1 引言
電火花線切割加工是電火花加工的重要分支,是利用移動的細金屬絲(通常是鉬絲或銅絲,直徑0.08~0.25mm)作為電極,在工件與電極絲之間加脈沖電壓,并在它們之間浸泡或澆注工作液介質;脈沖電壓將它們之間的工作液擊穿,以產生放電通道,瞬間溫度高達10000℃以上;高溫將工件熔化甚至汽化,從而實現對工件的蝕除加工。
數控線切割可以通過調整間隙補償量來保證配合和加工精度,適用于加工各種形狀的模具。同時電極絲和放電間隙非常小,切縫約0.2mm,可以加工各種形狀復雜的工件,如:檢驗樣板、異形孔、微細孔、窄槽、窄縫、上下異形工件、高硬度材料和貴金屬等。
在生產中常會有形狀非常復雜而精度要求很高的薄工件需要批量生產,如果用傳統的單件加工,則效率低成本高。因此需要利用線切割對薄工件進行多片加工的方法。
2 多片加工的加工方案
多片加工不是簡單地將多片薄片疊加起來加工,單純的多片疊加會讓加工出來的多片薄片的邊緣熔化粘嵌在一起。即使用外力強行分開,也會對工件的表面質量和精度造成難以修復的缺陷;若用熱脹冷縮的方式分開,也會對工件的金相結構造成影響。多片加工利用金屬薄片或其它導電材料來隔開相鄰的金屬工件,輔以適當的裝夾。只要導電隔片的安放位置適當,可以避免工件間的熔化粘嵌現象,工件可以輕易分開。同時還能夠保證每次加工的多片工件的裝配精度,對于模具行業的薄工件是非常有利的。
3 多片加工的實施
以200mm×200mm×1mm 的薄工件為例,來分析其多片加工的實施:
(1)分析工件的加工工藝要求,選擇在適當的位置安放導電隔片。導電隔片在工件的周邊每60~100mm 放一個,在工件的內部也同樣在這個間隔內選擇適當的位置放置。導電隔片的形狀和規格沒有固定的要求,一般用準10~20mm 的圓形或10mm×10mm~20mm×20mm 的方形;如有些地方不便于放置常規的導電隔片,可以換成長條形、三角形或環形的,尺寸無特別要求。
(2)按需要制作導電隔片。先按照工件的規格確定每次加工的薄工件數量。一般1~2mm 厚的工件可以是5~20 片的疊加。按照導電隔片的放置計劃來制作所需的導電隔片。
(3)選擇適當的裝夾方式。薄工件加工中裝夾困難,如果裝夾不好則極易變形甚至無法使用。常用的方法是用兩塊較厚的輔助裝夾塊將薄工件夾在中間后一起裝夾進行切割,從而保證薄工件的切割精度。
4 多片加工的效率與效益
以200mm×200mm×1mm 的薄工件5 片疊加多片加工為例對多片加工與單片加工的效率與效益進行對比,對比結果如下:(1)裝夾時間:單片加工5min/件,多片加工10min/次;(2)調參數與加工:單片加工50min/件,多片加工60min/次;平均電流5A;(3) 拆卸時間:單片加工3min/件,多片加工5min/次;(4)由于導電隔片是可以反復利用的,對于批量生產來說其加工時間可以忽略;(5)5件總時間:單片加工=5×(5+50+3)=290min;多片加工=10+60+5=75min;(6)時間比例=75/290=26%。
5 結語
對形狀非常復雜而精度要求很高的薄工件進行多片加工,既滿足了加工精度,又有效提高了生產效率和質量,節省了74%以上的生產時間和加工成本。對于金工實習來說,若學生在線切割實習人數多、設備少、時間短,采用分組操作、多片加工的方法可以讓每個學生既學到操作方法也得到實習作品。
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