脹圈零件線切割工序斷絲解決方案

jiajoin

前言

本周夾具俠直播請(qǐng)到的是夾具大牛小春老師為大家?guī)怼懊浫α慵€切割工序斷絲現(xiàn)象分析及工藝對(duì)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(zhì)為65Mn彈簧鋼，加工工藝安排為：粗車（大端帶夾頭）→淬火（調(diào)質(zhì)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(nèi)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(shí)，徑向方向產(chǎn)生彈性變形，將相配合零件的內(nèi)錐面擠緊，兩配合零件通過徑向彈性變形，相互間產(chǎn)生很大的摩擦力，可將動(dòng)力傳遞給機(jī)器或（系統(tǒng)）互相連接的下一級(jí)負(fù)載。

2. 斷絲產(chǎn)生的原因及相關(guān)措施

脹圈零件加工中，工人反映經(jīng)常會(huì)線切割斷絲的情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成脹圈零件報(bào)廢。

（1）斷絲的原因及改進(jìn)措施。

在線切割加工過程中，通常認(rèn)為斷絲是因?yàn)殡姌O絲強(qiáng)度低而被拉斷的，其實(shí)斷絲的真正原因是韌性不足。

改進(jìn)措施：檢查線切割機(jī)床的切割絲表面是否有裂紋，可用工具顯微鏡進(jìn)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(cè)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(jī)床的檢查及采取的措施。

檢查機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)的位置，保持儲(chǔ)絲桶和導(dǎo)絲輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。同時(shí)，檢查上、下導(dǎo)絲輪是否保持干凈或有腐蝕現(xiàn)象。機(jī)床各傳動(dòng)部件應(yīng)正常無松動(dòng)。

采取措施：①定期檢查儲(chǔ)絲桶和上、下導(dǎo)絲輪。②定期清洗上、下導(dǎo)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(zhì)量、斷絲故障，對(duì)加工電流、脈寬擋位和脈寬幅度3個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)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(shí)更換切削液。

根據(jù)切削液的實(shí)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(shè)計(jì)。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(nèi)應(yīng)力的突然釋放，保證脹圈線切割工序的正常進(jìn)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(gè)扳手同時(shí)扳住螺桿的六方頭和球頭，向相反的兩個(gè)方向扳動(dòng)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(shí)給脹圈零件施加了預(yù)加撐緊力，這個(gè)力用來控制零件切開瞬間內(nèi)應(yīng)力的突然釋放，達(dá)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(yàn)及切削參數(shù)的優(yōu)化。工裝應(yīng)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(nèi)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(shí)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(jì)工作時(shí)間達(dá)到80-100小時(shí)需要進(jìn)行更換。

Q2：斷絲主要原因是割斷的時(shí)候應(yīng)力釋放把絲擠斷,零件割好以后松開工裝，零件內(nèi)孔會(huì)不會(huì)變形呢？

A：松開工裝后零件會(huì)有一定變形。

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

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

Q4：斷絲割下來的那個(gè)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(nèi)應(yīng)力釋放將鉬絲夾斷。

Q5：用柱子撐著，第一刀切過去的時(shí)候會(huì)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(jié)束，會(huì)夾刀。

圖4

A：縫寬靠工藝實(shí)驗(yàn)控制，扳手交角成60°，但是不排除當(dāng)撐柱松開后的回縮。圓筒狀零件沿軸向切開對(duì)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(shí)候是可以的。在大批生產(chǎn)時(shí)要進(jìn)行工藝優(yōu)化及試驗(yàn)。在圖3中給出了試驗(yàn)的方法。當(dāng)然也不排除有尺寸切后小的情況。這時(shí)可以像你說的自然狀況下補(bǔ)充加工讓槽寬合格。