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毕业设计方案线切割加工工艺分析
郑州轻院轻工职业学院
专科毕业设计<论文)
题目快走丝线切割加工在
模具制造中的应用
学生姓名郭纹甫
专业班级10模具设计与制造一班
学号10105072
系别轻化工程系
指导教师<职称)李宏兵<讲师)
完成时间2018年4月10日
摘要
本论文是围绕线切割加工工艺来讲述的,首先简单的介绍了线切割加工,线切割加工作为一门特殊的加工方法,具有加工精度高、速度快、操作控制简便以及方便地加工复杂零件等特点,是机床数控技术的重要应用领域之一。
文中描述了线切割加工的整个过程:
<1)分析图样,明确加工要求;<2)对工件已加工表面进行分析,确定工艺基准;<3)根据工艺基准选择定位方法;<4)根据分析结果,合理选择切割路线和加工速度。
并且针对加工生产过程中的常见问题,分析原因,问题主要出现在工件的装夹,切割路线的选择,电极丝的松紧和电脉冲的选择上。
总结前人的经验,并制定合理的解决措施。
由于线切割加工往往是最后一道工序,如果发生变形将造成难以弥补的损失。
所以在制定线切割加工工艺时必须慎之又慎。
关键词:
电极丝、数控技术、线切割加工
Abstract
Thispaperisabouttheprocessofcuttingprocessing,firstintroducedsimplywire-cuttingprocessing,wire-cuttingprocessingasaspecialprocessingmethod,hastheprocessingspeed,highprecision,simpleandconvenientoperationcontrolprocessingcomplexcomponentsetc,nctechniqueisoneofimportantapplications.Thepaperdescribesthewholeprocessofwire-cuttingprocessing(1>analysis,clearpatternprocessingrequirements,(2>thesurfaceofworkpiecemachining,thepaperanalyzestechnologystandards,(3>accordingtothetechnicalstandardsselectionmethod,Accordingtotheresultsofanalysis(4>,thereasonablechoiceofcuttinglineandprocessingspeed.Intheprocessofproductionandprocessingofcommonproblems,thepaperanalyzesthemainproblemsinclampingworkpiece,cuttingline,thechoiceofelectrodewireonthechoiceoffirmnessandelectricalimpulses.Summarizetheexperience,andformulatemeasures.Becausewire-cuttingprocessingisoftenlastprocedure,ifthedeformationwillcauseirreparabledamage.Soinwire-cuttingprocessingprocessmustbeformulated.
Keywords:
Wireelectrode,CNCtechnology,wire-cuttingprocessing
前言1
第一章初识电火花线切割2
第一节电火花线切割的行业归属2
第二节电火花线切割的工作原理2
第三节电火花线切割加工分类及其控制方式3
第四节控制介质3
第五节电火花线切割的加工工艺3
第二章电火花线切割工艺分析4
第一节工艺分析及切割路线的确定4
第二节加工速度分析6
第三节电极丝的选择及使用方法7
第四节线切割的控制过程10
一、工件(零件>的平移控制10
二、走丝系统的功能10
三、高频电源的选择10
四、自适应控制11
第五节脉冲电源对线切割的影响12
第六节加工表面粗糙度的影响因素及非电参数的影响12
第三章电火花线切割工艺的改进13
第一节对图样进行分析和审核13
第二节装丝技巧13
第三节改进切割方法14
第四节选择合理的工艺参数15
第五节编程注意事项15
一、冲模间隙和过渡圆半径的确定15
二、计算和编写加工程序16
结论17
参考文献18
附录……………………………………………………………......................................................19~20
致谢21
前言
传统的机械加工已经有很久的历史,它对于人类的生产技术和物质文明起了极大的作用。
但随着人类科技的进步复杂的工艺生产又严重制约了生产力的发展。
直到1943年前苏联拉扎林柯夫才摆脱了传统的切削加工方法。
利用电能来切削金属。
它是通过带负电荷的工具电极和带正电荷的工件之间产生一次火花放电,产生瞬时的高温,使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉,获得“以柔克刚”的效果。
线切割作为一门特殊的加工工艺,具有加工精度高、速度快、操作控制简便以及方便地加工复杂零件等特点,是机床数控技术的重要应用领域之一。
解决了不少传统加工方式难以解决的问题,使许多问题简单化,大大降低了复杂零件的加工难度和加工成本,更保证了许多精密零件的加工精度在。
尤其在模具制造中得到广泛应用。
然而线切割加工也有其缺点,比如加工速度慢,在线切割的瞬时高温和工作液的快速冷却作用下,零件表面经线切割后会形成变质层,使表面硬度下降,并产生显微裂纹等弊病,严重影响零件的制造质量和使用寿命,应引起足够重视。
而且线切割机床的操作及零件加工的编程、加工路线的选着都对加工零件的精度有影响,本文是自己在加工过程中的经验及通过对象相关资料的查阅做出的一些总结。
第一章初识电火花线切割
第一节电火花线切割的行业归属
传统的机械加工已经有很久的历史,它对于人类的生产技术和物质文明起了极大的作用。
但随着人类科技的进步复杂的工艺生产又严重制约了生产力的发展。
直到1943年前苏联拉扎林柯夫才摆脱了传统的切削加工方法。
从此电加工走进了人们的视线。
电加工是利用电能来切削金属。
它是通过带负电荷的工具电极和带正电荷的工件之间产生一次火花放电,产生瞬时的高温,使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉来达到加工目的的加工方式。
随着电加工的发展,电加工形成了一种独立的加工体系。
根据放电加工原理及能量作用大致可分为:
电火花加工、电化学加工、电子束加工、离子束加工、等离子弧加工等。
电火花加工又称放电加工,简称EDM,是通过工具电极和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部瞬时产生高温把金属蚀除下来的一种加工方法。
电化学加工是通过电解溶液与金属离子溶解加工。
电子束加工是焊接过程中的一种溶化、气化加工。
离子束加工是蚀刻注入进行原子撞击的一种动能加工。
等离子弧加工是喷镀过程通过涂覆热能熔化的一种加工方法。
电火花线切割就是电火花加工的一种,它易于加工复杂、精密和高硬度工件,特别是薄壁、窄缝工件。
所以,在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的加工中占有极其重要的地位,也成为电加工技术中的一个重要分支。
第二节电火花线切割的工作原理
线切割加工的基本原理是利用移动的细小金属导线<铜丝或钼丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电,通过计算机进给控制系统。
配合一定浓度的水基乳化液进行冷却排屑,就可以对工件进行图形加工。
线切割机的“线”是指直径为0.01mlTl左在的钼丝长约200m绕在一个圆筒上。
把钼丝通入直流电源的正极,将被加工的零件通及直流电源的负极.当零件接触钼丝时会产生短路电流.从而将零件接触处绕开一个缺口。
如果固定钼丝。
莲缍的接一定规律移动零件,在零件上就将割开一条细缝曲线,这就是得用“线”来切割零件的原理。
第三节电火花线切割加工分类及其控制方式
电火花线切割按照不同的方式有不同的分类方法,常用的以下两种:
1、按控制方式分为:
靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制、微机控制等。
2、按走丝速度分为:
低速走丝方式<俗称慢走丝)和高速走丝方式<俗称快走丝)。
现代的电加工设备已经很少靠模仿型控制和光电跟踪控制方式。
快走丝线切割主要是台式单板机和柜式工控机两种。
台式单板机主要以3B程序控制。
个别的还用4B或5B格式。
柜式工控机是近代网络化的必然产物。
采用的是国际标准化程序ISO代码。
以CPU为依据的控制系统方式。
慢走丝线切割的控制方式是以柜式工控机为主。
极个别的是全智能化操作系统。
国产的慢走丝一般是半自动控制方式。
而国外进口机大部分都是全自动操作方式。
采用去离子水作工作液,只有在特殊精加工时才采用绝缘性能较好的煤油。
快走丝线切割的电极丝广泛采用0.06-0.25mm的钼丝作高速往复运动,它的运动速度为7-10M/秒。
可控加工精度在0.005-0.015m左右。
慢走丝线切割的电极丝一般采用0.2mm的铜丝作低速单向运动。
它的运动速度低于0.2M/秒。
可控加工精度在0.002-0.005mm左右。
也就是一条头发丝的1/10到1/20。
第四节控制介质
数控线切割机床的控制系统是根据人的“命令”控制加工的。
所以必须先将要进行线切割加工的图形用线切割控制系统所能接受的“语言”编制好命令。
这种“命令”也就是加工程序。
编程对于线切割加工来说是重中之重的技术核心部分。
是产品尺寸达标与否、模具配合的主要控制手段。
现在流行采用的程序格式主要有3B<个别扩充为4B或5B)格式,ISO格式。
EIA<美国电子工业协会)格式。
我国的数控线切割快走丝机床主要采用统一的五指令3B格式。
第五节电火花线切割的加工工艺
在电加工的技术角度来说,最重要的是在于它的工艺技术和技巧,只有工艺合理,才能高效率地加工出质量好的工件,分析图样是保证工件质量和工件综合技术指标的第一步,其中加工路线和正确装夹方法最为重要。
加工操作主要在于电极丝的垂直度,脉冲电源的电参数调整,变频进给速度控制等是表面粗糙度和加工精度的重要标志。
第二章电火花线切割工艺分析
电火花线切割机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多相同之处,也有许多不同之处,在电火花线切割机床加工的零件多为加工复杂、精密和高硬度工件,特别是薄壁、窄缝工件,线切割加工要使工件达到图纸要求的尺寸、精度和粗糙度等各项指标,加工前必须做好准备工作,对零件认真进行分析,合理安排加工路线和选定加工参数。
图2-1是数控线切割加工工艺设计的主要步骤:
图2-1数控线切割加工工艺设计过程
第一节工艺分析及切割路线的确定
工艺分析首先是对零件图进行分析,明确加工要求。
其次对工件已加工表面进行分析,确定哪些面可以作为工艺基准,采用什么方法定位。
分析零件的形状及材料热处理后状态,考虑会不会在加工过程中发生变形,哪些部位最容易变形。
由于线切割加工往往是最后一道工序,如果发生变形难以弥补。
应在加工中采取措施,从而制定出合理的切割路线。
分析选择主要定位基准,以保证将工件正确、可靠地装夹在机床或夹具上,应尽量使定位基准和设计基准重合。
选择某些工艺基准作为电极丝的定位基准,用来将电极丝调整到相对于工件正确的位置。
对于以底平面作主要定位基准的工件,当其上具有相互垂直而且又同时为底平面的相邻侧面时,应选择这两个侧面作为电极丝的定位基准。
加工时,工件内部应力的释放会引起工件的变形,选择切割路线时应尽量避免破坏工件或毛坯结构刚性。
因此必须注意以下几点:
1、避免从工件端面由外向里开始加工,防止坏工件的强度,引起变形。
2、不能沿工件端面加工,这样放电时电极丝单向受电火花冲击力,使电极丝运行不稳定,难以保证尺寸和表面精度。
3、加工路线端面应大于5mm,以保证工件结构强度少受影响,不发生变形。
4、加工路线应向远离关键夹具的方向进行加工,以避免加工中因内应力释放引起工件变形。
待最后再转向工件夹具处进行加工。
5、一块毛坯上要切出两个以上零件,不应连续次切割,而应从不同穿丝孑L开始加工。
图2-2、图2-3是烟机动、静叶片加工所用的样板图,也是确定切割路线的几种具体实例。
图2-2a中切割完第一条边后,原来主要连接部位被剥离,余下的材料与夹持部分连接较少,工件刚度大为降低,容易产生变形而影响加工精度。
如按图2-2b的切割路线加工样板,可减少由于材料剥离后残余应力重新分布而起来的变形。
所以一般最好将工
件与夹持部分分割的线段安排在切割总程序的末端。
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- 毕业设计 方案 切割 加工 工艺 分析