熊 偉

（江西省機械科學(xué)研究所 南昌 330002）

前言

蜂窩狀陶瓷載體用途非常廣泛，汽車尾氣凈化器就是其中最主要用途之一，由于汽車尾氣排放污染物是破壞大氣質(zhì)量的主要污染源之一，國家已頒布了有關(guān)法令，提出了機動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，而這些環(huán)保政策法規(guī)的出臺使國內(nèi)出現(xiàn)了汽車尾氣凈化器的巨大市場，而汽車尾氣三元催化轉(zhuǎn)換器中的核心部件是催化劑載體。它通常采用堇青石質(zhì)多孔蜂窩陶瓷制成，多孔蜂窩陶瓷載體擠壓成形模具則是該核心件生產(chǎn)的關(guān)健設(shè)備，該模具是一種精密的、技術(shù)含量高的高新技術(shù)產(chǎn)品，長期以來世界上僅美、德、日等少數(shù)國家能制造。我們經(jīng)過努力研究探索，成功地研制出該模具，填補了國內(nèi)空白，應(yīng)用領(lǐng)域也擴展了到環(huán)保行業(yè)的工業(yè)廢氣、廢水處理、工業(yè)爐中的熱交換蓄熱體、金屬鑄造過濾片、電熱元器件、紅外燃?xì)庠罹咻椛淦鞯戎T多領(lǐng)域。其產(chǎn)品的開孔密度從200～1075孔／吋2，成形槽寬為0.5～0.1mm。對于加工方形孔、三角孔多孔蜂窩狀陶瓷模具來說，其最后一道工序是由電火花線切割機床完成的，這道工序是關(guān)系到模具加工成功與否的最重要的環(huán)節(jié)。同時對加工機床的參數(shù)配置、定位精度提出了很高的要求。現(xiàn)將我們加工中的一些經(jīng)驗介紹一下。

1 模具加工過程

1.1 模具的水平、垂直度調(diào)節(jié)

模具裝上夾具后，我們采用千分表對模具的水平、垂直度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其誤差范圍控制在0.01mm以內(nèi)，因為誤差越小，成形槽與進(jìn)料孔的垂直度越高，泥料擠出成形時就不容易彎曲。如果產(chǎn)生彎曲，而在生產(chǎn)中人為進(jìn)行校正，看起來沒有彎曲，實際在坯體中殘存了內(nèi)應(yīng)力，燒結(jié)時就會引起變形、開裂，甚至成為廢品。既浪費時間又浪費材料，制作的模具不能使用。所以水平、垂直度一定要有保證。

1.2 模具位置精度的調(diào)節(jié)

模具裝上夾具后，如何才能保證成形槽對準(zhǔn)進(jìn)料孔的孔中心，而且上、下保持一致？以前我們簡單采用工藝孔的方法進(jìn)行定位，比較容易使得成形槽對不到進(jìn)料孔的中心，這樣，在擠制成形過程中泥料從進(jìn)料孔向四邊成形槽流動的速度不一致就容易產(chǎn)生坯體向一邊彎曲，當(dāng)時國內(nèi)的擠出設(shè)備還是油缸式立式擠壓，經(jīng)過對模具的調(diào)整，可以把彎曲的現(xiàn)象調(diào)整過來，不至于使模具報廢。而現(xiàn)在有的廠家引進(jìn)了國外先進(jìn)的臥式螺旋連續(xù)擠壓設(shè)備，使用這種設(shè)備時，一旦模具裝上就沒有調(diào)整的余地，如果產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，模具基本報廢，所以這對模具的制造提出了更高的要求。我們經(jīng)過不斷地探索，終于找到了解決的方法，利用電火花線切割機床本身的自動定中功能，通過進(jìn)料孔來定中心，這樣成形槽基本可以對準(zhǔn)進(jìn)料孔的中心，解決了困擾多年的問題，使模具的成功率得到大大的提高。

1.3 電火花線切割機床加工機械部分的檢查

模具加工前要對機床的機械部分進(jìn)行檢查，以免由于機械故障而使模具報廢。最容易使模具報廢的就是產(chǎn)生抖絲，而產(chǎn)生抖絲的原因有：鉬絲松動、長期使用軸承精度降低、導(dǎo)輪磨損、貯絲筒換向時沖擊、貯絲筒跳動增大、鉬絲彎曲不直、紅寶石未接觸鉬絲。

解決方法為：收緊鉬絲、更換軸承及導(dǎo)輪、調(diào)整貯絲筒精度，更換鉬絲，調(diào)整紅寶石。為了保證機床精度、壽命和提高生產(chǎn)效率，對機床的維護是非常必要的，要定時注入規(guī)定的清潔潤滑液，導(dǎo)輪應(yīng)經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)動是否靈活，不能發(fā)生跳動和產(chǎn)生尖叫聲，安裝鉬絲時應(yīng)注意鉬絲是否裝在導(dǎo)輪槽內(nèi)，鉬絲與導(dǎo)電棒應(yīng)接觸良好，鉬絲應(yīng)在噴嘴孔中心，導(dǎo)輪旁紅寶石應(yīng)與鉬絲接觸滑動，工作臺拖板運動的滾動絲杠及滾動導(dǎo)軌應(yīng)保持清潔。

對工作液的要求：工作液箱容積要保證充足的給水量，回流的臟液在工作液箱內(nèi)經(jīng)過兩次沉淀、兩次過濾后，再重復(fù)使用，根據(jù)加工情況，要定期清潔工作液過濾器，更換工作液，我們一般要求加工完一個模具后就更換工作液。如發(fā)現(xiàn)噴嘴堵塞，需拆下清潔。加工時，工作液的比例為1∶（8～12）（型號為XD－1皂化油水溶液）。加工工件較厚時，工作液比例為1∶8～10。

1.4 電火花線切割機床加工電氣部分參數(shù)的設(shè)置

電氣部分參數(shù)的選擇直接關(guān)系到模具的加工精度、成形槽的表面粗糙度，如果選擇的參數(shù)不合適，成形槽的表面粗糙度大，就會產(chǎn)生出料困難，表面不光滑，會影響成形，最后導(dǎo)致模具報廢，所以參數(shù)的選擇很重要。

1）加工電壓的選擇。脈沖電壓太低或太高，對切割速度與表面粗糙度都不利。脈沖電壓升高，隨著切割速度提高，表面粗糙度加大；脈沖電壓太低則加工不穩(wěn)定，直接影響成形槽的精度。我們一般加工直徑大的模具（直徑達(dá)200mm以上）用較低電壓，切割直徑小的模具（直徑100mm左右）采用較高電壓。我們在加工模具時加工電壓一般控制在50V左右且要波動很小。為了提高加工精度，要求有穩(wěn)定的放電脈沖和間隙，在電源電壓波動較大的場所，建議采用穩(wěn)壓電源供電。

2）加工脈寬的選擇。在其它參數(shù)不變的情況下，增大脈沖寬度，切割速度可提高，但表面粗糙度也在加大；反之，減小脈寬度，表面粗糙度可減少，但切割速度也下降。因為我們采用的是精加工，表面粗糙度要求Rμ≤3.2，所以我們采用窄脈沖。

3）加工電流的選擇。一般可根據(jù)加工厚度，加工速度和粗糙度要求，選擇加工電流。加工電流小，加工模具直徑小時，加工速度慢，粗糙度數(shù)值??；加工電流大，加工模具直徑大時，加工速度快，粗糙度數(shù)值大。加工電流的取定，在試切時選定，在保證達(dá)到主要指標(biāo)的同時，兼顧其它兩項指標(biāo)。我們采用的加工電流為2A左右且波動很小。

4）脈寬比的調(diào)整。在實際操作中是用加工電流來指示，調(diào)整加工電流到穩(wěn)定狀態(tài)來選擇脈寬比，在機床操作面板上電位器為調(diào)整脈寬電位器，電位器逆時針旋轉(zhuǎn)脈寬比大，加工電流?。豁槙r針旋轉(zhuǎn)脈寬比小，加工電流大。脈寬比的調(diào)整，主要由加工是否穩(wěn)定來選擇?？蓮膬蓚€方面來調(diào)整；一是觀察脈沖電流表的指針是否擺動，調(diào)整電位器至指針不擺；再觀察進(jìn)給指示燈3個燈的循環(huán)亮滅速度是否均勻，調(diào)電位器，至3個燈循環(huán)明滅速度均勻，此時加工電流最佳，也就是脈寬比最佳。我們在加工模具時，電位器調(diào)節(jié)到最佳時就不再動，這樣可保證每條成形槽的加工寬度保持一致。脈沖間隙的選擇主要是排屑，另一方面減少蝕物，防止斷絲，使得加工過程穩(wěn)定，所以一般要求脈沖間隙與工件厚度成正比，操作方法，順時針為最大（間隙最大）。

5）功放管數(shù)量的選擇。功放管選擇越多，加工電流越大速度越快，表面粗糙度就越差。功放管選擇少時單個脈沖的能量較小，放電間隙小，這樣容易發(fā)生短路，無法穩(wěn)定加工。如果只要求高速度而表面粗糙度要求不高時，就可投入較多的功放管進(jìn)行加工。因為我們加工的蜂窩陶瓷擠壓成形模具是高精密產(chǎn)品，對表面粗糙度有較高的要求，而且對每條槽的寬度也有很高的要求，所以選擇功放管的數(shù)量要適當(dāng)，確保加工過程平穩(wěn)、速度均勻，這樣才能保證每條成形槽的寬度保持一致。另外鉬絲的直徑對功放管的選擇也有要求，我們所用的鉬絲直徑為0.08～0.30mm，鉬絲越細(xì)所選擇的功放管就不能太多，否則會產(chǎn)生燒絲、斷絲，使加工無法進(jìn)行。常用的電火花線切割機床加工電器部分設(shè)置參數(shù)如表1所示。

表1 電火花線切割機床加工電器部分設(shè)置參數(shù)

2 結(jié)語

蜂窩陶瓷載體擠壓成形模具是一種精度高、難度大的高新技術(shù)產(chǎn)品，我們所研制的產(chǎn)品在國內(nèi)一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位，且生產(chǎn)工藝成熟、質(zhì)量穩(wěn)定可靠，雖然價格略高于國內(nèi)同行業(yè)廠家，仍以其良好的性能和服務(wù)贏得了國內(nèi)蜂窩陶瓷載體生產(chǎn)企業(yè)的歡迎，受到國內(nèi)用戶的贊譽。因此我們與國內(nèi)的大多數(shù)用戶建立了長期密切合作的關(guān)系，在市場營銷上占據(jù)先機，在國內(nèi)市場上具有很大占有率和極高的競爭力，產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷美國、韓國。目前，我們正在積極引進(jìn)新的先進(jìn)加工設(shè)備，以便使我們生產(chǎn)的蜂窩陶瓷載體擠壓成形模具在質(zhì)量上更上一個新的臺階，為產(chǎn)品的全面國產(chǎn)化打下一個良好的基礎(chǔ)。