摘 要:在使用線切割機床進行零件局部加工過程中,出現(xiàn)了由于起割前電極絲坐標位置定位不準確,致使零件的加工位置偏移的現(xiàn)象,導(dǎo)致工件報廢。筆者經(jīng)過多次實踐試驗,找到了解決問題的方法,有效提高了加工精度。
關(guān)鍵詞:線切割 電極絲 坐標位置定位
一、引言
線切割加工通常用于加工一些難切削的材料、窄縫及形狀復(fù)雜的零件。在實際生產(chǎn)中,由于線切割的加工效率較低,較大的零件通常在使用普通機床加工好外形尺寸后,再使用線切割機床加工特殊形狀的部位。
以圖1為例,該零件外形尺寸已用銑床加工完畢,現(xiàn)在只需要用線切割加工50×10mm的四方孔,并保證各尺寸不超差。其中,尺寸50×10mm的加工精度主要依靠機床自身精度來保證,而35mm和25mm尺寸精度則主要依靠起割前電極絲在起割點處的定位精度來決定。如何才能使電極絲坐標位置精度定位,使實際起割點與理論起割點位置重合,我們通過多次實踐試驗,總結(jié)了一些行之有效的方法,可以滿足加工要求。
二、具體操作方法
1.通過電極絲與工件基準面“碰邊”找出電極絲坐標位置
我們將零件鉆好穿絲孔后安裝到機床上并校正基準面,然后通過電極絲與工件兩個基準面進行“碰邊”,精確找出電極絲X、Y坐標位置作為基準參考點,由于“碰邊”精度直接影響定位精度,使用合理的“碰邊”方法能有效提高電極絲定位精度,“碰邊”方法大體分為目視法、火花法、接觸感知法三種,具體可根據(jù)操作者技術(shù)情況及加工情況合理選用。
(1)目視法。我們在操作前要將工件基準面清理干凈,直接借助于目測或使用放大鏡進行觀察,如圖2所示。操作時電極絲可以不用運轉(zhuǎn),不用打開高頻電源,只需在張緊電極絲后緩慢移動工作臺,當(dāng)確認電極絲與工件基準面接觸后,便以此位置作為基準參考點。目視法主要用于加工要求較低的工件。
(2)火花法。火花法是利用電極絲與工件在一定間隙下發(fā)生火花放電來確定電極絲的坐標位置,調(diào)整時,必須啟動高頻電源及運轉(zhuǎn)電極絲,然后通過手動緩慢移動工作臺,使電極絲逐漸接近工件的基準面,待出現(xiàn)微弱火花的瞬間,以此作為基準參考點。此方法一目了然,但有時候會因人為操作不當(dāng),使電極絲過于逼近工件或接觸不良而產(chǎn)生誤差,也會因電極絲跳動產(chǎn)生誤差。火花法適合于較熟練的操作人員。
(3)接觸感知法。接觸感知法是利用電極絲與工件基準面由絕緣到短路的瞬間,兩者間電阻值突然變化的特點來確定電極絲接觸到了工件,并在接觸點自動停下來,以此作為基準參考點,又稱“自動碰邊法”?;诮佑|感知原理我們還可對穿絲孔實現(xiàn)自動找中心,即讓工件穿絲孔中的電極絲自動找正后停止在穿絲孔中心位置處實現(xiàn)定位。此方法可以不運轉(zhuǎn)電極絲,不用啟動高頻電源。當(dāng)使用“自動碰邊法”時,操作者只要按下計算機鍵盤上的“Ctrl”鍵及箭頭“方向鍵”,電極絲就會朝“方向鍵”箭頭方向移動,待電極絲碰到工件后工作臺就自動停止移動。在使用“自動找中”功能時,只需進入“自動對中心”菜單即可。此方法方便實用,用于操作熟練者和加工精度要求較高的工件。
2.把電極絲移到起割點位置
每當(dāng)電極絲完成一個方向的碰邊,確定工件基準面坐標位置后,就要根據(jù)計算出來的距離把電極絲精確移到起割點相應(yīng)坐標位置,這是最重要并且技術(shù)難度最大的一步,我們可以通過采取“碰邊移位法”或“測量對中法”實現(xiàn)把電極絲精確移到起割點相應(yīng)坐標位置。
(1)碰邊移位法。我們通過電極絲碰邊確定基準參考點后,根據(jù)圖樣尺寸,計算出電極絲的移動距離。以圖1的尺寸要求為例,在工件上鉆好穿絲孔后進行安裝校正,首先進行X軸碰邊,方法及步驟如圖3所示,參考點1是電極絲與基準A面碰邊后的位置,碰邊后鎖定X軸,通過手動轉(zhuǎn)動Y軸使工作臺移動,當(dāng)電極絲移出工件到達點2后,再通過手動或自動轉(zhuǎn)動X軸,使工作臺往X方向移過60mm+電極絲半徑(50×10mm內(nèi)腔中心距離基準A面60mm)到達點3位置,鎖緊X軸,完成了X方向定位。通過Y向電極絲與基準B面碰邊,使電極絲到達Y軸基準參考點4后,拆下電極絲,通過手動或自動移動Y軸,移動量為30+電極絲半徑(50×10mm內(nèi)腔中心離基準B面距離為30mm),到達后鎖緊Y軸裝好電極絲,完成了Y方向定位,此時電極絲定位到即將要切割的50×10mm四方孔中心點5。在加工編程時我們只要把起割點設(shè)在圖形中心,便能實現(xiàn)實際起割點與理論起割點坐標位置重合,從而保證35mm和25mm尺寸符合要求。
(2)測量對中法。我們先將鉆好穿絲孔的工件精確測量并計算出穿絲孔實際中心到基準A、B面的距離,然后安裝校正工件,直接安裝電極絲并穿過穿絲孔,采用自動或手動對中找到穿絲孔中心坐標位置,使電極絲定位于穿絲孔中心。由于穿絲孔在鉆孔過程中會產(chǎn)生一定的尺寸偏差,從而造成穿絲孔中心坐標與將要進行線切割的內(nèi)四方孔中心坐標點不重合。為了消除這些誤差,可以根據(jù)測量結(jié)果,計算出兩中心點坐標相差的距離,通過移動工作臺,將電極絲從穿絲孔中心移到將要進行線切割的內(nèi)孔理論中心點。以上述加工為例,穿絲孔中心距基準A、B面理論尺寸應(yīng)分別為60mm、30mm,由于穿絲孔鉆偏,假設(shè)實際尺寸為60.20mm、29.90mm,為了消除這些誤差,電極絲在對中后只需把工作臺往X軸方向移過0.2mm,往Y軸反方向移過0.1mm,便可消除這些誤差。我們也可以通過修改計算機所繪圖形的起割點坐標值來實現(xiàn)穿絲孔中心與起割點坐標值重合,如圖4各點坐標所示,在編程繪圖時,相應(yīng)修改起割點坐標即可。
通過上述兩種方法對比,碰邊移位法優(yōu)點是可以省去測量計算的步驟,對穿絲孔的加工精度沒有要求,缺點是電極絲需要安裝兩次,電極絲碰邊后移動距離必須準確。測量對中法的優(yōu)點是只需要安裝一次電極絲,電極絲對中后移動量小或不需要移動,缺點是對穿絲孔的加工精度要求較高,需要準確測量和計算穿絲孔中心距,適用于測量和計算能力較強的操作者。
三、結(jié)束語
以上兩種電極絲坐標位置定位方法是根據(jù)我們長期工作實踐總結(jié)出來的經(jīng)驗,他們各有優(yōu)點和缺點,在實際加工中,對于精度要求極高的貴重零件,必須采用上述方法進行試割、測量、修正直至合格后才能正式對零件進行切割。
(作者單位:廣西玉林高級技工學(xué)校)