零件的特種加工工藝設(shè)計(jì)

零件的特種加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控電火花線切割加工承受線狀電極通過(guò)火花放電對(duì)工件進(jìn)展切割，故稱為數(shù)控電火花線切割加工。一、數(shù)控電火花線切割加工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用〔一〕加工原理線切割加工時(shí)，線電極一方面相對(duì)工件不斷地往上(下)移動(dòng)(慢速走絲是單向移動(dòng)，快速走絲是來(lái)回移動(dòng))，另一方面，裝夾工件的十字工作臺(tái)，由數(shù)控伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在x、y軸方向?qū)崿F(xiàn)切割進(jìn)給，使線電極沿加工圖形的軌跡，對(duì)工件進(jìn)展切割加工。圖11-35是數(shù)控線切割加工大批量原理的示意圖。11-35數(shù)控線切割加工原理1—工作臺(tái)2—夾具3—工件4—脈沖電源5—電極絲6—導(dǎo)輪7—絲架8—工作液箱9—貯絲筒〔二〕加工的特點(diǎn)它是以金屬線為工具電極，大大降低了成形工具電極的設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，縮短了生產(chǎn)預(yù)備時(shí)間，加工周期短。能便利地加工出細(xì)小或異形孔，窄縫和簡(jiǎn)單外形的零件。無(wú)論被加工工件的硬度如何，只要是導(dǎo)電體或半導(dǎo)電體的材料都能進(jìn)展加工。由于加工中工具電極和工件不直接接觸，沒(méi)有像機(jī)械加工那樣的切削力，因此，也適宜于加工低剛度工件及細(xì)小零件。由于電極絲比較細(xì)，切縫很窄，能對(duì)工件材料進(jìn)展“套料”加工，故材料的利用率很高，能有效地節(jié)約貴重材料。由于承受移動(dòng)的長(zhǎng)電極絲進(jìn)展加工，使單位長(zhǎng)度電極絲的損耗較小，從而對(duì)加工精度的影響比較小，特別在低速走絲線切割加工時(shí)，電極絲一次使用，電極損耗對(duì)加工精度的影響更小。1依靠數(shù)控系統(tǒng)的線徑偏移補(bǔ)償功能，使沖模加工的凹凸模間隙可以任意調(diào)整。承受四軸聯(lián)動(dòng)把握時(shí)，可加工上、下面異形體，外形扭曲的曲面體，變錐度和球形體等零件?！踩硵?shù)控線切割加工的應(yīng)用線切割廣泛用于加工硬質(zhì)合金、淬火鋼模具零件、樣板、各種外形簡(jiǎn)單的細(xì)小零件、窄縫等。如外形簡(jiǎn)單、帶有尖角窄縫的小型凹模的型孔可承受整體構(gòu)造在淬火后加工，既能保證模具精度，也可簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)和制造。此外，電火花線切割還可加工除盲孔以外的其它難加工的金屬零件。二、影響數(shù)控線切割加工工藝指標(biāo)的主要因素〔一〕主要工藝指標(biāo)切割速度Vwi 在保持肯定外表粗糙度的切割加工過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)電極絲中心線在工件上切過(guò)的面積總和稱為切割速度，單位為mm2／min。切割速度是反映加工效率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，數(shù)值上等于電極絲中心線沿圖形加工軌跡的進(jìn)給速度乘工件厚度。通常快走絲線切割速度為40~80mm2／min350mm2／min。切割精度線切割加工后，工件的尺寸精度、外形精度(如直線度、平面度、圓度等)和位置精度(如平行度、垂直度、傾斜度等)稱為切割精度。快走絲線切割精度可達(dá)0.0lmm，一般為±0.015~0.02mm；慢走絲線切割精度可達(dá)±0.001mm左右。外表粗糙度線切割加工中的工件外表粗糙度通常用輪廓算術(shù)平均值偏差Ra值表示?？熳呓z線切割加工的Ra值一般為1.25~2.5μ0.63~1.25μRa值可達(dá)0.3μ?！捕秤绊懝に囍笜?biāo)的主要因素脈沖電源主要參數(shù)的影響峰值電流Ie是打算單脈沖能量的主要因素之一。Ie增大時(shí)，線切割加工速度提高，但外表粗糙度變差，電極絲損耗比加大甚至斷絲。脈沖寬度ti主要影響加工速度和外表粗糙度。加大ti可提高加工速度但外表粗糙度變差。脈沖間隔t0直接影響平均電流。t0減小時(shí)平均電流增大，切割速度加快，但t0過(guò)小，會(huì)引起電弧和斷絲。ui的影響該值會(huì)引起放電峰值電流和電加工間隙的轉(zhuǎn)變。ui切縫寬，排屑變易，提高了切割速度和加工穩(wěn)定性，但易造成電極絲振動(dòng)，使加工面外形精度和粗糙度變差。通常ui的提高還會(huì)使線電極損耗量加大。放電波形的影響在一樣的工藝條件下，高頻分組脈沖經(jīng)常能獲得較好的加工效果。電流波形的前沿上升比較緩慢時(shí)，電極絲損耗較少。不過(guò)當(dāng)脈寬很窄時(shí)，必需要有陡的前沿才能進(jìn)展有效的加工。電極及其走絲速度的影響電極絲直徑的影響線切割加工中使用的線電極直徑，一般為0.03~0.35mm，電極絲材料0.15～0.30mm；黃銅絲為0.1～0.35mm；鉬絲為0.06～0.25mm；鎢絲為0.03～0.25mm。切割速度與電極絲直徑成正比，電極絲直徑越粗，切割速度越快，而且還有利于厚工件的加工。但是電極絲直徑的增加，要受到加工工藝要求的約束，另外增大加工電流，加工外表的粗糙度會(huì)變差，所以電極絲直徑的大小，要依據(jù)工件厚度，材料和加工要求進(jìn)展確定.電極絲走絲速度的影響在肯定范圍內(nèi)，隨著走絲速度的提高，線切割速度也可以提高，提高走絲速度有利于電極絲把工作液帶入較大厚度的工件放電間隙中，有利于電蝕產(chǎn)物的排解和放電加工的穩(wěn)定。走絲速度也影響電極在加工區(qū)的逗留時(shí)間和放電次數(shù)，從而影響電極絲的損耗。但2走絲速度過(guò)高，將使電極絲的振動(dòng)加大、降低精度、切割速度并使外表粗糙度變差，且易造成斷絲，所以，高速走絲線切割加工時(shí)的走絲速度一般以小于l0m／s為宜。在慢速走絲線切割加工中，電極絲材料和直徑有較大的選擇范圍，高生產(chǎn)率時(shí)可用直徑0.3mm0.03mm以上的鉬絲。由于電極絲張力均勻，振動(dòng)較少，所以加工穩(wěn)定性、外表粗糙度、精度指標(biāo)等均較好。工件厚度及材料的影響工件材料薄，工作液簡(jiǎn)潔進(jìn)入并布滿放電間隙，對(duì)排屑和消電離有利，加工穩(wěn)定性好。但工件太薄，金屬絲易產(chǎn)生抖動(dòng)，對(duì)加工精度和外表粗糙度不利。工件厚，工作液難于進(jìn)入和布滿放電間隙，加工穩(wěn)定性差，但電極絲不易抖動(dòng)，因此精度和外表粗糙度較好。切割速度Vwi隨厚度的增加而增加，但到達(dá)某一最大值(一般為50~l00mm2／min)后開(kāi)頭下降，這是由于厚度過(guò)大時(shí)，排屑條件變差。工件材料不同，其熔點(diǎn)，氣化點(diǎn)、熱導(dǎo)率等都不一樣，因而加工效果也不同。例如承受乳化液加工時(shí)：加工銅、鋁、淬火鋼時(shí)，加工過(guò)程穩(wěn)定，切割速度高；加工不銹鋼、磁鋼、未淬火高碳鋼時(shí)，穩(wěn)定性較差，切割速度較低，外表質(zhì)量不太好；加工硬質(zhì)合金時(shí)，比較穩(wěn)定，切割速度較低，外表粗糙度好。此外，機(jī)械局部精度(例如導(dǎo)軌、軸承、導(dǎo)輪等磨損、傳動(dòng)誤差)和工作液(種類、濃度及其臟污程度)都會(huì)影響加工效果。當(dāng)導(dǎo)輪、軸承偏擺，工作液上下沖水不均勻，會(huì)使加工外表產(chǎn)生上下凹凸相間的條紋，工藝指標(biāo)將變差。諸因素對(duì)工藝指標(biāo)的相互影響關(guān)系前面分析了各主要因素對(duì)線切割加工工藝指標(biāo)的影響。實(shí)際上，各因素對(duì)工藝指標(biāo)的影響往往是相互依靠又相互制約的。切割速度與脈沖電源的電參數(shù)有直接的關(guān)系，它將隨單個(gè)脈沖能量的增加和脈沖頻率的提高而提高。但有時(shí)也受到加工條件或其它因素的制約。因此，為了提高切割速度，除了合理選擇脈沖電源的電參數(shù)外，還要留意其它因素的影響。如工作液種類、濃度、臟污程度的影響，線電極材料、直徑、走絲速度和抖動(dòng)的影響，工件材料和厚度的影響，切割加工進(jìn)給速度、穩(wěn)定性和機(jī)械傳動(dòng)精度的影響等。合理地選擇搭配各因素指標(biāo)，可使兩極間維持最正確的放電條件，以提高切割速度。外表粗糙度也主要取決于單個(gè)脈沖放電能量的大小，但線電極的走絲速度和抖動(dòng)狀況等因素對(duì)加工精度主要受機(jī)械傳動(dòng)精度的影響，但線電極的直徑、放電間隙大小、工作液噴流量大小和噴流角度等也影響加工精度。因此，在線切割加工時(shí)，要綜合考慮各因素對(duì)工藝指標(biāo)的影響，擅長(zhǎng)取其利，去其弊以充分發(fā)揮設(shè)備性能，到達(dá)最正確的切割加工效果。三、數(shù)控線切割加工工藝的制定數(shù)控線切割加工工藝制定的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：零件圖的工藝分析、工藝預(yù)備、加工參數(shù)的選擇?！惨弧沉慵D的工藝分析在線切割加工所能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi)?！?〕凹角和尖角的尺寸分析 因電極絲具有肯定的直徑d，加工時(shí)又有放電間隙δ，使電極絲中心的運(yùn)動(dòng)軌跡與加工面相距l(xiāng)，即l=d／2+δ，如圖11-36所示。因此，加工凸模類零件時(shí)，電3極絲中心軌跡應(yīng)放大；加工凹模類零件時(shí)，中心軌跡應(yīng)縮小，如圖11-37所示。圖11-36電極絲與工件 圖11-37 心軌跡的偏移加工面的位置關(guān)系 a)加工凸模類零件b)加工凹模類零件在線切割加工時(shí)，在工件的凹角處不能得到“清角凸、凹模設(shè)計(jì)圖樣上應(yīng)說(shuō)明拐角處的過(guò)渡圓弧半徑R。同一副模具的凹、凸模中，尺寸值要符合以下條件，才能保證加工的實(shí)現(xiàn)和模具的正確協(xié)作。11R對(duì)凹角，R≥l=d／2+δ對(duì)尖角，R2=R—Z/211R式中 —凹角圓弧半徑1R—尖角圓弧半徑R2Z—凹、凸模的協(xié)作間隙。〔2)外表粗糙度及加工精度分析電火花線切割加工外表和機(jī)械加工的外表不同，它是由無(wú)方向性的很多小坑和硬凸邊所組成，特別有利于保存潤(rùn)滑油；而機(jī)械加工外表則存在切削或磨削刀痕，具有方向性。兩者相比，在一樣的外表粗糙度和有潤(rùn)滑油的狀況下，其外表潤(rùn)滑性能和耐磨損性能均比機(jī)械加工外表好。所以，在確定加工面外表粗糙度Ra值時(shí)要考慮到此項(xiàng)因素。合理確定線切割加工外表粗糙度Ra值是很重要的。由于Ra值的大小對(duì)線切割速度Vwi影響很大，Ra值降低一個(gè)檔次將使線切割速度Vwi大幅度下降。所以，要檢查零件圖樣上是否有過(guò)高的外表RaRa0.32mm的要求還較困難，因此，假設(shè)不是特別需要，零件上標(biāo)注的Ra值盡可能不要太小，否則，對(duì)生產(chǎn)率的影響很大。同樣，也要分析零件圖上的加工精度是否在數(shù)控線切割機(jī)床加工精度所能到達(dá)的范圍內(nèi)，依據(jù)加工精度要求的凹凸來(lái)合理確定線切割加工的有關(guān)工藝參數(shù)。〔二〕工藝預(yù)備工藝預(yù)備主要包括線電極預(yù)備、工件預(yù)備和工作液配制。線電極預(yù)備1)線電極材料的選擇。目前線電極材料的種類很多，主要有純銅絲、黃銅絲、專用黃銅絲、鉬絲、鎢絲、各種合金絲及渡層金屬絲等。表11-4是常用線電極材料的特點(diǎn)，可供選擇時(shí)參考。一般狀況下，快速走絲機(jī)床常用鉬絲作線電極，鎢絲或其它昂貴金屬絲因本錢高而很少用，其它線材因抗拉強(qiáng)度低，在快速走絲機(jī)床上不能使用。慢速走絲機(jī)床上則可用各種銅絲、鐵絲，專用合金絲以及鍍層(如鍍鋅等)的電極絲。11-442〕線電極直徑的選擇。線電極直徑d應(yīng)依據(jù)工件加工的切縫寬窄、工件厚度及拐角尺寸大小等來(lái)選擇。由圖11-38可知，線電極直徑d與拐角半徑及的關(guān)系為d≤2(R—δ)。所以，在拐角要求小的微細(xì)線切割加工中，需要選用線徑細(xì)的電絲。表11-5列出線徑與拐角和工件厚度的極限的關(guān)系。圖11-38 線電極直徑與拐角的關(guān)系表11-5線徑與拐角和工件厚度的極限 單位：mm工件預(yù)備工件材料的選定和處理。工件材料的選擇是由圖樣設(shè)計(jì)時(shí)確定的。作為模具加工，在加工前毛坯需經(jīng)鍛打和熱處理。另外，加工前還要進(jìn)展消磁處理及去除外表氧化皮和銹斑等。例如，以線切割加工為主要工藝時(shí)，鋼件的加工工藝路線一般為：下料→鍛造→退火→機(jī)械粗加工→淬火與高溫回火→磨加工(退磁)→線切割加工→鉗工修整。工件加工基準(zhǔn)的選擇。為了便于線切割加工，依據(jù)工件外形和加工要求，應(yīng)預(yù)備相應(yīng)的校正和加工基準(zhǔn)，并且此基準(zhǔn)應(yīng)盡量與圖樣的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)全都，常見(jiàn)的有以下兩種形式：①以外形為校正和加工基準(zhǔn)。外形是矩外形的工件，一般需要有兩個(gè)相互垂直的基準(zhǔn)面，并垂直于工件的上、下平面(11-39所示)。511-39矩形工件的校正與加工基準(zhǔn)②以外形為校正基準(zhǔn)，內(nèi)孔為加工基準(zhǔn)。無(wú)論是矩形、圓形還是其它異形的工件，都應(yīng)預(yù)備一個(gè)與工件的上、下平面保持垂直的校正基準(zhǔn)，此時(shí)其中一個(gè)內(nèi)孔可作為加工基準(zhǔn)，如圖11-40所示。在大多數(shù)狀況下，外形基面在線切割加工前的機(jī)械加工中就已預(yù)備好了。工件淬硬后，假設(shè)基面變形很小，可稍加打光便可用線切割加工；假設(shè)變形較大，則應(yīng)當(dāng)重修磨基面。穿絲孔確實(shí)定

11-40①切割凸模類零件，此時(shí)為避開(kāi)將坯件外形切斷引起變形，通常在坯件內(nèi)部外形四周預(yù)制穿絲孔(11-41c)。②切割凹模、孔類零件此時(shí)可將穿絲孔位置選在待切割型腔(孔)割型腔(孔)利于尺寸推算；切割孔類零件時(shí)，假設(shè)將穿絲孔位置選在型孔中心可使編程操作簡(jiǎn)潔。③穿絲孔大小穿絲孔大小要適宜。穿絲孔徑太小，不但鉆孔難度增加，而且也不便于穿絲；3~10mm。假設(shè)預(yù)制孔可用車削等方法加工，則穿絲孔徑也可大些。11-41切割起始點(diǎn)和切割路線的安排切割路線確實(shí)定。線切割加工工藝中，切割起始點(diǎn)和切割路線確實(shí)定合理與否，將影響工件變形的大小，從而影響加工精度。圖11-41所示的由外向內(nèi)挨次的切割路線，通常在加工凸模零件時(shí)承受。其中，圖11-41a所示的切割路線是錯(cuò)誤的，由于當(dāng)切割完第一邊，連續(xù)加工時(shí)，由于原來(lái)主要連接的部位被割離，余下材料與夾持局部的連接較少，工件的剛度降低，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生變形而影響加工精度。如按圖11-41b所示的切割路線加工，可削減由于材料割離后剩余應(yīng)力重分布而引起的變形。所以，一般狀況下，最好將工件與其夾持局部分割的線段安排在切割路線的末端。對(duì)于精度要求較高的零件，最好打穿絲孔，如圖11-41c所示。6切割孔類零件時(shí)，為了削減變形，還可承受二次切割法，如圖11-42所示。第一次粗加工型孔，0.1~0.5mm，其次次切割為精加工。這樣可以到達(dá)比較滿足的效果。11-42二次切割孔類零件l一第—次切割的理論圖形 2—第一次切割的實(shí)際圖形 3—其次次切割的圖形接合突尖的去除方法。由于線電極的直徑和放電間隙的關(guān)系，在工件切割面的交接處，會(huì)消滅一個(gè)高出加工外表的高線條，稱之為突尖，如圖11-43所示。這個(gè)突尖的大小打算于線徑和放電間隙。在快速走絲的加工中，用細(xì)的線電極加工，突尖一般很小，在慢走絲加工中就比較大，必需將它去除。下面介紹幾種去除突尖的方法。利用拐角的方法。凸模在拐角位置的突尖比較小，選用圖11-44所示的切割路線，可削減精加工量。切下前要將凸模固定在外框上，并用導(dǎo)電金屬將其與外框連通，否則在加工中不會(huì)產(chǎn)生放電。圖11-43突尖 圖11-44利用拐角去除突尖l—凸模2—外框3—短路用金屬45—粘接劑金屬板長(zhǎng)度與工件厚度大致一樣，金屬板應(yīng)盡量向切落側(cè)靠近，如圖11-45所示。切割時(shí)應(yīng)往金屬板方向多切入大約一個(gè)線電極直徑的距離。用屢次切割的方法工件切斷后，對(duì)突尖進(jìn)展屢次切割精加工。如圖11-46所示，切割次數(shù)的多少，主要看加工對(duì)象精度要求的凹凸和突尖的大小來(lái)確定。(3)對(duì)快速走絲線切割加工，一般常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％左右的乳化液，此時(shí)可到達(dá)較高的線切割速度。對(duì)于慢速走絲線切割加工，普遍使用去離子水。7圖11-45插入金屬板去除突尖 圖11-46 去除突尖的路線1-固定夾具 4--用金屬〔三〕加工參數(shù)的選擇電參數(shù)的選擇空載電壓。空載電壓的凹凸，一般可按表11-6所列狀況來(lái)進(jìn)展選擇。表11-6 空載電壓的選擇放電電容。在使用純銅線電極時(shí)，為了得到抱負(fù)的外表粗糙度，減小拐角的塌角，放電電容要??；在使用黃銅絲電極時(shí)，進(jìn)展高速切割，期望減小腰鼓量，要選用大的放電電容量。脈寬和間隔?？梢罁?jù)電容量的大小來(lái)選擇脈沖寬度和間隔，如表11-7所示。要求抱負(fù)的外表粗糙度時(shí)，脈沖寬度要小，間隔要大。表11-7 脈寬和間隔的選擇Ie主要依據(jù)外表粗糙度和電極絲直徑選擇。要求Ra1.25m時(shí)，Ie6.8ARa1.25～2.5m時(shí)，Ie6～12ARa2.5m時(shí)，Ie可取更高的值。電極絲直徑越粗，Ie11-8所示是不同直徑鉬絲可承受的最大值峰值電流。11-8峰值電流與銅絲直徑的關(guān)系8速度參數(shù)的選擇進(jìn)給速度。工作臺(tái)進(jìn)給速度太快，簡(jiǎn)潔產(chǎn)生短路和斷絲，工作臺(tái)進(jìn)給速度太慢，加工外表的腰鼓量就會(huì)增大，但外表粗糙度較小，正式加工時(shí)，一般將試切的進(jìn)給速度下降10％～20％，以防止短路和斷絲。走絲速度。走絲速度應(yīng)盡量快一些，對(duì)快走絲線切割來(lái)說(shuō)，會(huì)有利于削減因線電極損耗對(duì)加工精度的影響，尤其是對(duì)厚工件的加工，由于線電極的損耗，會(huì)使加工面產(chǎn)生錐度。一般走絲速度是依據(jù)工件厚度和切割速度來(lái)確定的。線徑偏移量確實(shí)定正式加工前，依據(jù)確定的加工條件，切一個(gè)與工件一樣材料、一樣厚度的正方形，測(cè)量尺寸，確定線徑偏移量。在積存了足夠的工藝數(shù)據(jù)或生產(chǎn)廠家供給了有關(guān)工藝參數(shù)時(shí)，可參照相關(guān)數(shù)據(jù)確定。進(jìn)展屢次切割時(shí)，要考慮工件的尺寸公差，估量尺寸變化，安排每次切割時(shí)的偏移量。偏移量的方向，按切割凸模或凹模以及切割路線的不同而定。四、工件的裝夾和位置校正〔一〕對(duì)工件裝夾的根本要求〔1)工件的裝夾基準(zhǔn)面應(yīng)清潔無(wú)毛刺，經(jīng)過(guò)熱處理的工件，在穿絲孔或凹模類工件擴(kuò)孔的臺(tái)階處，要清理熱處理液的渣物及氧化膜外表。夾具精度要高，工件至少用兩個(gè)側(cè)面固定在夾具或工作臺(tái)上，如圖11-47所示。裝夾工件的位置要有利于工件的找正，并能滿足加工行程的需要，工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，不得與絲架相碰。裝夾工件的作用力要均勻，不得使工件變形或翹起。批量零件加工時(shí)，最好承受專用夾具，以提高效率。11-47工件的固定11-48所示。911-48關(guān)心工作臺(tái)和夾具關(guān)心工作臺(tái)b)夾具〔二〕工件的裝夾11-49所示的懸臂支撐方式裝夾便利、通用性強(qiáng)臺(tái)面找平困難，工件受力時(shí)位置易變化。因此，只在工件加工要求低或懸臂局部小的狀況下使用。11-49懸臂支撐方式兩端支撐方式兩端支撐方式是將工件兩端固定在夾具上，如圖11-50所示。用這種方式(3) 橋式支撐方式是在兩端支撐的夾具上兩塊支撐墊鐵(11-51)對(duì)大、中、小型工件都適用。圖11-50兩端支撐方式 圖11-51橋式支撐方式具(見(jiàn)圖11-52)。此種方式裝夾精度高，適用于常規(guī)與批量生產(chǎn)。同時(shí)，也可增加縱、橫方向的定位10基準(zhǔn)。復(fù)式支撐方式在通用夾具上裝夾專用夾具，便成為復(fù)式支撐方式(11-53)。此方式對(duì)于批量加工尤為便利，可縮短裝夾和校正時(shí)間，提高效率。圖11-52板式支撐方式圖 圖11-53復(fù)式支撐方式〔三〕工件位置的校正方法拉表法拉表法是利用磁力表架，將百分表固定在絲架或其它固定位置上，百分表頭與工(見(jiàn)圖11-54)。劃線法工件待切割圖形與定位基準(zhǔn)相互位置要求不高時(shí)，可承受劃線法(見(jiàn)圖11-55)。固(或橫)向床鞍，據(jù)目測(cè)調(diào)整工件進(jìn)展找正。該法也可以在粗糙度較差的基面校正時(shí)使用。固定基面靠定法利用通用或?qū)Ｓ脢A具縱、橫方向的基準(zhǔn)面，經(jīng)過(guò)一次校正后，保證基準(zhǔn)面與相應(yīng)坐標(biāo)方向全都。于是具有一樣加工基準(zhǔn)面的工件可以直接靠定，就保證了工件的正確加工位置(11-56)。圖11-54拉表法校正 圖11-55劃線法校正 圖11-56固定基面靠定法〔四〕線電極的位置校正在線切割前，應(yīng)確定線電極相對(duì)于工件基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)孔的坐標(biāo)位置。目視法對(duì)加工要求較低的工件，在確定線電極與工件有關(guān)基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面相互位置時(shí)，2~811-57所示為觀看基準(zhǔn)面來(lái)確定線電極位置。當(dāng)線電極與工件基準(zhǔn)面初始接觸時(shí)，登記相應(yīng)床鞍的坐標(biāo)值。線電極中心與基準(zhǔn)面重合的坐標(biāo)值，則是記錄值減去線電極半徑值。圖11-58所示為觀測(cè)基準(zhǔn)線來(lái)確定線電極位置。利用穿絲孔處劃出的十字基準(zhǔn)線，觀測(cè)線電極與十字基準(zhǔn)線的相對(duì)位置，移動(dòng)床鞍，使線電極中心分別與縱、橫方向基準(zhǔn)線重合，此時(shí)的坐標(biāo)值就是線電極的中心位置?；鸹ǚɑ鸹ǚㄊ抢镁€電極與工件在肯定間隙時(shí)發(fā)生火花放電來(lái)確定線電極的坐標(biāo)位置(見(jiàn)圖11-59)。移動(dòng)拖板，使線電極靠近工件的基準(zhǔn)面，待開(kāi)頭消滅火花時(shí)，登記拖板的相應(yīng)坐標(biāo)值來(lái)推算線電極中心坐標(biāo)值。此法簡(jiǎn)便、易行。但線電極運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致誤差，放電也會(huì)使工件的基準(zhǔn)面受到損傷。此外，線電極漸漸靠近基準(zhǔn)面時(shí)，開(kāi)頭產(chǎn)生脈沖放電的距離，往往并非正常加工條件下線電極與工件間的放電距離。1111-57觀測(cè)基準(zhǔn)面校正線電極位置11-58觀測(cè)基準(zhǔn)線校正線電極位置1211-59火花法校正線電極位置自動(dòng)法自動(dòng)找中心是為了讓線電極在工件的孔中心定位。具體方法為：移動(dòng)橫向床鞍，x x 1 22移至兩者確定值之和的一半處，即(|x1|+|x2|)／2的坐標(biāo)位置。同理也可得到y(tǒng)1y，則基準(zhǔn)孔中心與線電極中心相重合的坐標(biāo)值為(|1|+|2|／2(|y1|+|2|2，如圖11-60所示。211-60自動(dòng)法超聲加工超聲加工〔UltrasonicMachining簡(jiǎn)稱USM〕是隨著機(jī)械制造和儀器制造中各種脆性材料和難加工材料的不斷消滅而得到應(yīng)用和進(jìn)展的。它較好彌補(bǔ)了在加工脆性材料方面的某些缺乏，井顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性。一、超聲加工的原理和特點(diǎn)〔一〕超聲加工的原理超聲加工也叫超聲波加工，是利用產(chǎn)生超聲振動(dòng)的工具，帶開(kāi)工件和工具間的磨料懸浮液，沖擊和拋磨工件的被加工部位，使局部材料破壞而成粉末，以進(jìn)展穿孔、切割和研磨等，如圖11-61(磨料和水或煤油的混合物)16kHz以上的超聲頻軸向振動(dòng)，借助于變幅桿把振幅放大到0.02～0.08mm料粉碎成很細(xì)的微粒，從工件上去除下來(lái)。工作液受工具端面超聲頻振動(dòng)作用而產(chǎn)生的高頻、交變的液壓沖擊，使磨料懸浮液在加工間隙中強(qiáng)迫循環(huán)，將鈍化了的磨料準(zhǔn)時(shí)更，并帶走從工件上去除下來(lái)的微粒。隨著工具的軸向進(jìn)給，工具端部外形被復(fù)制在工件上。13由于超聲波加工是基于高速撞擊原理，因此愈是硬脆材料，受沖擊破壞作用也愈大，而韌性材料則由于它的緩沖作用而難以加工。圖11-61 超聲加工原理示意圖l一工件2一工具3一變幅桿 4一換能器5一超聲發(fā)生器 6一磨料懸浮液〔二〕超聲加工特點(diǎn)適于加工硬脆材料(特別是不導(dǎo)電的硬脆材料)，如玻璃、石英、陶瓷、寶石、金剛石、各種半導(dǎo)體材料、淬火鋼、硬質(zhì)合金等。由于是靠磨料懸浮液的沖擊和拋磨去除加工余量，所以可承受較工件軟的材料作工具。加工時(shí)不需要便工具和工件作比較簡(jiǎn)單的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，超聲加工機(jī)床的構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔、操作修理也比較便利。由于去除加工余量是靠磨料的瞬時(shí)撞擊，工具對(duì)外表的宏觀作用力小，熱影響小，不會(huì)引起變形及燒傷，因此適合于加工薄壁零件及工件的窄槽、小孔。超聲加工的精度，一般可達(dá)0.01～0.02mm，外表粗糙度可達(dá)Ra＝0.63μm左右，在模具加工中用于加工某些沖模、拉絲模以及拋光模具工作零件的成形外表。超聲加工方法常用于模具型孔和型腔的加工，另外也用于其它零件的加工、脆硬材料的切割和超聲清洗等。二、影響加工速度和質(zhì)量的因素〔一〕加工速度及其影響因素超聲加工的加工速度(或生產(chǎn)率)mm3／min或g／min表示。相對(duì)其它特種加工而言，超聲加工生產(chǎn)率較低，一般為1~50mm3／min。加工玻璃的最400～2022mm3／min。影響加工速度的主要因素有；工具的振幅和頻率提高振幅和頻率，可以提高加工速度。但過(guò)大的振幅和過(guò)高的頻率會(huì)使工具和變幅桿產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力，通常振幅范圍在0.01～0.1mm16～25kHz之間。進(jìn)給壓力加工時(shí)工具對(duì)工件所施加的壓力的大小，對(duì)生產(chǎn)率影響很大，壓力過(guò)小則磨料在沖擊過(guò)程中損耗于路程上的能量過(guò)多，致使加工速度降低；而壓力過(guò)大，則使工具難以振動(dòng)，并14會(huì)使加工間隙減小，磨料和工作液不能順當(dāng)循環(huán)更，也會(huì)使加工速度降低。因此存在一個(gè)最正確的壓力值。該值一般由試驗(yàn)打算。磨料懸浮液磨料的種類、硬度、粒度、磨料和液體的比例及懸浮液本身的粘度等對(duì)超聲加工都有影響。磨料硬，磨粒粗則生產(chǎn)率高，但在選用時(shí)還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性與外表質(zhì)量要求。一般用碳化硼、碳化硅加工硬質(zhì)合金，用金剛石磨料加工金剛石和寶石材料。至于—般的玻璃、石英、半導(dǎo)體材料等則承受剛玉(A12O3)(重量比)0.8～l。為了提高外表質(zhì)量，有時(shí)也用煤油或機(jī)油。被加工材料超聲加工適于加工脆性材料，材料愈脆，承受沖擊載荷的力量愈差，愈簡(jiǎn)潔被沖擊碎，即加工速度愈快。如以玻璃的可加工性作標(biāo)準(zhǔn)，為10050％；硬質(zhì)合金為2％~3％；淬火鋼為l200％~250％。除此之外，工件加工面積、加工深度、工具面積、磨料懸浮液的供給及循環(huán)方式對(duì)加工速度也都有肯定影響?！捕臣庸ぞ燃捌溆绊懸蛩爻暭庸さ木瘸軝C(jī)床、夾具精度影響外磨料粒度、加工深度、被加工材料性質(zhì)等有關(guān)。主要與工具制造及安裝精度、工具的磨損、超聲加工精度較高，可達(dá)0.0l～0.02mm，一般加工孔的尺寸精度可達(dá)土(0.02～0.05)mm。磨料愈細(xì)，加工精度愈高。工具安裝時(shí)，要求工具質(zhì)量中心在整個(gè)超聲振動(dòng)系統(tǒng)的軸心線上，否則在其縱向振動(dòng)時(shí)會(huì)消滅橫向振動(dòng)，破壞成形精度。工具的磨損直接影響圓孔及型腔的外形精度。為了削減工具磨損對(duì)加工精度的影響，可將粗、精加工分開(kāi)，并相應(yīng)地更換磨料粒度。還應(yīng)合理選擇工具材料。對(duì)于圓孔，承受工具或工件旋轉(zhuǎn)的方法，可以削減圓度誤差。〔三〕外表質(zhì)量及其影響因素超聲加工具有較好的外表質(zhì)量，外表層無(wú)剩余應(yīng)力，不會(huì)產(chǎn)生外表燒傷與外表變質(zhì)層。外表粗糙度可達(dá)Ra＝0.63～0.08μm。加工外表質(zhì)量主要與磨料粒度、被加工材料性質(zhì)，工具振動(dòng)的振幅、磨料懸浮液的性能及其循環(huán)狀況有關(guān)。當(dāng)磨粒較細(xì)，工件硬度較高，工具振動(dòng)的振幅較小時(shí)，被加工外表的粗糙度將得到改善，但加工速度也隨之下降。工作液的性能對(duì)外表粗糙度的影響比較簡(jiǎn)單，用煤油或機(jī)油作工作液可使外表粗糙度有所改善。任務(wù)實(shí)施凸模線切割加工工藝編制數(shù)控線切割加工應(yīng)用最