復(fù)合配合零件的加工

王 欣

（1.湖北工業(yè)大學(xué) 機(jī)械學(xué)院，湖北 武漢 430068；2.蘇州相城中等專業(yè)學(xué)校，蘇州 相城 215131）

0 引言

電火花線切割機(jī)床按切割速度可分為快走絲和慢走絲?？熳呓z機(jī)床的電極絲是快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，電極絲在加工過程中反復(fù)利用，成本低；慢走絲電極絲作單向低速運(yùn)行，用一次就廢棄掉，成本高，但加工工件表面質(zhì)量好。本文中的復(fù)合配合件選用線切割慢走絲機(jī)床加工，以實(shí)現(xiàn)精密配合。

1 零件分析和方案選定

1.1 零件分析

圖1為7個(gè)零件相配的爆炸圖，將此零件分為3大部分：第一部分是最中心，用“Ⅰ”表示；第二部分是與I鑲嵌的4個(gè)小塊，分別用“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”、“Ⅴ”表示；第三部分是最外側(cè)的兩個(gè)大塊，分別用“Ⅵ”、“Ⅶ”表示。這7個(gè)零件是相互配合的，中間的4個(gè)件完全一樣，也可以實(shí)現(xiàn)互換，最外側(cè)的兩個(gè)件也是完全一樣的，可以實(shí)現(xiàn)互換。該復(fù)合件配合加工后難以實(shí)現(xiàn)嵌入平滑順暢，因此加工的配合間隙越小越好，此零件的配合間隙為單邊0.004 mm。

1.2 方案選定

對(duì)該復(fù)合配合件分析后，初步確定了以下兩種加工方案：

（1）每個(gè)零件切4刀，盡量在平面上選擇切留量，最后一刀將工件切斷。該方法加工簡(jiǎn)便、省時(shí)間，缺點(diǎn)是最后一刀切下時(shí)，很明顯切留量部分只加工一次，其表面質(zhì)量與其他切4刀的相比差很多，而且切斷的地方工件容易變形，表面有切割痕跡，需進(jìn)一步修整才能完成工件配合。

（2）每個(gè)零件切4刀，盡量在平面上選擇切留量，第四刀切到切留量的位置暫停，將絲剪斷，選厚度為0.2 mm的銅片剪好塞入切割縫中，用502膠水粘接，切留量部分同樣切割4次。該方法的優(yōu)點(diǎn)是加工后，工件配合順暢，與方案（1）比較，加工后的零件變形小，切割完成后不易留下太多的切割痕跡，后期的修整工作少；缺點(diǎn)是粘接需要一定的技術(shù)和耐心，且加工時(shí)間長(zhǎng)。

綜上，筆者選用方案（2），配合間隙為單邊0.004 mm。

圖1 七個(gè)零件相配的爆炸圖

2 加工工藝分析

2.1 加工前的準(zhǔn)備

本次加工選用沙迪克AQ360L慢速走絲機(jī)床，選用純度高、韌性好、組織均勻、高耐磨的日本模具鋼SKD11作為工件材料。取30 mm厚的材料，打一個(gè)穿絲預(yù)孔，置于機(jī)床臺(tái)面上，用千分表校準(zhǔn)，平面度控制在5μm以內(nèi)并壓緊工件。

2.2 加工工藝

先加工圖1中的“Ⅰ”、“Ⅵ”、“Ⅶ”3個(gè)零件，尺寸不要縮放。然后再加工“Ⅱ”、“Ⅲ”、“Ⅳ”、“Ⅴ”4個(gè)零件，此4個(gè)零件單邊縮小0.004 mm，這樣與“Ⅰ”、“Ⅵ”、“Ⅶ”3個(gè)零件單邊配合間隙為0.004 mm。加工這7個(gè)零件，切殘留量之前都要進(jìn)行粘接，粘接的好壞直接影響鑲嵌配合是否順暢。當(dāng)單個(gè)零件大部分外形加工完成后，用氣槍吹干切割后的縫隙，塞入厚度為0.2 mm的小銅片，滴入502膠水，等待一段時(shí)間讓膠水完全干透后繼續(xù)加工殘留量，加工完成后將零件泡入丙酮中，待502膠水完全融化后取出，清潔完成后上油。將加工好的零件逐一嵌入，并達(dá)到可互相調(diào)換位置且鑲嵌精度一致，手感良好的目的。加工完成后如圖2、圖3所示。

2.3 加工參數(shù)

放電加工參數(shù)是很重要的參數(shù)，粗加工、精加工及鏡面加工中的各參數(shù)見表1，4次加工時(shí)的偏移量見表2。

表1中，放電符號(hào)的含義如下：ON：脈寬－放電脈沖時(shí)間設(shè)定，數(shù)值越大能量越大；OFF：脈間－放電脈沖休止時(shí)間設(shè)定，數(shù)值越大放電越穩(wěn)定；

IP：主電源峰值電流設(shè)定，一個(gè)脈沖能量大體上由IP、V、ON決定；

HRP：輔助電源電路；

MAO：脈沖間隔及倍率調(diào)整；

SV：伺服基準(zhǔn)電壓設(shè)定，即電極絲和工件間隙的加工電壓設(shè)定，數(shù)值越大平均加工電壓越高，加工越穩(wěn)定，不過放電間隙越寬加工速度越慢；

V：主電源電壓，跟IP一起設(shè)定放電脈沖能量；

SF：伺服速度設(shè)定；

C：極間電容器電路；

PIK：鏡面加工回路設(shè)定；

CTRL：未使用；

WK：電極絲的直徑；

WT：電極絲的張力；

WS：電極絲的走絲速度；

WP：加工時(shí)的噴流壓力。

圖2 七個(gè)零件的配合圖（1）

圖3 七個(gè)零件的配合圖（2）

表1 放電加工參數(shù)

表2 加工步驟與偏移量

2.4 注意事項(xiàng)

（1）工件要用千分表檢測(cè)，其平面度、垂直度允許誤差在5μm以內(nèi)；電極絲垂直度校正，將UV軸清零。

（2）正式加工零件前，試切一個(gè)小方塊，測(cè)量其外形尺寸精度及垂直度，無誤后再加工零件。

（3）工件要打穿絲預(yù)孔，防止材料在加工中的應(yīng)力變形。

（4）確認(rèn)上、下機(jī)頭位置，保證貼面加工。一般來講，上、下噴嘴到工件的距離以0.05 mm～0.1 mm為宜。

（5）確認(rèn)液位高度，以浸沒上機(jī)頭一半為好。為快速有效地高精度加工，需要妥當(dāng)?shù)貒娏鳌?/p>

（6）加工過程中如果出現(xiàn)短路應(yīng)及時(shí)處理，排除故障，保證加工穩(wěn)定、順利。

（7）加工過程中如果出現(xiàn)斷絲，從斷絲處穿絲繼續(xù)加工即可。如果經(jīng)常斷絲，應(yīng)檢查一下，排除故障再繼續(xù)加工。

（8）必須保證零件的齒形以及銜接交錯(cuò)圓弧處的形狀精度在0.002 mm以內(nèi)，且必須保證垂直度在0.002 mm以內(nèi)。

3 結(jié)束語

本文對(duì)加工的復(fù)合配合件從分析圖紙開始，闡述了零件加工的全過程，重點(diǎn)闡述了工藝參數(shù)，最終切割出配合間隙單邊為0.004 mm的7件復(fù)合配合零件。

［1］ 趙萬生.電火花加工技術(shù)工人培訓(xùn)自學(xué)教材［M］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001.

［2］ 劉晉春.特種加工［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

［3］ 郭用豐.電火花及線切割加工［M］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.