電火花線切割機床角度切割夾具的制作與使用

山東科技大學工程實訓中心 蔣忠贇 荊玲 劉云俠

電火花線切割加工技術（簡稱線切割）是在電火花加工基礎上發(fā)展起來的，靠電極絲與工件間的火花放電對工件進行切割加工。電火花線切割機床是以一根沿本身軸線移動的細金屬絲（電極絲）作為工具電極，沿著給定的軌跡加工出相應幾何圖形的工件[1]。電火花線切割機床是電加工機械的一種，加工過程中依靠電極絲與工件之間的火花放電產生的局部瞬時高溫將工件局部融化，通過多次放電達到切割的效果。電火花線切割機床所加工的工件為通孔工件，即可加工具有一定錐度和上下異形的工件，但在切割具有角度要求的斜面時，需要對工件進行劃線，并且裝夾工件也不方便。

根據此類工件的加工，筆者制作了角度切割夾具，解決了裝夾的不便，并且不需要劃線，提高了工作效率。此角度切割夾具主要由兩部分組成：機械安裝部分和工件裝夾部分。機械安裝部分通過螺栓固定在電火花線切割機床的橫梁上，工件裝夾部分用來裝夾工件并與機械安裝部分連接。工件裝夾部分可以旋轉，滿足角度要求的斜面切割。

用此夾具對斜面進行加工，提高了工作效率，如批量生產，使用價值更高。下面對此夾具進行介紹，以供參考。

1 提出問題

現需要在20mm×20mm×5mm 的鋼材上切割如圖1 所示方孔，方孔具有一定的傾角，角度在5°～175°，并且以5°增加，每一種傾角的工件有十塊。

圖1

加工中存在以下問題。

（1）材料尺寸較小，劃線不方便。

（2）工件的數量較多，且傾角不同，劃線工作量較大。

（3）工件尺寸較小，不易直接裝夾，需要夾具夾持工件，以便加工。

綜上所述，在加工此類工件時，有必要制作相應的夾具，既能夠夾持工件，也能夠實現角度旋轉，以滿足加工要求，且要求夾具容易制作，結構不能太復雜，并且具有通用性。

2 分析問題

對于此類形狀較小且有角度傾斜要求的工件，加工過程中的困難主要是工件的裝夾以及實現所需要的傾角。

由于工件較小，幾乎無法直接裝夾在電火花線切割機床的橫梁上，需要借助工具延長工件的長度，以利于裝夾工件。實現斜面加工，需要在工件相應的位置劃線，調節(jié)裝夾工件的角度，使電極絲與劃線平行，實現加工。整個加工過程，裝夾找正困難，加工效率低，且加工精度較差。

3 解決問題

為解決此類加工問題，提高加工生產效率，筆者設計了一種角度切割夾具，其功能如下。

（1）夾具的兩部分在電火花線切割機床上安裝方便，利于找正。

（2）能夠很好地實現工件的角度傾斜。

夾具的整體結構如圖2。

圖2

圖2 中的機械安裝部分1 與電火花線切割機床橫梁4 直接通過連接螺栓7 連接。制作機械安裝部分與機床橫梁連接孔時，需要根據電火花線切割機床的橫梁的實際情況確定孔的確切位置。使用過程中，機械安裝部分直接安裝連接在電火花線切割機床的橫梁上，安裝即可使用，減少誤差，節(jié)省了調整機械安裝部分的時間。機械安裝部分的左側有螺紋孔，用于和工件裝夾部分連接，并且螺紋孔的外圍有刻度盤，作為調節(jié)工件傾角的參考。為防止加工過程振動影響加工精度，使用固定螺母3 可以將機械安裝部分和工件裝夾部分緊固在一起。

機械安裝部分的整體結構剖視示意圖如圖3 所示。

圖3

機械安裝部分的制作建議使用立式加工中心，盡可能保證圖三所示的11、12、13 三個平面的表面粗糙度以及11、12 兩個平面的互相垂直。機械安裝部分的刻度線可以采用激光打標制作。

工件裝夾部分2 的右半部分為螺紋，與機械安裝部分1 的左端連接。左半部分為工件5 的安裝位置，為方形結構，緊固壓緊螺栓6 將工件固定。工件裝夾部分找正刻度線21（如圖4 所示），用于工件的找正和旋轉。旋轉工件裝夾部分，即可實現工件的傾斜角度。

工件裝夾部分的整體結構剖視示意圖如圖4 所示。

圖4

工件裝夾部分的制作建議使用方形鋼材，使用四爪卡盤車床加工右半部分。左半部分的工件安裝位置可以使用電火花線切割機床切割，也可以銑削加工。找正刻度線21 需要與軸線平行，與工件裝夾位置的中心線重合。

具體使用方法如下。

（1）將機械安裝部分安裝在電火花線切割機床的橫梁上，安裝的過程一定要確保機械安裝部分的左平面橫梁的平行。

（2）將固定螺母調至工件裝夾部分左端，工件裝夾部分與機械安裝部分連接，需要注意的是，不要將螺紋擰到最深，預留兩到三個螺紋用于調節(jié)角度，同時需要找正刻度線與機械安裝部分刻度盤的0°線重合。

（3）工件裝夾到位，調節(jié)工件裝夾部分，將找正刻度線調至需要的刻度線。將固定螺母擰緊。

（4）電極絲運行至加工位置，開始加工。

4 總結

此角度切割夾具在實際生產中節(jié)省了劃線和工件裝夾的時間，提高了效率，保證了工件的角度需要。