在數控線切割機床上實現模具拋光

摘要 : 針對模具制造中的研磨拋光工序和高速數控機床在模具制造中的廣泛應用 , 提出了在線切割機床上 切割完模具的凹腔后 , 不拆卸工件 , 利用裝在機床上的氣動拋光頭進行拋光 , 并利用機床的數控功能 對拋光軌跡進行控制。通過調整數控程序中的偏置參數實現對拋光壓力的控制 , 實現恒壓力拋光。 在實際加工中巳驗證了此方法的可行性 , 并取得了較好的加工效果
關鍵詞 : 模具拋光線切割數控恒壓力控制

高速線切割加工可以滿足一般模具的制造要求 , 但如果將切割過的模具表面再次進行拋光處理 , 使其 達到鏡面的程度 , 可大大提高產品質量和模具壽命。 這是因為模具型腔表面粗糙度改善一級 , 模具壽命可 提高 50%[5]; 另外 , 快走絲線切割的加工成本相對較 低。在我國對線切割加工過的模具表面仍采用人工拋 光 , 拋光工作量大 , 效率低 , 勞動強度大 , 對工人的技術 水平要求高。因此 , 在線切割機床上的適當位置安裝 氣動拋光裝置 , 在切割完模具的凹腔后 , 不拆卸零件 ( 此時工件和機床的相對位置關系還沒有改變 ), 利用 機床的數控功能對拋光的軌跡進行控制實現模具的拋 光 , 對擴大快走絲線切割機床的工藝范圍 , 提高機床的 加工質量都有重要意義。

一、氣動拋光輪在機床上的安裝及調整

如圖 1 所示 , 將氣動拋光頭 3 用夾具 2 連接在鋁 絲的上導輪附近、 U-V 軸下面的連接板上。注意 , 先 將鋁絲和工作臺調整垂直 , 然后調整夾具 2, 使氣動頭 的軸線也與工作臺垂直 , 再將夾具緊固。這時氣動頭的軸線與錮絲加工段平行且在空間位置上相差一個常 數 Lx 和Ly。

2、拋光加工的實現步驟

(1)按照一般的加工步驟切割工件內腔，加工完成后去掉余料 , 不拆卸工件 , 這樣可以保證工件和機床 的相對位置不改變。

(2)抽掉鉬絲，將鉬絲固定到儲絲筒上。關閉機床上的斷絲保護功能，否則，系統就會報告“鉬絲已斷，請修復!”使加工無法繼續。

(3)關閉切削液閥門，以免拋光中切削液飛濺，影響拋光加工的正常進行。

(4)用煤油清洗切割加工表面，并用棉紗擦干凈，為拋光作業提供一個潔凈的被加工表面。(未加圖)

(5)用機床上的快速定位功能，將拋光輪的中心移動到上次程序開始的位置 , 即 X 方向移動 -Lx,Y 方 向移動 -Lyo 這時如再次運行前面的程序 , 則拋光輪中心的運動軌跡為上次鋁絲的運動軌跡。

(6) 修改程序。因為拋光輪和鋁絲的直徑不同 , 故應該修改程序中的偏置量。由切割中的錮絲半徑、 放電間隙和預留的拋光余量之和 H1 變為拋光輪的半 徑與拋光輪的拋光壓力控制量之差 o

(7) 通過調整加工厚度調節滑塊放下拋光輪 , 使 其在垂直方向上處于加工的位置。然后 , 打開空氣壓 縮機給拋光頭供氣。等壓力達到預設的值后 , 將氣動 頭置于常開位置。這時拋光輪旋轉 , 然后按回車 , 拋光 輪將在數控系統的控制下開始拋光作業 (加工程序略)。

3、拋光實驗工藝介紹

工件廓線如圖 2 所示 , 材料。 12MoV, 厚度 2Omm, 熱處理硬度 5OHRC 。氣動 拋光頭的額定轉速為 25000 的 nin, 額定氣壓是 0.64Mpa。機床采用漢川機床廠生產的 DK7732A 型數控快走絲線切割機床。

通過測量 , 拋光前的型腔表面粗糙度為 Ra25 陽。用 400# 的砂紙粗拋去除表面的白色電火花層 , 表面粗糙度達到了 Ra1.6 μ m; 然后用 800# 、 1000# 的砂紙半精拋 , 表面粗糙度達到了 Ra0.8 μ m; 再用 W28 的綠色氧化銘拋光 , 表面粗糙度 達到了 Ra0.32 μ m 。滿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 拋光輪結構

如圖 3 所示為拋光輪的 結構形式。主體部分采用 45 號鋼制造 , 上半部是與氣動 拋光頭連接的標準部分 , 下半部內層為柔性材料 , 外層為砂紙或涂研磨粉的絨布。

5、注意事項

(1) 電切割加工中應卸下拋光輪 , 以免加工過程中產生干涉現象。

(2) 采用多次拋光工藝 , 嚴格按照拋光工藝更換拋光輪并修改對應的偏置量。

     (3) 在不同的拋光工序之間應嚴格清洗工件的拋光表面 , 以防雜物遺留影響拋光的效果。

     (4) 工件如有錐度 , 應更換帶有相應錐度的拋光輪 , 并將拋光程序中的錐度加工指令取消 o

(5) 加工中應嚴格按照提前標定的拋光壓力控制 偏置量修改程序。

6 該方法的優點

該方法充分利用了機床的數控功能 , 在線切割機 床上一次裝夾后便可完成切割和拋光兩道工序 , 減少 了多次裝夾產生的定位誤差 , 減輕了工人的勞動強度 , 提高了拋光質量和生產效率 , 擴大了線切割機床的工 藝范圍。另外 , 可以通過實驗方式標定拋光壓力偏置 量 , 然后調節偏置量 ( 可以達到 1 μ m), 可精確控制拋 光輪和工件之間的壓力 , 從而提高拋光效果。理論上 , 拋光輪中心的理論運動軌跡和鋁絲的運動軌跡是法向 等距的 , 也使得拋光輪中心和待拋光表面之間法向等 距 , 故拋光輪作用在工件上的壓力保持不變 , 這樣可以 實現恒壓力拋光。

7 存在的問題及建議

(1) 氣動頭噪聲較大 , 需要設置隔音裝置。

(2) 機床的加工厚度調節滑塊是手動的 , 不易控制 , 故拋光痕跡是同一方向。如將該方向的運動數控 化 , 將會極大地提高拋光效果。

(3) 此拋光工藝僅針對凹模。工件尖角處易受到 加工空間或曲線曲率半徑的限制 , 另外 , 窄縫處因拋光 輪直徑影響而無法作業