具的凹角不能清角。
    线切割加工时,由于电极丝半径r和放电间隙δ的存在,所以在工件的凹角处不能得到清角,而是半径为r+δ的圆弧。由于圆弧半径很小,为R0.1左右,不影响模使用。
    2.影响线切割工艺指标的主要因素
    影响线切割加工的加工速度、加工精度和表面粗糙度等工艺指标的因素较多,其中最主要的是机床精度、电源参数、工作液、操作技术等。
    加工速度即生产率与高频脉冲电源的波形和电参数有直接关系,增加单个脉冲能量和提高脉冲频率能提高加工速度,但也受到一定的制约。此外,工作液的种类、浓度、脏污程度和喷流情况;电极丝的材料、直径、走丝速度和抖动情况;工件材料和厚度;加工进给速度稳定性和机构传动精度等也影响加工速度。
加工精度受机械传动精度的影响较显著,机床坐标工作台的位移精度和电极丝的运动精度都直接影响加工精度。机床坐标工作台的位移精度取决于丝杠螺母副、齿轮副、导轨副等的制造和装配精度以及磨损程度。电极丝的运动精度受导轮的回转精度、导轮的不均匀磨损电极丝的松动和放电爆炸力的影响较为显著。此外,电极丝的直径、放电间隙的大小、加工进给控制的稳定性、工作液喷流量的大小和喷流角度等也影响加工精度。
    影响表面粗糙度的因素主要有以下几点:
    (1)加工速度过快粗糙度大;脉冲电源参数选择不当,单个脉冲能量过大粗糙度大。
    (2)导轮及其轴承因磨损而使精度下降,由此产生的高低条纹严重影响了加工表面的粗糙度。
    (3)钼丝损耗过大,变细了的钼丝在导轮内窜动。
    (4)进给速度调节不当,加工不稳定。
    此外,电极丝的走丝速度和抖动情况,机械传动精度等也影响加工表面的粗糙度。
    总之,影响线切割加工工艺指标的因素多而复杂。要取得良好的加工效果,需要综合考虑多方面的因素,并掌握必要的操作技术。
    3.保证线切割模具(电火花数控线切割机床)质量的工艺措施
    (1)选用合适的模具材料
    线切割加工是在整块模坯热处理淬硬后才进行的,应选用淬透性良好的合金工具钢或硬质合金来制造。由于合金工具钢淬火后,钢块表面层到中心的硬度没有显著的降低,因此,切割时不会使凸模或凹模的柱面再次产生变形。而且凸模的工作型面和凹模的型孔能全部淬硬,刃口可以多次修磨而硬度不会明显下降,故模具的使用寿命较长。常用的合金工具钢有Cr12、CrWMn、Cr12MoV等。
    (2)采取减小残余应力影响的工艺措施
  以线切割加工作为主要工艺时,钢质材料的加工路线是:下料——锻造——退火——机械粗加工——淬火与回火——磨削加工——线切割加工——钳工修整。
    上述工艺路线的特点是:工件在加工的全过程中,会出现两次较大的变形。一次是退火后经机械粗加工,材料内部的残余应力会显著增加;另一次是淬硬后线切割去除大面积金属或切断,会使材料的内部残余应力的相对平衡状态受到破坏而产生第二次较大的变形。
    残余应力有时比机床精度等因素对加工精度的影响还严重,可使变形达到宏观可见的程度,甚至在切割过程中材料会炸裂。

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