山東科技大學(xué)工程實(shí)訓(xùn)中心 蔣忠贇 荊玲 劉云俠

電火花線切割加工技術(shù)（簡稱線切割）是在電火花加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，靠電極絲與工件間的火花放電對工件進(jìn)行切割加工。電火花線切割機(jī)床是以一根沿本身軸線移動(dòng)的細(xì)金屬絲（電極絲）作為工具電極，沿著給定的軌跡加工出相應(yīng)幾何圖形的工件[1]。電火花線切割機(jī)床是電加工機(jī)械的一種，加工過程中依靠電極絲與工件之間的火花放電產(chǎn)生的局部瞬時(shí)高溫將工件局部融化，通過多次放電達(dá)到切割的效果。電火花線切割機(jī)床所加工的工件為通孔工件，即可加工具有一定錐度和上下異形的工件，但在切割具有角度要求的斜面時(shí)，需要對工件進(jìn)行劃線，并且裝夾工件也不方便。

根據(jù)此類工件的加工，筆者制作了角度切割?yuàn)A具，解決了裝夾的不便，并且不需要?jiǎng)澗€，提高了工作效率。此角度切割?yuàn)A具主要由兩部分組成：機(jī)械安裝部分和工件裝夾部分。機(jī)械安裝部分通過螺栓固定在電火花線切割機(jī)床的橫梁上，工件裝夾部分用來裝夾工件并與機(jī)械安裝部分連接。工件裝夾部分可以旋轉(zhuǎn)，滿足角度要求的斜面切割。

用此夾具對斜面進(jìn)行加工，提高了工作效率，如批量生產(chǎn)，使用價(jià)值更高。下面對此夾具進(jìn)行介紹，以供參考。

1 提出問題

現(xiàn)需要在20mm×20mm×5mm 的鋼材上切割如圖1 所示方孔，方孔具有一定的傾角，角度在5°～175°，并且以5°增加，每一種傾角的工件有十塊。

圖1

加工中存在以下問題。

（1）材料尺寸較小，劃線不方便。

（2）工件的數(shù)量較多，且傾角不同，劃線工作量較大。

（3）工件尺寸較小，不易直接裝夾，需要夾具夾持工件，以便加工。

綜上所述，在加工此類工件時(shí)，有必要制作相應(yīng)的夾具，既能夠夾持工件，也能夠?qū)崿F(xiàn)角度旋轉(zhuǎn)，以滿足加工要求，且要求夾具容易制作，結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜，并且具有通用性。

2 分析問題

對于此類形狀較小且有角度傾斜要求的工件，加工過程中的困難主要是工件的裝夾以及實(shí)現(xiàn)所需要的傾角。

由于工件較小，幾乎無法直接裝夾在電火花線切割機(jī)床的橫梁上，需要借助工具延長工件的長度，以利于裝夾工件。實(shí)現(xiàn)斜面加工，需要在工件相應(yīng)的位置劃線，調(diào)節(jié)裝夾工件的角度，使電極絲與劃線平行，實(shí)現(xiàn)加工。整個(gè)加工過程，裝夾找正困難，加工效率低，且加工精度較差。

3 解決問題

為解決此類加工問題，提高加工生產(chǎn)效率，筆者設(shè)計(jì)了一種角度切割?yuàn)A具，其功能如下。

（1）夾具的兩部分在電火花線切割機(jī)床上安裝方便，利于找正。

（2）能夠很好地實(shí)現(xiàn)工件的角度傾斜。

夾具的整體結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2

圖2 中的機(jī)械安裝部分1 與電火花線切割機(jī)床橫梁4 直接通過連接螺栓7 連接。制作機(jī)械安裝部分與機(jī)床橫梁連接孔時(shí)，需要根據(jù)電火花線切割機(jī)床的橫梁的實(shí)際情況確定孔的確切位置。使用過程中，機(jī)械安裝部分直接安裝連接在電火花線切割機(jī)床的橫梁上，安裝即可使用，減少誤差，節(jié)省了調(diào)整機(jī)械安裝部分的時(shí)間。機(jī)械安裝部分的左側(cè)有螺紋孔，用于和工件裝夾部分連接，并且螺紋孔的外圍有刻度盤，作為調(diào)節(jié)工件傾角的參考。為防止加工過程振動(dòng)影響加工精度，使用固定螺母3 可以將機(jī)械安裝部分和工件裝夾部分緊固在一起。

機(jī)械安裝部分的整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖如圖3 所示。

圖3

機(jī)械安裝部分的制作建議使用立式加工中心，盡可能保證圖三所示的11、12、13 三個(gè)平面的表面粗糙度以及11、12 兩個(gè)平面的互相垂直。機(jī)械安裝部分的刻度線可以采用激光打標(biāo)制作。

工件裝夾部分2 的右半部分為螺紋，與機(jī)械安裝部分1 的左端連接。左半部分為工件5 的安裝位置，為方形結(jié)構(gòu)，緊固壓緊螺栓6 將工件固定。工件裝夾部分找正刻度線21（如圖4 所示），用于工件的找正和旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)工件裝夾部分，即可實(shí)現(xiàn)工件的傾斜角度。

工件裝夾部分的整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖如圖4 所示。

圖4

工件裝夾部分的制作建議使用方形鋼材，使用四爪卡盤車床加工右半部分。左半部分的工件安裝位置可以使用電火花線切割機(jī)床切割，也可以銑削加工。找正刻度線21 需要與軸線平行，與工件裝夾位置的中心線重合。

具體使用方法如下。

（1）將機(jī)械安裝部分安裝在電火花線切割機(jī)床的橫梁上，安裝的過程一定要確保機(jī)械安裝部分的左平面橫梁的平行。

（2）將固定螺母調(diào)至工件裝夾部分左端，工件裝夾部分與機(jī)械安裝部分連接，需要注意的是，不要將螺紋擰到最深，預(yù)留兩到三個(gè)螺紋用于調(diào)節(jié)角度，同時(shí)需要找正刻度線與機(jī)械安裝部分刻度盤的0°線重合。

（3）工件裝夾到位，調(diào)節(jié)工件裝夾部分，將找正刻度線調(diào)至需要的刻度線。將固定螺母擰緊。

（4）電極絲運(yùn)行至加工位置，開始加工。

4 總結(jié)

此角度切割?yuàn)A具在實(shí)際生產(chǎn)中節(jié)省了劃線和工件裝夾的時(shí)間，提高了效率，保證了工件的角度需要。