在普通線切割機床上實現螺旋加工的方法

愛上老虎

　　普通線切割機床是一種典型的二軸聯動型數控機床，一般只能用作各種二維圖形的切割加工，其加工工藝范圍較為狹窄。如何拓寬普通線切割機床的加工工藝范圍，以使其能更好地滿足客觀生產需要，一直是廣大線切割用戶所關注的問題。本文基于作者多年的實踐工作經驗具體介紹在普通線切割機床上實現螺旋加工的方法。

　　一：螺旋運動的實現

3 v5 r5 B' z/ d% L; G/ G    螺旋運動是由直線運動和旋轉運動兩種基本運動合成的。要在普通線切割機床上實現螺旋加工，我們除了要利用線切割機床其中的一軸（X軸或Y軸）獲得直線運動外，還必須利用另一軸（Y軸或X軸）及必要的輔助裝置使工件轉起來。步驟如下：
7 D6 z" H1 I3 _* c* `8 l! A" o
　　1．  根據現有的線切割機床所用的步進變速裝置（包括變速箱和步進電機）的型號直接到生產廠家去另購一套或者自己制作一套。如果是自己制作的話，各主要參數（包括步進電機的參數和變速箱的速比）最好同原來的一致，這樣可以簡化以后具體加工時的程序編制問題。同時還要注意：
2 Y; }) }. Q" g3 O- T
3 m; s% V5 i2 _: x# P2 _1 H( i, s! j　　（1）變速箱內各嚙合齒輪間應實現無間隙嚙合，為保證加工精度，絕對不容許有反向間隙存在。通常可采用如圖一所示的雙片薄齒輪疊加并在中間加拉力彈簧的結構來消除齒輪嚙合間隙。

4 w4 x" Q3 c) R6 }1 R8 t
- c; a/ s( v: s' R- T) \* X& ^5 V
9 A' K( V! n+ F) U: }9 ~
7 a) R; x; a0 `" M* W% `' X: L. l

  

9 d2 G. ^- a0 Z4 Z' {5 n& Q; w　　（2）齒輪變速箱箱體的前、后、上、下、左、右六個面間要做到相互垂直，變速箱內各軸間要保證相互平行并垂直于前后兩個面，以滿足具體加工時工件的校準及準確定位的需要。

5 ]5 ]! z0 V7 i- t( ~% Y　　（3）輸出軸端部結構的制作應有利于工件的快速、準確定位。

　　2．  將以上所準備好的步進變速裝置按圖二所示固定到線切割機床的工作臺上。在固定之前用千分表對變速箱體作校正以保證步進變速裝置的輸出軸同機床的X軸平行。將原線切割機床Y軸步進電機的連線（四根）斷開，用接線樁頭連接到新步進電機上。注意連接的正確性，否則，步進電機無法正常工作。

   

　　3．  測試一下新裝的步進變速裝置的工作情況。在控制器中輸入一簡單程序如：B0 B0 B4000 GYL2,看看其轉動是否平穩，各齒輪的嚙合情況是否理想，并在齒輪上加注潤滑油。一般應以齒輪間嚙合無間隙、無噪音，輸出軸轉動平穩、靈活為準。考慮一下要想使工件轉動一周，應輸入的記數長度是多少？工件的旋轉方向如何控制？
" F% t' X: q& Q: B
" _2 k% m/ h& I- q　　二：編程及加工
2 r6 E% c1 t: z& R0 A7 u

6 U( K4 f. y8 D

圖   三

                  
& b: o) Z, @  B% \' A1 i2 m　　如圖三所示為一生產剃須刀螺旋滾刀零件所用模具的型腔件。圖紙要求在圓柱體上加工出十條長25mm,寬0.12mm，相對轉角為90度的螺旋槽。顯然，采用常規的加工方法是無法實現的。

9 ^6 ~$ t7 j7 _8 ~　　現在，我們利用以上的裝置采用線切割的方法來完成加工。

6 c* i  W, T6 u8 n5 R　　首先，將工件固定到步進變速裝置的輸出軸上，并保證工件的旋轉中心與輸出軸的軸心一致。我選擇了把輸出軸的端部做成6.00mm凸臺以與工件6.00mm內孔相配的方式(如圖二所示)。考慮到螺旋槽的寬度為0.12mm(此槽系螺旋滾刀的刀片定位所用槽)及線切割加工時的放電間隙，采用直徑為0.1mm的電極絲。
$ P! G6 `( q  d6 b1 N
　　接著，對工件進行分中，確保電極絲穿過工件中心。

+ g9 B# K/ @3 t" P% L　　再接下來就可以輸入程序進行加工了。以現在較常用的采用螺距為4mm的滾珠絲杠的機床為例，考慮到輸出軸轉動一周，程序記數長度為4000單位，現在的相對螺旋轉角為90度，即要求轉動1/4周，所以，切割每條螺旋槽時，轉動所需的記數長度為1000單位。故程序如下：

1．B25000 B1000 B25000 GXL4     （切割程序）
  y! h0 [# H( J8 c( }- v, ?/ f2．B25000 B1000 B25000 GXL2     （回退程序）
  B/ S( S" \' Q" S3．B0 B0 B400 GYL2               （分度程序）
4．B25000 B1000 B25000 GXL4     （切割程序）
4 X4 C3 _$ n; d  u# K) ]) {$ e5．B25000 B1000 B25000 GXL2     （回退程序）
- J4 V' F% t) R4 p, p6．B0 B0 B400 GYL2               （分度程序）
7．B25000 B1000 B25000 GXL4     （切割程序）
" n6 R3 a5 w) Y- c8． B25000 B1000 B25000 GXL2    （回退程序）
       9． B0 B0 B400 GYL2              （分度程序）
& `4 k4 S" k, w$ b. j6 M- F8 f10．B25000 B1000 B25000 GXL4    （切割程序）
11．B25000 B1000 B25000 GXL2    （回退程序）
12．B0 B0 B400 GYL2              （分度程序）
13．B25000 B1000 B25000 GXL4    （切割程序）
! b$ Z5 G  E+ _* K- j. m2 j14．B25000 B1000 B25000 GXL2    （回退程序）
（程序完畢，其實，工件轉動半周即可完成整個加工）
3 H% `* l  `) f1 ]: ~! N1 Q
　　最后，利用以上程序對工件進行加工，可以方便地得到圖紙要求的結果。當然，加工過程中還要注意加工電流、加工速度的穩定性，電極絲回退過程中最好把高頻關掉以防止重復切割而使螺旋槽的寬度變大。
( f% ~/ A+ B* E6 P) w. N
# [3 o! Y7 \; O3 b! A　　三：結束語

, N% O5 C( u) b) F# R# }　　上述螺旋加工方法的實現，大大拓寬了普通線切割機床的加工工藝范圍，從而使普通線切割機床能更好地滿足實際生產的需要。本人從事線切割加工相關工作多年，在此期間，利用上述方法已多次成功解決有關螺旋型工件的線切割加工問題。除了上面向大家介紹的這一實例之外，成功完成過多色圓珠筆中的轉輪模具零件、女士用口紅盒模具零件、圓柱凸輪零件、端面齒輪零件等等的加工，在線切割螺旋加工方面積累了一定的經驗。最后，熱忱歡迎對以上內容有興趣的同仁同我聯系，共同探討，共同進步。

[ 本帖最后由 愛上老虎 于 2008-8-21 09:51 編輯 ]

fkeee

你好!
  t1 M/ k5 ?0 s* K4 s1 g& X     看到您的文章比較震憾!我廠是從事慢走絲加工模具的,想向您請教一下我們的螺旋齒模具的加工可以通過您的改造在慢走絲上能實現嗎?您的聯系方式能告之嗎?