慢走丝无支撑面加工异形凸模工艺方法
慢走丝线切割(LS-WEDM)是电火花线切割的一种方式,是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成形,主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件。
模具制造中,由于慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式,即线电极在运动过程中完成加工,即使线电极发生损耗,也能连续地予以补充,故能提高工件加工精度。慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通常可达到Ra0.8 μm及以下,且慢走丝线切割加工的圆度误差、直线误差和尺寸误差都比快走丝线切割加工好,所以在加工高精度工件时,慢走丝线切割机得到了广泛应用。
慢走丝线切割机床在切割高精度工件时,会留一个支撑面以防止工件掉落时将其灼伤,如图1所示。异形凸模常规制造方法是慢走丝线切割机床切割外形达到要求后,使用磨床接顺支撑面。但制造过程中偶尔会遇到磨床无法找正基准并接顺支撑面的凸模,使用常规加工工艺会使后工序无法进行加工,甚至造成加工的工件报废。现从实际案例阐述慢走丝无支撑面加工异形凸模的工艺方法。
1.1 制造材料分析
凸模使用的材料是S290高速钢,S290高速钢具有极佳的耐磨性、较强的耐蚀性及韧性、优异的抗压强度及优秀的红硬性。热处理硬度可达到66~70 HRC,主要应用于耐磨性要求高、重负荷、大批量生产的高速冲模。
1.2 制造难点分析
结合使用情况对制造过程进行分析,制造过程难点如下。
(1)材料硬度高。该材料硬度达到66~70 HRC,因常规高速钢铣刀材料硬度和该凸模硬度相似,对机床也有较高的要求,所以铣床无法加工,只能使用电蚀和磨削加工。
(2)外形尺寸精度高。工件尺寸公差为-0.002~0 mm。
(3)去除慢走丝切割工艺支撑面困难。该凸模外形全部由不同的圆弧连接构成,按照常规工艺慢走丝线切割机床切割后,磨床无法找正基准,去除支撑面困难。
(4)该工件为冲裁凸模,对刀口锋利程度有要求,刀口不能出现塌角、灼伤等情况。
1.3 制造过程工艺总结
在制造凸模的过程中,不能使用铣削工艺(包括数控铣床、加工中心、数控车床、钻床等),只能采用电蚀加工(如快走丝线切割、慢走丝线切割、电火花、电穿孔等)、磨削加工(如平面磨床、成型磨床等)等制造工艺,凸模的加工设备可选择范围小,制作精度要求较高。
模具制造中,由于慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式,即线电极在运动过程中完成加工,即使线电极发生损耗,也能连续地予以补充,故能提高工件加工精度。慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通常可达到Ra0.8 μm及以下,且慢走丝线切割加工的圆度误差、直线误差和尺寸误差都比快走丝线切割加工好,所以在加工高精度工件时,慢走丝线切割机得到了广泛应用。
慢走丝线切割机床在切割高精度工件时,会留一个支撑面以防止工件掉落时将其灼伤,如图1所示。异形凸模常规制造方法是慢走丝线切割机床切割外形达到要求后,使用磨床接顺支撑面。但制造过程中偶尔会遇到磨床无法找正基准并接顺支撑面的凸模,使用常规加工工艺会使后工序无法进行加工,甚至造成加工的工件报废。现从实际案例阐述慢走丝无支撑面加工异形凸模的工艺方法。
1.1 制造材料分析
凸模使用的材料是S290高速钢,S290高速钢具有极佳的耐磨性、较强的耐蚀性及韧性、优异的抗压强度及优秀的红硬性。热处理硬度可达到66~70 HRC,主要应用于耐磨性要求高、重负荷、大批量生产的高速冲模。
1.2 制造难点分析
结合使用情况对制造过程进行分析,制造过程难点如下。
(1)材料硬度高。该材料硬度达到66~70 HRC,因常规高速钢铣刀材料硬度和该凸模硬度相似,对机床也有较高的要求,所以铣床无法加工,只能使用电蚀和磨削加工。
(2)外形尺寸精度高。工件尺寸公差为-0.002~0 mm。
(3)去除慢走丝切割工艺支撑面困难。该凸模外形全部由不同的圆弧连接构成,按照常规工艺慢走丝线切割机床切割后,磨床无法找正基准,去除支撑面困难。
(4)该工件为冲裁凸模,对刀口锋利程度有要求,刀口不能出现塌角、灼伤等情况。
1.3 制造过程工艺总结
在制造凸模的过程中,不能使用铣削工艺(包括数控铣床、加工中心、数控车床、钻床等),只能采用电蚀加工(如快走丝线切割、慢走丝线切割、电火花、电穿孔等)、磨削加工(如平面磨床、成型磨床等)等制造工艺,凸模的加工设备可选择范围小,制作精度要求较高。