在数控线切割机床上实现模具抛光

　　高速线切割加工可以满足一般模具的制造要求 , 但如果将切割过的模具表面再次进行抛光处理 , 使其 达到镜面的程度 , 可大大提高产品质量和模具寿命。 这是因为模具型腔表面粗糙度改善一级 , 模具寿命可 提高 50%[5]; 另外 , 快走丝线切割的加工成本相对较 低。在我国对线切割加工过的模具表面仍采用人工抛 光 , 抛光工作量大 , 效率低 , 劳动强度大 , 对工人的技术 水平要求高。因此 , 在线切割机床上的适当位置安装 气动抛光装置 , 在切割完模具的凹腔后 , 不拆卸零件 ( 此时工件和机床的相对位置关系还没有改变 ), 利用 机床的数控功能对抛光的轨迹进行控制实现模具的抛 光 , 对扩大快走丝线切割机床的工艺范围 , 提高机床的 加工质量都有重要意义。

　　一、气动抛光轮在机床上的安装及调整

　　将气动抛光头 3 用夹具 2 连接在铝 丝的上导轮附近、 U-V 轴下面的连接板上。注意 , 先 将铝丝和工作台调整垂直 , 然后调整夹具 2, 使气动头 的轴线也与工作台垂直 , 再将夹具紧固。这时气动头的轴线与锢丝加工段平行且在空间位置上相差一个常 数 Lx 和Ly。

　　2、抛光加工的实现步骤

　　(1)按照一般的加工步骤切割工件内腔，加工完成后去掉余料 , 不拆卸工件 , 这样可以保证工件和机床 的相对位置不改变。

　　(2)抽掉钼丝，将钼丝固定到储丝筒上。关闭机床上的断丝保护功能，否则，系统就会报告“钼丝已断，请修复!”使加工无法继续。

　　(3)关闭切削液阀门，以免抛光中切削液飞溅，影响抛光加工的正常进行。

　　(4)用煤油清洗切割加工表面，并用棉纱擦干净，为抛光作业提供一个洁净的被加工表面。(未加图)

　　(5)用机床上的快速定位功能，将抛光轮的中心移动到上次程序开始的位置 , 即 X 方向移动 -Lx,Y 方 向移动 -Lyo 这时如再次运行前面的程序 , 则抛光轮中心的运动轨迹为上次铝丝的运动轨迹。

　　(6) 修改程序。因为抛光轮和铝丝的直径不同 , 故应该修改程序中的偏置量。由切割中的锢丝半径、 放电间隙和预留的抛光余量之和 H1 变为抛光轮的半 径与抛光轮的抛光压力控制量之差。

　　(7) 通过调整加工厚度调节滑块放下抛光轮 , 使 其在垂直方向上处于加工的位置。然后 , 打开空气压 缩机给抛光头供气。等压力达到预设的值后 , 将气动 头置于常开位置。这时抛光轮旋转 , 然后按回车 , 抛光 轮将在数控系统的控制下开始抛光作业 (加工程序略)。

　　3、抛光实验工艺介绍

　　12MoV, 厚度 2Omm, 热处理硬度 5OHRC 。气动 抛光头的额定转速为 25000 的 nin, 额定气压是 0.64Mpa。机床采用汉川机床厂生产的 DK7732A 型数控快走丝线切割机床。

　　通过测量 , 抛光前的型腔表面粗糙度为 Ra25 阳。用 400# 的砂纸粗抛去除表面的白色电火花层 , 表面粗糙度达到了 Ra1.6 μ m; 然后用 800# 、 1000# 的砂纸半精抛 , 表面粗糙度达到了 Ra0.8 μ m; 再用 W28 的绿色氧化铭抛光 , 表面粗糙度 达到了 Ra0.32 μ m 。满足一般的模具工作零件配合表面粗糙度(Ra0.4～1.6um)的要求。

　　4 抛光轮结构

　　主体部分采用 45 号钢制造 , 上半部是与气动 抛光头连接的标准部分 , 下半部内层为柔性材料 , 外层为砂纸或涂研磨粉的绒布。

　　5、注意事项

　　(1) 电切割加工中应卸下抛光轮 , 以免加工过程中产生干涉现象。

　　(2) 采用多次抛光工艺 , 严格按照抛光工艺更换抛光轮并修改对应的偏置量。

　　(3) 在不同的抛光工序之间应严格清洗工件的抛光表面 , 以防杂物遗留影响抛光的效果。

　　(4) 工件如有锥度 , 应更换带有相应锥度的抛光轮 , 并将抛光程序中的锥度加工指令取消。

　　(5) 加工中应严格按照提前标定的抛光压力控制 偏置量修改程序。

　　6 该方法的优点

　　该方法充分利用了机床的数控功能 , 在线切割机 床上一次装夹后便可完成切割和抛光两道工序 , 减少 了多次装夹产生的定位误差 , 减轻了工人的劳动强度 , 提高了抛光质量和生产效率 , 扩大了线切割机床的工 艺范围。另外 , 可以通过实验方式标定抛光压力偏置 量 , 然后调节偏置量 ( 可以达到 1 μ m), 可精确控制抛 光轮和工件之间的压力 , 从而提高抛光效果。理论上 , 抛光轮中心的理论运动轨迹和铝丝的运动轨迹是法向 等距的 , 也使得抛光轮中心和待抛光表面之间法向等 距 , 故抛光轮作用在工件上的压力保持不变 , 这样可以 实现恒压力抛光。

　　7 存在的问题及建议

　　(1) 气动头噪声较大 , 需要设置隔音装置。

　　(2) 机床的加工厚度调节滑块是手动的 , 不易控制 , 故抛光痕迹是同一方向。如将该方向的运动数控 化 , 将会极大地提高抛光效果。

　　(3) 此抛光工艺仅针对凹模。工件尖角处易受到 加工空间或曲线曲率半径的限制 , 另外 , 窄缝处因抛光 轮直径影响而无法作业。

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