CN110369816B - 一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法 - Google Patents

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    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting

Abstract

本发明提供了一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法,属于非传统加工中的电火花放电加工技术领域。该方法分为辅助支撑设立和切割轨迹优化,辅助支撑去除两部分。在微小蛇形弹簧末端预留辅助支撑,将切割区域划分为多个部分。电火花线切割依次分区域切割;切割后,整体进行去应力退火,然后采用电火花线切割去除辅助支撑,完成微小蛇形弹簧加工。本发明有效解决了微小结构线切割加工中挠曲变形的技术难题;微小结构的零件或装置通常需采用LIGA、UV‑LIGA技术和微细加工技术加工,本发明采用常规电火花线切割加工机床成功制作出符合加工要求的蛇形弹簧,实现了认知上的突破和技术上的进步。

Description

一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法
技术领域
本发明属于非传统加工中的电火花放电加工技术领域,特别涉及到一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法。
背景技术
随着科学技术和国防工业的发展,高新技术产品日益向功能集成化、尺寸精密化和外形微小化方向发展,但随之而来的就是对制造技术提出了新的要求。单一的微小蛇形弹簧可以使用细钢丝弯制,但将其和某些零件组合在一起为具有某种功能的部件则是一件非常困难的工作,因而更倾向于一体化加工。传统的加工方法受刀具尺寸的制约,无法加工节距小于0.3mm的微小蛇形弹簧;LIGA、UV-LIGA工艺虽可以加工微小蛇形弹簧,但仅局限于镍、铜等软质材料。电火花线切割在加工一些微细结构(如窄缝、尖槽)零件方面有独特的优势,但也存在某些亟待解决的问题。线切割过程中工件受静电引力、电磁力、放电反作用力以及流体动力等作用,在综合合力和残余应力的共同作用下,微小结构在刚度不足的情况下更易发生挠曲变形,进而严重影响零件的形状和使用性能。因此,探究如何减小挠曲变形的线切割微小结构的工艺方法很有必要,从而实现通过常规电火花线切割机床加工出符合设计要求的微小结构,可为电火花线切割加工微小结构提供关键技术支撑,拓展其应用范围。
发明内容
本发明提供了一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法,通过设置辅助支撑,优化切割路径,增加热处理等环节,大大降低了电火花线切割微小蛇形弹簧的挠曲变形程度,基本可以满足使用要求。
本发明的技术方案:
一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法,分为辅助支撑设立和切割轨迹优化,辅助支撑去除两部分;
(1)辅助支撑设立和切割轨迹优化:在微小蛇形弹簧末端(非固定端)的长方体结构上预留宽度为0.06-0.2mm的第一辅助支撑1和第二辅助支撑2,将切割区域划分为A、B和C3个区域;电火花线切割依次切割A、B和C3个区域;每个区域切割次数为3次;
(2)辅助支撑去除:完成A、B和C3个区域切割后,整体进行去应力退火,然后采用电火花线切割去除第一辅助支撑1和第二辅助支撑2,完成微小蛇形弹簧加工。
本发明的有益效果:辅助支撑避免了加工过程中微小蛇形弹簧的变形,从而可实现电火花线切割多次切割,提高加工质量(特别是弹簧侧面的表面质量);将辅助支撑设计成2个局部窄条,最大限度地在退火处理时释放材料内应力,减少去除支撑后的变形。本发明有效解决了微小结构线切割加工中挠曲变形的技术难题;微小结构的零件或装置通常需采用LIGA、UV-LIGA技术和微细加工技术加工,本发明采用常规电火花线切割加工机床成功制作出符合加工要求的蛇形弹簧,实现了认知上的突破和技术上的进步。
附图说明
图1为微小蛇形弹簧示意图。
图2为辅助支撑设置和切割区域划分示意图。
图3为未加辅助支撑的线切割加工微小蛇形弹簧的示意图。
图4为设立辅助支撑的线切割加工微小蛇形弹簧的示意图。
图中:1第一辅助支撑;2第二辅助支撑;A切割区域A;B切割区域B;C切割区域C。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案,进一步说明本发明的具体实施方式。
一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法,分为辅助支撑设立和切割轨迹优化,辅助支撑去除两部分。
微小蛇形弹簧形状如图1所示,弹簧线宽仅为0.12mm,节距0.25mm,总体尺寸宽为3mm、长为3.5mm;尺寸属于毫米级别,工件材料选用厚度1mm的304不锈钢,末端有一长方体结构。如图2所示,对线切割加工轨迹进行规划,在微小蛇形弹簧附属的长方体末端分别留有宽为0.08mm的第一辅助支撑1和第二辅助支撑2,将切割区域划分为:切割区域A、切割区域B和切割区域C等3部分。采用慢走丝电火花线切割机床按切割区域A、切割区域B和切割区域C依次进行切割,每个区域切割3次。
完成切割后,整体进行去应力退火,然后再次采用慢走丝电火花线切割机床切割去除第一辅助支撑1和第二辅助支撑2,完成微小蛇形弹簧加工。采用这种工艺方法,微小蛇形弹簧的变形角由原来的16.2°(如图3所示)降低到3.6°(如图4所示),形状精度较好,经过简单校正后可以满足使用要求。

Claims (1)

1.一种电火花线切割微小蛇形弹簧的工艺方法,所述微小蛇形弹簧线宽为0.12mm,节距为0.25mm,总体尺寸宽为3 mm、长为3.5mm;尺寸属于毫米级别,工件材料选用厚度1mm的304不锈钢;其特征在于,工艺方法分为辅助支撑设立和切割轨迹优化,辅助支撑去除两部分;
(1)辅助支撑设立和切割轨迹优化:在微小蛇形弹簧末端即非固定端的长方体结构上预留宽度为0.06-0.2mm的第一辅助支撑(1)和第二辅助支撑(2),将待切割区域划分为A、B和C 3个区域;采用慢走丝电火花线切割依次切割A、B和C3个区域;每个区域切割次数为3次;
(2)辅助支撑去除:完成A、B和C3个区域切割后,整体进行去应力退火,然后采用慢走丝电火花线切割去除第一辅助支撑(1)和第二辅助支撑(2),完成微小蛇形弹簧加工。
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