脹圈零件線切割工序斷絲解決方案

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前言

本周夾具俠直播請到的是夾具大牛小春老師為大家?guī)�來“脹圈零件線切割工序斷絲現(xiàn)象分析及工藝對策”分享,。

1. 脹圈零件加工工藝

圖1

如圖1（未注圓角均為R1mm）所示,，脹圈零件材質為65Mn彈簧鋼,，加工工藝安排為：粗車（大端帶夾頭）→淬火（調質硬度為40～45HRC）→精車（車好錐面及小端和孔大端夾頭）→線切割（孔大端夾頭切斷大端留余量0.2mm）→磨工（磨錐面磨大端尺寸50mm）→線切割（切縫寬2mm）→鉗工（去毛刺）,。

線切割工序加工內容是在零件錐外圓母線位置,，沿徑向方向切寬為2mm,、沿零件軸線截面成C形彈性開縫。零件切縫的作用是在受到軸向力時,，徑向方向產生彈性變形，將相配合零件的內錐面擠緊,，兩配合零件通過徑向彈性變形,，相互間產生很大的摩擦力，可將動力傳遞給機器或（系統(tǒng)）互相連接的下一級負載,。

2. 斷絲產生的原因及相關措施

脹圈零件加工中,，工人反映經常會線切割斷絲的情況，嚴重時會造成脹圈零件報廢,。

（1）斷絲的原因及改進措施,。

在線切割加工過程中,，通常認為斷絲是因為電極絲強度低而被拉斷的，其實斷絲的真正原因是韌性不足,。

改進措施：檢查線切割機床的切割絲表面是否有裂紋,，可用工具顯微鏡進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有明顯裂紋則更換新絲,。切絲的直徑用百分尺測量,，看與原來規(guī)格的新絲直徑相比是否明顯減小。如果發(fā)現(xiàn)絲徑有明顯減小則更換新絲,。

（2）機床的檢查及采取的措施,。

檢查機床走絲機構的位置，保持儲絲桶和導絲輪轉動靈活,。同時,，檢查上、下導絲輪是否保持干凈或有腐蝕現(xiàn)象,。機床各傳動部件應正常無松動,。

采取措施：①定期檢查儲絲桶和上、下導絲輪,。②定期清洗上,、下導絲輪模塊。

（3）優(yōu)化切削參數(shù),。

綜合考慮加工效率,，切削參數(shù)兼顧加工質量、斷絲故障,，對加工電流,、脈寬擋位和脈寬幅度3個參數(shù)進行調整。優(yōu)化前,、后的切削參數(shù)分別如表1,、表2所示。

表1 優(yōu)化前的切削參數(shù)

表2 優(yōu)化后的切削參數(shù)

（4）及時更換切削液,。

根據(jù)切削液的實際使用情況,，大均80～100h更換新切削液。

3.防止斷絲的工藝措施

（1）工裝的設計,。根據(jù)脹圈零件加工工藝過程及斷絲原因分析,，制作了一套防斷絲工裝（見圖2、圖3）來減少和控制內應力的突然釋放,，保證脹圈線切割工序的正常進行,。

具體做法是：將工件孔中間撐入一端帶球頭的螺桿，使螺桿的球頭和另一端六方頭零件孔壁接觸。工人用兩個扳手同時扳住螺桿的六方頭和球頭,，向相反的兩個方向扳動螺桿六方頭和球頭螺母,，螺桿上的球頭沿軸線方向上伸長，將零件孔壁徑向撐緊,。螺桿此時給脹圈零件施加了預加撐緊力,，這個力用來控制零件切開瞬間內應力的突然釋放，達到防止斷絲現(xiàn)象的發(fā)生,。

圖2

圖3 防斷絲工裝加工脹圈

（2）工藝試驗及切削參數(shù)的優(yōu)化,。工裝應用后斷絲現(xiàn)象得到了控制。我們發(fā)現(xiàn)脹圈零件寬2mm的切縫尺寸因螺桿撐緊零件力的大小而有區(qū)別,。如何控制螺桿撐緊力的大小是控制尺寸2mm的重要因素,。螺桿兩端的球頭和六方頭頂緊零件內孔壁后，兩扳手扳緊螺母和扳手1,、2的軸線相交成60°的交角,。

思 維 碰 撞

Q1：剛才講到80-100小時切割效率明顯下降要換絲，我想知道正常效率是多少?再判斷什么情況是絲該換了,。

A：線切割液累計工作時間達到80-100小時需要進行更換,。

Q2：斷絲主要原因是割斷的時候應力釋放把絲擠斷,零件割好以后松開工裝，零件內孔會不會變形呢,？

A：松開工裝后零件會有一定變形,。

Q3：線切割正常使用，鉬絲磨損到什么程度的時候,，判斷更換,，比方千分尺測量，比新鉬絲少了多少還是,，怎么判斷,？

A：主要看使用實際過程中絲的損耗斷裂時間，18絲鉬絲減小3,、4絲就會進行更換,，如果切割要求不高會繼續(xù)使用。

Q4：斷絲割下來的那個廢料容易憋在鉬絲上,除了用磁鐵吸住以外還有其它方法嗎,？

A：用螺栓撐住孔的目的就是控制內應力釋放將鉬絲夾斷,。

Q5：用柱子撐著，第一刀切過去的時候會彈開,，彈開后第二刀過去的肯定小于2mm,。黃的一刀彈開，紅色一刀結束,，會夾刀。

圖4

A：縫寬靠工藝實驗控制,，扳手交角成60°,，但是不排除當撐柱松開后的回縮,。圓筒狀零件沿軸向切開對刀具的損傷是較大的。

Q6：可不可以用上面工裝的方法,，把工件軸線鋸開以后,，然后把工裝去掉，讓工件在自然狀態(tài)下,，把工件用壓板,，稍微壓上，或者不用壓板,，在自然狀態(tài)下好沾住,，然后再用線切割左右切一次，不要切到位,，留量,。最后把尺寸量一下，把剩下的余量算好,，切割一次,，這樣是不是就能保證尺寸了？

A：在試制的時候是可以的,。在大批生產時要進行工藝優(yōu)化及試驗,。在圖3中給出了試驗的方法。當然也不排除有尺寸切后小的情況,。這時可以像你說的自然狀況下補充加工讓槽寬合格,。

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