2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,1,项目七 多孔位凹模的线切割加工 【项目描述】 在实际生产中经常碰到需要在同一个零件中切割不同位置的孔洞的情况，如连续加工若干个孔类零件。该类零件主要是冷冲压模中级进模（连续模）及多孔位冲模中的凹模。图7-1(a)所示为一个垫板零件，材料Q235，厚度1.5mm，图7-1(b)为该零件采用级进模冲压成形方案时的排样图，用线切割加工时需对直径5mm的内圆和1010mm的内孔分别加工。这种需在同一零件上用线切割加工两次或以上的方案，最好用跳步加工。跳步加工就是将多个切割加工编制成一个程序，省去每次加工电极丝定位的过程，避免定位误差，提高加工效率。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,2,(a) 垫板零件图 (b) 排样图 图7-1 垫板零件,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,3,【知识目标】 1. 理解跳步加工方法。 2. 熟练阅读、理解线切割ISO程序。 3. 掌握电参数对线切割加工的影响。 4. 掌握非电参数对线切割加工的影响。 【能力目标】 1. 能对高速走丝线切割机床进行上丝、穿丝。 2. 掌握慢走丝线切割机床电极丝的穿丝方法。 3. 具备独立用高速走丝线切割机床加工多孔位零件的能力。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,4,【相关知识】 ()高速走丝线切割机床的上丝及穿丝 1. 上丝 上丝的过程是将电极丝从丝盘绕到快走丝线切割机床贮丝筒上的过程，也可以称为绕丝。不同的机床操作可能略有不同，下面以北京阿奇FW系列为例说明上丝要点。 (1)上丝以前，要先移开左、右行程开关，再启动丝筒，将其移到行程左端(见图7-2)或右端极限位置 (目的是将电极丝上满，如果不需要上满，则需与极限位置有一段距离)。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,5,(a)开始上丝示意图 (b)机床上丝机构 图 7-2 上丝示意图,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,6,(2)上丝过程中要打开上丝电机起停开关(见图7-3 )，并旋转上丝电机电压调节按钮以调节上丝电机的反向力矩(目的是保证上丝过程中电极丝有均匀的张力，避免电极丝打折)。 (3)按照机床的操作说明书，按上丝示意图提示将电极丝从丝盘上到贮丝筒上。对北京阿奇FW型机床操作如下：将装有电极丝的丝盘固定在上丝装置的转轴上，把电极丝通过导丝轮引向贮丝筒上方(见图7-4)，用螺钉紧固。打开张丝电机电源开关，通过张丝调节旋钮调节电极丝的张力后，手动摇把使贮丝筒旋转，同时向右移动，电极丝以一定的张力均匀地盘绕在贮丝筒上。绕完丝后，关掉上丝电机起停开关，剪断电极丝，即可开始穿丝。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,7,图 7-3 贮丝筒操作面板 图 7-4 上丝示意图 1上丝电机电压表；2. 上丝电机起停开关； 3. 丝筒运转开关；4. 紧急停止开关； 5. 上丝电机电压调节按钮；6. 丝筒停止开关,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,8,2. 穿丝 （1）将左右行程档杆分别调至离左右极限位置约5cm处，旋紧。 （2）打开运丝开关，使储丝筒向右运动，当丝筒中最左侧电极丝超过丝架导轮35mm时（如图7-5a所示）停止运丝。 说明：穿丝开始时，首先要保证贮丝筒上的电极丝与辅助导丝轮、张紧导丝轮、主导丝轮在同一个平面上，否则在运丝过程中，贮丝筒上的电极丝会重叠，从而导致断丝。图7-5(a)、(c)所示正确，分别从左端和右端穿丝，图7-5(b)所示错误，穿丝时会叠丝。,图7-5 上丝示意图 (a)左端上丝位置；(b)错误上丝位置；(c)右端上丝位置,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,9,（3）从左侧抽出电极丝，拉动电极丝头，由丝筒上方通过辅助导丝轮、上丝架上的主导丝轮（丝在导轮槽中）、导电块（丝在导电块的上方），接着通过下丝架上的主导丝轮（丝在导轮槽中）、导电块（丝在导电块的下方）。穿丝示意图如图7-6所示。在操作中要注意手的力度，防止电极丝打折。,图7-6 穿丝示意图 1主导丝轮；2电极丝；3辅助导丝轮；4直线导轨；5工作液旋钮；6上丝盘；7张紧轮 8移动板；9导轨滑块；10贮丝筒；11定滑轮；12绳索；13重锤；14导电块。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,10,（4）从丝筒下方将丝顺时针旋入丝筒左边的螺钉内，检查电极丝的位置是否符合步骤3的要求。 （5）用手盘动丝筒使其由下而上旋转约10圈，将左边的行程档杆调至左边的换向感应开关触点处并旋紧。 （6）运丝，当丝运行至使丝筒右边的电极丝还剩35mm时，立即停止运丝。 （7）将右边的行程档杆调至右边的换向感应开关触点处并旋紧。 （8）运丝，查看是否超行程，如不合适应立即调整行程档杆的位置。 *注意：在穿丝过程中，一旦运丝，手指必须放在控制器的【停止】按键上，若有异常应立即停止丝筒运转。同时，要保证电极丝在导轮槽中，在上导电块上面、下导电块下面。 以上步骤是从左侧经上丝架、下丝架进行穿丝，操作时也可从右侧经下丝架、上丝架进行穿丝，但步骤中的方向应相反。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,11,（二）慢走丝电极丝穿丝系统简介 慢走丝线切割机床的电极丝在加工中是单方向运动(即电极丝是一次性使用)的。在走丝过程中，电极丝由储丝筒出丝，由电极丝输送轮收丝。慢走丝系统一般由以下几部分组成：储丝筒、导丝机构、导向器、张紧轮、压紧轮、圆柱滚轮、断丝检测器、电极丝输送轮、其他辅助件(如毛毡、毛刷)等。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,12,图7-7为日本沙迪克公司某型号线切割机床的电极丝的送出部分结构图，其中某些部件的作用如下： 2圆柱滚轮 可使线电极从线轴平行地输出，且使张力维持稳定 3导向孔模块 可使电极丝在张紧轮上正确地进行导向 5张紧轮 在电极丝上施加必要的张力 6压紧轮 防止电极丝张力变动的辅助轮 7毛毡 去除附着在电极丝上的渣滓 8断丝检测器 检查电极丝送进是否正常，若不正常送进，则发出报警信号，提醒发生电极丝断丝等故障 9毛刷 防止电极丝断丝时从轮子上脱出,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,13,图 7-7 电极丝送丝装置 贮丝筒；2. 圆柱滚轮；3. 导向孔模块；4、10、1 1. 滚轮；5. 张紧轮； 6. 压紧轮；7. 毛毡；8. 断丝检测器；9. 毛刷；12. 导丝管；13. 下臂； 14., 接丝装置；15. 电极丝输送轮；16. 废丝孔模块；17. 废丝箱,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,14,图 7-8为北京阿奇慢走丝线切割机床的送丝图 。 从总体来说，慢走丝线切割机床技术含量高，结构复杂，具体结构可以参考相关慢走丝线切割机床说明书。,图 7-8 电极丝送丝装置,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,15,(三) 穿丝孔 1. 穿丝孔的作用 在线切割加工中，穿丝孔的主要作用有： (1) 对于切割凹模或带孔的工件，必须先有一个孔用来将电极丝穿进去，然后才能进行加工。 (2) 减小凹模或工件在线切割加工中的变形。由于在线切割中工件坯料的内应力会失去平衡而产生变形，影响加工精度，严重时切缝甚至会夹住、拉断电极丝。综合考虑内应力导致的变形等因素，可以看出，图7-9中的图(c)最好。在图(d)中，零件与坯料工件的主要连接部位被过早地割离，余下的材料被夹持部分少，工件刚性大大降低，容易产生变形，从而影响加工精度。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,16,图7-9 切割凸模时穿丝孔位置及切割方向比较图,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,17,2穿丝孔的注意事项 （1) 穿丝孔的加工。穿丝孔的加工方法取决于现场的设备。在生产中穿丝孔常常用钻头直接钻出来，对于材料硬度较高或工件较厚的工件，则需要采用高速电火花加工等方法来打孔。 （2) 穿丝孔位置和直径的选择。穿丝孔的位置与加工零件轮廓的最小距离和工件的厚度有关，工件越厚，则最小距离越大，一般不小于3mm。在实际中穿丝孔有可能打歪(如图7-10(a)所示)，若穿丝孔与欲加工零件图形的最小距离过小，则可能导致工件报废；若穿丝孔与欲加工零件图形的位置过大(如图7-10(b)所示)，则会增加切割行程。图7-10中，虚线为加工轨迹，圆形小孔为穿丝孔。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,18,图7-10 穿丝孔的大小与位置,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,19,穿丝孔的直径不宜过小或过大，否则加工较困难。若由于零件轨迹等方面的原因导致穿丝孔的直径必须很小，则在打穿丝孔时要小心，尽量避免打歪或尽可能减少穿丝孔的深度。如图7-11所示，图(a)直接用打孔机打孔，操作较困难；图(b)是在不影响使用的情况下，考虑将底部先铣削出一个较大的底孔来减小穿丝孔的深度，从而降低打孔的难度。这种方法在加工塑料模的顶杆孔等零件时常常应用。 穿丝孔加工完成后，一定要注意清理里面的毛刺，以避免加工中产生短路而导致加工不能正常进行。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,20,图7-11 穿丝孔高度,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,21,【项目实施】 完成本项目需要掌握电极丝的定位。因此完成本项目的过程为：工艺分析、工件钻穿丝孔、工件装夹校正、零件图形绘制(或读入)、生成加工路径、设置加工参数、生成加工程序、加工等。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,22,() 加工准备 1.工艺分析 1）加工轮廓位置确定 为了切割该类凹模零件，必须在工件上钻穿丝孔。分析确定线切割加工轮廓在毛坯上的位置，如图7-12虚线所示。穿丝孔分别为A、C。由于加工的圆孔和方孔较小，可以直接将穿丝孔位置放置在切割的圆孔的圆心和方孔中心。穿丝孔中心到起割点的距离分别为2.5mm和5mm。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,23,图7-12 轨迹位置设计图,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,24,2）绘图、参数设定和轨迹生成 （1）绘制圆和方孔：圆心坐标(0，0)，直径为5mm；方孔的中心距圆心12mm，边长为10mm。 （2）补偿量设置：采用半径0.O9mm的电极丝，通常单边放电间隙为0.Olmm，因此补偿量为0.lmm；由于加工的圆孔和方孔均为封闭内轮廓，因此补偿方向向内。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,25,（3）穿丝点、起割点（引入引出线）设置：编程时首先切割直径5mm的圆孔，输入穿丝孔A的坐标(0，0)，起割点坐标为B(-5，0)，切割方向为顺时针（对于本项目可以任意选择切割方向，对加工质量无本质影响），从而确定第一个加工圆孔的轨迹；再选择加工边长为10mm的方孔，输入穿丝孔C的坐标(-12，0)，输入起割点D的坐标(-17，0)，切割方向也为顺时针。结果如图7-13（a）所示。,图7-13 图形及跳步轨迹 （a）图形；（b）跳步轨迹。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,26,2.工件准备 (1)按照图7-12穿丝孔的位置设计图在坯料上划线，确定穿丝孔A、C位置，然后用钻床或电火花打孔机打孔。打孔后应认真清理干净孔内的毛刺，避免加工时电极丝与毛刺接触短路从而造成加工困难。 (2)本项目用高速走丝机床在毛坯上切割圆孔和方孔，装夹时采用悬臂支撑装夹的方式即可。工作台横梁边X方向采用百分表较正，也可以用电极丝沿着工件边缘移动，观察电极丝与工件的缝隙大小的变化来校正。装夹时应根据设计图6-20来进行装夹，不要将毛坯长为55mm的边与机床Y轴平行(如果55mm的边与机床Y轴平行，编程时穿丝孔及起割点的坐标X、Y应该互换)。,2019年6月27日,模具零件电加工孙庆东,27,3. 程序编制 （1）跳步轨迹的生成。跳步轨迹的生成时要特