線切割加工特形插齒刀之雙孔法淺析
在普通進(jìn)口線切割機(jī)床上切割加工特形插齒刀時，由于工件的裝夾位置只能選取在其工藝外圓上，因此不能通過一次走刀完成切割(否則工件會掉落，無法進(jìn)行精加工)，通常只能采用兩段切割程序分別加工，即用第一段程序先切割出一半(或大部分)圓周，然后將膠水涂在薄銅片上插入切開的縫隙中，粘住已加工部位，然后用第二段程序完成剩余部分的切割加工。由于刀具有后角，因此必須采用上下異形加工方式進(jìn)行切割，從而使加工過程更為復(fù)雜。 用上述方法進(jìn)行加工時，存在以下缺陷：
①由于必須等第一段程序加工出的工件冷卻后才能加工其余部分，造成加工間隔時間較長，兩部分工件受熱情況不同，變形不一致，導(dǎo)致較大的圓度誤差；
②加工第二段工件的最后連接部分時，在斷開的瞬間會產(chǎn)生微小位移(因膠粘效果及銅片與切割縫隙存在間隔，該位移不易消除)，造成外圓徑向跳動誤差；
③進(jìn)口線切割機(jī)床加工時采用蒸餾水冷卻，不具防銹功能。由于前后兩部分切割表面完成的間隔時間較長(約34小時)，先加工完的切割表面在加工后面部分時已開始氧化、生銹，導(dǎo)致最后獲得的兩部分切割表面光潔程度不一致，為解決這一問題，不得不增加水噴砂處理或研磨拋光工序；
④加工完后需將表面的膠水清理掉，為保證粘結(jié)牢固，就必須使用較多膠水，而這又會增加清理難度，若清理不干凈將影響產(chǎn)品外觀。 為解決上述問題，我們提出采用雙孔法工藝切割加工圖1所示特形插齒刀，取得了較好效果。雙孔法工藝就是在原穿絲孔旁再增加一個過渡孔，加工原理(為顯示清楚，圖中只繪出一個截面齒形)。 首先用CAD/CAM系統(tǒng)軟件生成兩個切割完整插齒刀的程序1和2(程序1沿逆時針方向切割，程序2沿順時針方向切割)，然后用文本編輯軟件打開這兩個程序文件作如下修改：選取程序1的前一半，將起割點(diǎn)定在穿絲孔中心，電極絲由A點(diǎn)進(jìn)入，沿工件齒形逆時針切割至B點(diǎn)(增加G42指令使刀具向右偏置)，在B點(diǎn)增加暫停指令代碼M00，剪斷電極絲；然后用快速移動指令代碼G00使噴嘴移動到過渡孔中心停下等待，并增加G42指令取消刀具偏置，在過渡孔位置改變偏置方向(用G41指令代碼使刀具向左偏置)；然后將程序1的后部分內(nèi)容全部刪除，并將程序2的前部分內(nèi)容拼接在后面，去掉前面幾段代碼，改為電極絲由過渡孔到D點(diǎn)進(jìn)入，沿工件齒形順時針切割至C點(diǎn)等待，用M00指令代碼暫停移動后，剪斷電極絲；然后執(zhí)行G40指令代碼取消偏置，增加G00指令代碼使噴嘴快速返回起割點(diǎn)(穿絲孔中心)，并刪除程序2后面部分內(nèi)容。以上即為需要執(zhí)行的第一段加工程序，它可完成絕大部分工作面的加工量。根據(jù)工件精度要求，一般可采用四次切割工藝以保證獲得較好的尺寸精度及表面質(zhì)量。
第二段、第三段加工程序可分別完成A點(diǎn)到D點(diǎn)、B點(diǎn)到C點(diǎn)之間的齒形切割，除起割點(diǎn)均選定為穿絲孔中心外，其進(jìn)入點(diǎn)和切出點(diǎn)需稍向外延，并根據(jù)不同的電極絲直徑選取不同的過切量，以保證齒面上不殘留條筋。由于在上下異形加工程序中，所有曲線均采用直線段近似代替，因此每一段指令之間的切割距離很小，從而使程序量增大，為此，選取進(jìn)入點(diǎn)和切出點(diǎn)時，可在打開的程序中找出A、B、C、D四點(diǎn)附近的指令段重組程序即可。 如圖2所示，在完成第一段程序的切割加工后，A、B、C、D四點(diǎn)形成的兩處連接部分并未斷開，這四點(diǎn)均靠近齒根位置，A點(diǎn)到D點(diǎn)、B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離均約為2mm(因工件大小不同而稍有差異)，足以保持中間部分不會掉落。完成第一段加工程序后，用前述膠粘方法使工件與外圓部分保持固定(使用少量膠水即可)，同時利用幾塊強(qiáng)力磁鐵增加連接穩(wěn)定性。然后在穿絲孔中心位置繼續(xù)執(zhí)行第二段和第三段加工程序，由于后兩段程序行程很短，只需十幾分鐘即可完成。
采用雙孔法切割加工特形插齒刀具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①由于近99%的切割行程在同一段加工程序中完成，加工過程中工件不會因斷開而產(chǎn)生位移(經(jīng)測試，工件加工后的中心點(diǎn)漂移量由0.01～0.03mm減小為0.004～0.01mm)，因此可使工件的圓度誤差和徑向跳動顯著減小；
②由于工件各處的加工間隔均勻，受熱情況和冷卻時間基本一致，因此熱變形影響很??；
③由于從第一段程序執(zhí)行完畢到全部加工程序結(jié)束，其時間間隔不到半小時，因此可保證齒形表面光潔度的一致性，無須增加其它后續(xù)處理工序；
④由不同人員操作時加工效果變化不大，易于保證加工精度的一致性；
⑤對膠粘位置的處理相對容易。 雙孔法加工工藝對于其它圓形凸模類零件(或不能一次完成切割的零件)的線切割加工也具有一定參考價值。
蘇州中航長風(fēng)數(shù)控科技有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)的電火花機(jī)床系列的廠家，其下所生產(chǎn)的數(shù)控線切割機(jī)床以有幾十年歷史，歡迎客戶朋友來公司現(xiàn)場切割測試，本公司產(chǎn)品有： 電火花線切割，電火花穿孔機(jī)，電火花成型機(jī)，取斷絲錐機(jī)，電解去毛刺。
