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用线切割对薄工件进行多片加工
2012-11-29  来源:  作者:华南理工大学广州学院 梁键钊, 梁秋华

      1 引言

 

      电火花线切割加工是电火花加工的重要分支,是利用移动的细金属丝(通常是钼丝或铜丝,直径0.08~0.25mm)作为电极,在工件与电极丝之间加脉冲电压,并在它们之间浸泡或浇注工作液介质;脉冲电压将它们之间的工作液击穿,以产生放电通道,瞬间温度高达10000℃以上;高温将工件熔化甚至汽化,从而实现对工件的蚀除加工。

 

      数控线切割可以通过调整间隙补偿量来保证配合和加工精度,适用于加工各种形状的模具。同时电极丝和放电间隙非常小,切缝约0.2mm,可以加工各种形状复杂的工件,如:检验样板、异形孔、微细孔、窄槽、窄缝、上下异形工件、高硬度材料和贵金属等。

 

      在生产中常会有形状非常复杂而精度要求很高的薄工件需要批量生产,如果用传统的单件加工,则效率低成本高。因此需要利用线切割对薄工件进行多片加工的方法。

 

      2 多片加工的加工方案

 

      多片加工不是简单地将多片薄片叠加起来加工,单纯的多片叠加会让加工出来的多片薄片的边缘熔化粘嵌在一起。即使用外力强行分开,也会对工件的表面质量和精度造成难以修复的缺陷;若用热胀冷缩的方式分开,也会对工件的金相结构造成影响。多片加工利用金属薄片或其它导电材料来隔开相邻的金属工件,辅以适当的装夹。只要导电隔片的安放位置适当,可以避免工件间的熔化粘嵌现象,工件可以轻易分开。同时还能够保证每次加工的多片工件的装配精度,对于模具行业的薄工件是非常有利的。

  

      3 多片加工的实施

 

      以200mm×200mm×1mm 的薄工件为例,来分析其多片加工的实施:

 

      (1)分析工件的加工工艺要求,选择在适当的位置安放导电隔片。导电隔片在工件的周边每60100mm 放一个,在工件的内部也同样在这个间隔内选择适当的位置放置。导电隔片的形状和规格没有固定的要求,一般用准1020mm 的圆形或10mm×10mm20mm×20mm 的方形;如有些地方不便于放置常规的导电隔片,可以换成长条形、三角形或环形的,尺寸无特别要求。

 

      (2)按需要制作导电隔片。先按照工件的规格确定每次加工的薄工件数量。一般12mm 厚的工件可以是520 片的叠加。按照导电隔片的放置计划来制作所需的导电隔片。

 

      (3)选择适当的装夹方式。薄工件加工中装夹困难,如果装夹不好则极易变形甚至无法使用。常用的方法是用两块较厚的辅助装夹块将薄工件夹在中间后一起装夹进行切割,从而保证薄工件的切割精度。

 

      

      4 多片加工的效率与效益

 

      以200mm×200mm×1mm 的薄工件5 片叠加多片加工为例对多片加工与单片加工的效率与效益进行对比,对比结果如下:(1)装夹时间:单片加工5min/件,多片加工10min/次;(2)调参数与加工:单片加工50min/件,多片加工60min/次;平均电流5A;(3) 拆卸时间:单片加工3min/件,多片加工5min/次;(4)由于导电隔片是可以反复利用的,对于批量生产来说其加工时间可以忽略;(55件总时间:单片加工=5×(5+50+3=290min;多片加工=10+60+5=75min;(6)时间比例=75/290=26%

 

      5 结语

 

      对形状非常复杂而精度要求很高的薄工件进行多片加工,既满足了加工精度,又有效提高了生产效率和质量,节省了74%以上的生产时间和加工成本。对于金工实习来说,若学生在线切割实习人数多、设备少、时间短,采用分组操作、多片加工的方法可以让每个学生既学到操作方法也得到实习作品。

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