线切割机床论文


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折边模折边浮块线切割加工工艺 摘要:分析了折边模折边浮块线切割加工工艺思路,介绍了减少变形的措施和加工中的技术要点。 关键词:折边浮块;变形;线切割;技术要点 1引言 线切割加工是模具生产制造中一门实践性很 强的专业技术。有了好的设备和好的控制系统,还 必须重视工艺技术和加工技巧,否则难以加工出符 合技术要求的工件。只有工艺合理,才能保证加工 质量,提高生产效率。 2零件简介 图1所示的折边浮块是折边模的核心零件,其 精度较高,与其他零件的配合及相对位置要求较严 格,同时要求折边浮块(材质为Cr12钢)有一定的 耐磨性和硬度(45~50HRC),以及良好的形状保持 性。工作时,其他零件与之配合并在滑槽中上下快 速移动,以精确送纸折边,完成自动折边包装

3工艺分析 由于线切割切除工件材料时,材料内部应力的 平衡状态被破坏,使工件产生一定的变形。针对折 边浮块外形为U型,整体结构较薄的特点,在热处 理淬火前,应预加工出U型方槽(如图2、图3所 示),并留出单边1~2mm的加工余量。这样,在 处理淬火后及线切割加工中,会减小一定程度的变 形。当然,也可以在毛坯整体热处理淬火后,磨平毛 坯上下两大平面,然后采用线切割粗加工,先割出 U型方槽(如图2所示),并留出单边0.5~1mm 的加工余量。割除废料后,毛坯材料内部应力得到 释放,使毛坯在精加工之前充分变形,减少内应力, 为线切割精加工打下基础。

图1中的尺寸150+0.02mm宽的凹槽,是1个台 阶凹槽,需要2个相互垂直方向的线切割加工,才 能完成。如果加工工艺不合理,在加工好浮块U型 凹槽外形后(如图2所示),再加工另1个垂直方向、 要求两边相切的150+0.02mm凹槽时(如图3所示), 就很容易产生两边错位不相切的现象。加工这样的 凹槽,常采用碰火花法或讯响器报鸣法来找基准进 行加工,但对一般加工者来说,不论采用手动单边 或双边碰火花法,还是采用讯响器报鸣法,都会因 为手动的力度大小、钼丝移动的快慢、火花的大小, 影响加工者对钼丝与工件接触间隙大小的准确判 断。有的时候,钼丝接触表面不干净有微量铁屑的 工件时,有0.05mm的接触间隙都会产生火花,在 工作中,相对于经验丰富的加工者来说判断会准确 一些,但要精确地找到凹槽的对称中心点,保证尺 寸150+0.02mm宽的凹槽的精度、不错位,是有一定的 难度的。为了有把握、更加精确地找到凹槽的对称 中心点(如图3所示),可以利用机床自身的控制系 统中“自动找中”功能来实现,在自动找中过程中,丝 筒关闭,钼丝静止不动,避免了抖丝现象,同时,工作 台移动速度平稳,碰丝力度均匀,可以多次重复对中 找正、检查。因此,相对“手动找中”来说,“自动找 中”找出的对称中心点会更加精确些。由于“自动找 中”功能主要是用于孔、槽对称中心点和对称中心面 的找正,在图3中, 50+0.02mm深的凹槽的周边是有 1~2mm加工余量的粗加工表面,不能作为凹槽自 动找中的基准面,不适合采用“自动找中”功能来找 中。为此,可以利用工件结构上有2个对称6mm 孔的特点,插入2个6mm标准圆柱定位销来解决 “自动找中”的实际问题。在图1中,尽管2个6mm 孔精度要求不高,但在加工中,为了达到精确的找中 的目的,必须控制好2个6mm孔的尺寸精度,保 证与2个6mm(m7)标准圆柱定位销的过渡配 合。另外,该折边浮块在完成图2、图3、图4三个相 垂直方向的加工后,留下2块加工盲区(如图5阴影 部分所示)。这是浮块表面4个小凸台的干涉造成 的,由于存在加工盲区,还必须采用特殊的加工工艺 和技巧来完成盲区部分的加工,即分几次以一定的 角度手动旋转,逐步旋转切割掉阴影部分(如图5所 示)。 图4零件的磁吸装夹装置 在设置电参数和刀具补偿量时,要考虑钼丝的 磨损量,要充分考虑到零件的技术要求和几何形 状。对要求精度高、表面粗糙度好的工件,电参数宜 采用小的峰值电流和小的脉宽。同时,进给跟踪必 须稳定,加工过程中,中途最好不要停车。正常的加 工电流I=1~1.5A,脉冲宽度t=8~16μs,脉冲间 隙/脉冲宽度=2~5,进给速度=15~40mm2/ min。一般来说,当系统的加工电流达到加工电源短 路电流的75%~80%时,加工进给速度比较合适。 电参数的设置因机床电器情况和操作者工作经验的

不同会有一定的细微差异。此外,在加工前,应清理 好基准面上的毛刺和孔内的热处理残物及氧化皮, 热处理残物及氧化皮不导电,会导致断丝、烧丝或 使工件表面出现深痕,严重时会使钼丝离开加工轨 迹,造成工件报废。 4线切割加工路线的编制及技术要点 随着计算机技术的广泛应用,线切割加工编程 普遍采用电脑绘图式自动编程,编程难度不是很 大,故这里重点介绍工艺思路及技术要点。 4.1预切割加工路线及技术要点 预切割加工路线(见图2):从O1孔穿丝找中切 割6.021mm→跳步→O2孔穿丝切割 6.021mm→跳步→O3切割至A点→按图中箭头 方向逆时针切割至回A点结束。 技术要点:工件外形的起割点A应尽量选取在 图形的拐角处,靠近装夹这一边,以防止在切割中 余料变形影响工件尺寸精度。图中的2个6mm孔 的孔径虽然技术要求不高,但在加工中应按H7公 差等级来加工,以便为下一道工序做好准备,即用2 个6mm标准圆柱销插孔定位,找出尺寸 150+0.02mm长方槽对称中心。加工电流I=1.5A,脉 冲宽度t=12μs,脉冲间隙/脉冲宽度=4。 4.2方槽加工路线及技术要点 方槽加工路线(见图3):从长方槽对称中心位 置上O1点→跳步→O2点→按图中箭头方向逆时 针切割至结束。 技术要点:加工前,插入6mm定位销(过渡配 合较为理想),如图3所示。吸磁固定工件,打表校 正位置,固定磁铁位置不动。采用机床“自动找中” 功能找出两定位销间的对称中心,即Y轴方向的 “原点”,并锁好Y轴零位,然后再碰火花找正工件 S表面位置,退出5mm,即X轴方向的“原点”,并 锁好X轴零位,最后定好钼丝原点,按所编的程序 加工。为了防止磁吸装夹部分的变形,磁吸装夹部 分的材料厚度至少应有5mm以上,以避免在加工 过程中由于材料过薄变形影响加工质量。加工电流 I=1.5A,脉冲宽度t=12μs,脉冲间隙/脉冲宽度 =5。 4.3图4加工路线及技术要点 加工路线:从O1点按图中箭头方向逆时针切 割至O2点结束,如图4所示。 技术要点:磁吸工件打表校正位置。编程时考虑 到工件外形表面已经加工好了,编MN、PQ段程序 时,切割路线应让出工件表面1mm,以免钼丝的电 火花烧伤已加工表面。加工电流I=1.5A,脉冲宽度 t=12μs,脉冲间隙/脉冲宽度=4。 4.4图5加工路线及技术要点 加工路线:从A处按图中箭头方向切割至B处 →割完工件阴影部分结束,如图5所示。 技术要点:浮块经过3次相互垂直方向的切割 后,仍然有部分加工盲区如图5阴影部分所示。因 此,在切割完图4的外形后,磁铁位置固定不动,编 一段程序使钼丝退回到V平面上,然后停机、松丝、 去磁,用手转动工件形成一定的角度,使钼丝能处在 浮块上的小凸台和未加工的阴影部分之间(工件和 钼丝的位置如图5所示),吸磁固定工件、紧丝,开机 切割从A处至B处。重复上述操作,分几次切割掉 阴影部分如图5b、图5c所示。同时,注意钼丝起割 和结束时不能碰到工件左右两边的小凸台,编程时 要留意切割长度,电参数的取值要小,尤其是加工电 流应控制在I=0.5~1A,脉冲宽度t=4~6μs,脉 冲间隙/脉冲宽度=4,否则,钼丝与加工表面接触 的烧痕较重,影响表面加工质量。 5结束语 合理的加工工艺是减少线切割加工变形的重 要技术手段。实践证明,上述工艺路线和技术措施 较合理,加工效果好,能保证浮块的技术要求。对类 似的零件线切割加工提供了一定的借鉴。 参考文献: [1]孙彦君.线切割加工变形的控制[J].航空制造技术, 1996,(5):43~44.


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超行程模具的数控线切割加工工艺 摘要:叙述了模具整体尺寸大于机床工作行程时的数控线切割加工工艺,对各种型坯的超大模具从装 夹、找正、移位、接刀等方面进行了介绍,为超大模具的数控线切割加工提供了有效的途径。 关键词:大型模具;数控线切割机床;超行程加工

1引言 在模具生产过程中常常会遇到模具的整体尺 寸大于线切割机床工作行程的情况,有时模具的外 形与机床臂柱相干涉,有时需切割的型孔或形块的 坐标尺寸超过了线切割机工作台移动的最大范围 而无法一次加工成形。如何利用现有的机床完成大 型模具的线切割加工是一个很具体的难题,为解决 此类问题,资料[1]提出了制作辅助工装,这将增加 模具的制造成本,而资料[2]所述方法只适宜于带 直边且具有精基准的模具加工,对一些曲面模具 (如椭圆等)及粗基准或无基准的模具无法二次找 正和对位。现在生产实践的基础上,经过不断的摸 索,总结出了一些行之有效的方法,可克服资料 [1]、[2]的不足,现介绍如下。 2有精基准面超行程模具的切割工艺 所谓精基准面,是指基准面经过磨削平整,且 与底面有良好垂直度的基准面。对于具有精基准的 超行程模具加工,其加工过程如下:首先准备1个 定位导块,要求定位块的底面与定位侧面垂直,定 位块两侧面必须平直且平行度良好。将定位块固定 在机床的适当位置,如图1a所示,使需切割的路线 在机床行程范围内,将工件基准侧面靠紧定位块的 定位面,夹紧工件,开始第1段加工。

图1a所示是加工一凹模,虚线为工件需切割的 加工路线, A点为切割程序起点,从外面切入到A 点,再从A点开始进行第1段切割,切到B点时,为 了下一次接刀,从B点处将废料切断,取出AB间的 废料,将工件沿定位块移动位置,使待加工部分处 在机床的行程范围内。工件夹紧后,在B点处分别 沿X、Y方向碰火花确定二次切割的起点位置,依次 类推,即可以进行若干次接刀切割。 3无基准或两方向均超行程模具的切割工艺 对无基准或两方向均超行程的模具,上述工艺 已不能完成切割,可采取下述工艺: (1)切割前的准备。首先在工件的废料处沿X 或Y坐标方向加工2个工艺孔(注意:工艺孔必须 与工件的底面垂直),再准备2个与工艺孔相配合 的标准销和1个标准块。 (2)工件的装夹与找正。将标准销插入两工艺 孔内,再将标准块靠紧两标准销,用千分表找正标 准块,精度保证在0.001mm内,然后将工件夹紧即 可进行第1次切割。 (3)切割中的移位、找正与对刀。当第1次切割 到位时,在废料处切割1个定位工艺孔,此孔最好 为方孔,且表面粗糙度尽可能要好,以保证对位的 准确性。在第1次切割完毕后,将工件进行移位,按 第1次切割前的找正方法对工件找正,将钼丝穿入 定位工艺孔,用机床的自动定中心功能找出工艺孔 的中心,为保证中心的准确度,可再利用碰火花进 行验证。找准中心后,即可进行第2次切割。依次类 推,可进行若干次接刀切割。 4影响多次接刀切割误差的因素 由于多次接刀切割需要多次重新定位,若处理 不好会给模具加工带来积累误差。影响多次定位误 差的因素有: (1)定位块的精度(垂直度、平面度、平行度)。 (2)找正的准确度。 (3)工艺孔的表面粗糙度。 (4)钼丝的抖动度及张力的一致性。 (5)碰火花的轻重度。 (6)被加工工件底面的平面度。 只要处理好以上各个因素,完全可以消除多次 定位的误差。生产实践中,通过对若干模具、检具、 齿轮的切割,精度均可控制在±0.01mm,全部达到 了图纸要求。 5结束语 超行程数控线切割加工工艺适用范围广,定位 精度高,不仅对小行程线切割机具有重要意义,即使 对行程较大的线切割机也具有较大的实用价值,为 超大模具的数控线切割加工提供了方便。 参考文献: [1]黄美平.用坐标变换法扩展线切割机床的行程[J], 辽宁工程技术大学学报,1998,(2):67~69. [2]贾宝娟.线切割机对超行程零件的加工[J],电加工, 1998,(1):48. [3]江正虎.线切割机床加工复合模专用分度仪[J],模 具工业,1997,(10):43~44.


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电火花线切割加工技术广泛应用于工业、航空航天、医疗卫生和几乎所有导电物质的加工中。它是一种非常重要的加工方法,甚至于在某些方面,考虑到成本和时间,只能选择电火花线切割进行加工。 本篇然刚革获头论文在总结作者自身经验和参考大量文献的基础上,综述了高速走丝电火花线源村度下乐新虽切割机的基本原理,介绍了国外低速走丝电火花线切割机的发展情况,回顾了国内的研究进展,介绍了电火花线切来自割机的发展趋势。 本文分析了有关电火花线切割加工精度和稳定性的各种影响因素,特别是电极丝的张力变化和振动。指出电极丝厂呢防架政跑核步的位置精度是影响加工性能的一个重要因素。随着现代社会对工件的尺寸精度和表面粗糙度的要求越来越高,我国传统的阻察州曲富副北高速走丝电火花线切割机听经代希四复模秋,由于难于保证电极丝空间位置的一致性,在加工跳层察伯计性能方面提高的空间不大,无秋决频风法实现高精度加工。虽然针对这唱团照率低稳望个问题采取了很多措施,但非源试室拿倒刚云请限于高速走丝的加工原理,要想把电极丝空间位置的精度提高到垂一个理想的程度,几乎是不可能的。国内不少学者做了很多的研究工作,希望能够改善高速走丝电火海学略迫进应友斤然矿花线切割机的加工性能,但其加工性能并没有得到较大的改负怀财进。

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