摘要 : 針對模具制造中的研磨拋光工序和高速數(shù)控機床在模具制造中的廣泛應(yīng)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(jìn)行拋光 , 并利用機床的數(shù)控功能 對拋光軌跡進(jìn)行控制。通過調(diào)整數(shù)控程序中的偏置參數(shù)實現(xiàn)對拋光壓力的控制 , 實現(xiàn)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(guān)鍵詞 : 模具拋光線切割數(shù)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(jìn)行拋光處理 , 使其 達(dá)到鏡面的程度 , 可大大提高產(chǎn)品質(zhì)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(shù) 水平要求高。因此 , 在線切割機床上的適當(dāng)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(guān)系還沒有改變 ), 利用 機床的數(shù)控功能對拋光的軌跡進(jìn)行控制實現(xiàn)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(zhì)量都有重要意義。

一、氣動拋光輪在機床上的安裝及調(diào)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(dǎo)輪附近、 U-V 軸下面的連接板上。注意 , 先 將鋁絲和工作臺調(diào)整垂直 , 然后調(diào)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(shù) Lx 和Ly。

2、拋光加工的實現(xiàn)步驟

(1)按照一般的加工步驟切割工件內(nèi)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(guān)閉機床上的斷絲保護功能，否則，系統(tǒng)就會報告“鉬絲已斷，請修復(fù)!”使加工無法繼續(xù)。

(3)關(guān)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(jìn)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(yè)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(yīng)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(yù)留的拋光余量之和 H1 變?yōu)閽伖廨喌陌?nbsp;徑與拋光輪的拋光壓力控制量之差 o

(7) 通過調(diào)整加工厚度調(diào)節(jié)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(dá)到預(yù)設(shè)的值后 , 將氣動 頭置于常開位置。這時拋光輪旋轉(zhuǎn) , 然后按回車 , 拋光 輪將在數(shù)控系統(tǒng)的控制下開始拋光作業(yè) (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(zhuǎn)速為 25000 的 nin, 額定氣壓是 0.64Mpa。機床采用漢川機床廠生產(chǎn)的 DK7732A 型數(shù)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(dá)到了 Ra1.6 μ m; 然后用 800# 、 1000# 的砂紙半精拋 , 表面粗糙度達(dá)到了 Ra0.8 μ m; 再用 W28 的綠色氧化銘拋光 , 表面粗糙度 達(dá)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(jié)構(gòu)

如圖 3 所示為拋光輪的 結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)部分 , 下半部內(nèi)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(yīng)卸下拋光輪 , 以免加工過程中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

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

     (3) 在不同的拋光工序之間應(yīng)嚴(yán)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(yīng)更換帶有相應(yīng)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(yīng)嚴(yán)格按照提前標(biāo)定的拋光壓力控制 偏置量修改程序。

6 該方法的優(yōu)點

該方法充分利用了機床的數(shù)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(chǎn)生的定位誤差 , 減輕了工人的勞動強度 , 提高了拋光質(zhì)量和生產(chǎn)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(biāo)定拋光壓力偏置 量 , 然后調(diào)節(jié)偏置量 ( 可以達(dá)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(xiàn)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(shè)置隔音裝置。

(2) 機床的加工厚度調(diào)節(jié)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(shù)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(yè)