CN112338304A - 一种模具及线切割加工模具型腔的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线切割加工模具型腔的工艺，包括以下步骤：驱动第一电极丝按照预设切割路径以第一走丝速度切割工件，在工件的第一区域形成通孔；以石墨作为电极，施加脉冲电压，石墨电极产生放电火花，在工件第二区域蚀除预定深度的金属，第一区域在第二区域中且第二区域的面积大于第一区域的面积，工件上形成阶梯型腔；以铜丝作为第二电极丝，驱动第二电极丝以第二走丝速度连续移动切割工件的第三区域；第二走丝速度低于0.2m/s，第一走丝速度为第二走丝速度的6～8倍。本申请的线切割加工工艺，有效缩短了加工模具型腔的时间，提高生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及电火花加工技术领域，特别是指一种模具及线切割加工模具型腔的工艺。
背景技术
铝型材在工业中应用很广泛，市场对多样化、高品质型材产品的精度要求越来越高，但传统快走丝线切割不能满足型材模具的精度要求，各铝型材模具公司为提高模具精度，都在引进精密慢走丝线切割加工模具，但慢走丝线切割效率低，成本高，慢走丝线切割设备价格比快走丝设备高6-10倍。慢走丝线切割采用铜丝做电极，是一次试用，对水质要求高，快走丝电极钼丝循环使用，水质要求低。工件越厚，慢走丝加工精度越不稳定，速度越慢。慢走丝线切割比传统快走丝成本高至少13.76倍。所以模具和型材的制造成本大幅上升，对型材产品的市场竞争影响很大。
因此，提供一种效率精度高、生产成本低的慢走丝加工工艺是本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模具及线切割加工模具型腔的工艺。
根据本发明的一个方面，提供了一种线切割加工模具型腔的工艺，包括以下步骤：(1)驱动第一电极丝按照预设切割路径以第一走丝速度切割工件，在工件的第一区域形成通孔；(2)以石墨作为电极，施加脉冲电压，石墨电极产生放电火花，在工件第二区域蚀除预定深度的金属，第一区域在第二区域中且第二区域的面积大于第一区域的面积，工件上形成阶梯型腔；(3)以铜丝作为第二电极丝，驱动第二电极丝以第二走丝速度连续移动切割工件的第三区域；第二走丝速度低于0.2m/s，第一走丝速度为第二走丝速度的6～8倍。
可选择地，步骤(1)包括：以钼丝作为第一电极丝，以纯水作为工作液，工件和钼丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，钼丝以第一走丝速度在工件的第一区域做往复运动，产生的电火花蚀除工件，在工件的第一区域形成通孔，通孔保留预定尺寸的加工余量。
可选择地，步骤(2)包括：将工件和石墨电极共同浸入电火花油中，将工件与石墨电极分别接入脉冲电源的正、负两级，调节石墨电极的位置，以使第一区域位于第二区域的中心位置，石墨电极向工件进给至预定放电间隙，启动脉冲电源向石墨电极两级分别施加脉冲电压，脉冲电压击穿电火花油，产生放电火花蚀除工件第二区域的金属，蚀除预定厚度后关闭脉冲电源。
可选择地，步骤(2)完成后，保留的部分通孔的内壁为第三区域。
可选择地，步骤(3)包括：以铜丝作为第二电极丝，以纯水作为工作液，工件和铜丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，铜丝以第二走丝速度在工件的第三区域做往复运动，产生的电火花蚀除工件，蚀除第三区域的加工余量，得到预定尺寸的型腔。
可选择地，钼丝中钼含量为99％以上。
可选择地，铜丝包括60％～80％铜、20％～40％锌。
根据本申请的另一个方面，提供了一种模具，模具由上述工艺制成。
本申请的线切割加工工艺，有效缩短了加工模具型腔的时间，提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例中线切割加工模具型腔的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。
铝型材在工业中应用很广泛，市场对多样化、高品质型材产品的精度要求越来越高，但传统快走丝线切割不能满足型材模具的精度要求，各铝型材模具公司为提高模具精度，都在引进精密慢走丝线切割加工模具，但慢走丝线切割效率低，成本高，慢走丝线切割设备价格比快走丝设备高6-10倍。慢走丝线切割采用铜丝做电极，是一次试用，对水质要求高，快走丝电极钼丝循环使用，水质要求低。工件越厚，慢走丝加工精度越不稳定，速度越慢。慢走丝线切割比传统快走丝成本高至少13.76倍。所以模具和型材的制造成本大幅上升，对型材产品的市场竞争影响很大。
本申请提供了一种线切割加工模具型腔的工艺，包括以下步骤：
S1驱动第一电极丝按照预设切割路径以第一走丝速度切割工件，在工件的第一区域形成通孔。
S2以石墨作为电极，施加脉冲电压，石墨电极产生放电火花，在工件第二区域蚀除预定深度的金属，第一区域在第二区域中且第二区域的面积大于第一区域的面积，工件上形成阶梯型腔。
S3以铜丝作为第二电极丝，驱动第二电极丝以第二走丝速度连续移动切割工件的第三区域。
第二走丝速度低于0.2m/s，第一走丝速度为第二走丝速度的6～8倍。
如图1所示，本申请的线切割工艺，先用高速中走丝粗加工模具，先根据模具型腔的形状在厚度为H的工件上加工出保留预定余量的初始腔，初始腔的直径为r。
再用电火花蚀除初始腔周围预定范围的金属，蚀除预定深度h后停止，腔体形成阶梯腔。
再将工件倒置，慢走丝精加工保留的部分初始腔的内壁，蚀除粗加工保留的加工余量，将型腔的直径精加工到R，模具型腔的加工完成。通过调整加工顺序，提高加工效率和加工精度，降低生产成本。
作为本申请的一个示例，步骤S1包括：以钼丝作为第一电极丝，以纯水作为工作液，工件和钼丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，钼丝以第一走丝速度在工件的第一区域做往复运动，产生的电火花蚀除工件，在工件的第一区域形成通孔，通孔保留预定尺寸的加工余量。
作为本申请的一个示例，钼丝的直径为0.2mm，钼丝中钼含量为99％以上。优选地，钼丝中钼含量为99.8％以上。
作为本申请的一个优选实施例，本申请中使用的钼丝，以质量分数计包括，99.9％钼、0.01％钨、余量为镧和钇。
作为本申请的一个示例，步骤S2包括：将工件和石墨电极共同浸入电火花油中，将工件与石墨电极分别接入脉冲电源的正、负两级，调节石墨电极的位置，以使第一区域位于第二区域的中心位置，石墨电极向工件进给至预定放电间隙，启动脉冲电源向石墨电极两级分别施加脉冲电压，脉冲电压击穿电火花油，产生放电火花蚀除工件第二区域的金属，蚀除预定厚度后关闭脉冲电源。
作为本申请的一个示例，步骤S2完成后，保留的部分通孔的内壁为第三区域。
作为本申请的一个示例，步骤S3包括：以铜丝作为第二电极丝，以纯水作为工作液，工件和铜丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，铜丝以第二走丝速度在工件的第三区域做往复运动，产生的电火花蚀除工件，蚀除第三区域的加工余量，得到预定尺寸的型腔。
作为本申请的一个示例，铜丝的直径为0.25mm，铜丝包括60％～80％铜、20％～40％锌。优选地，铜丝包括65％铜、35％锌。
作为本申请的一个具体实施例，在厚度为50mm的模具上加工尺寸为直径为50mm的圆形型腔。其中模具的长度大于50mm、宽度大于50mm。
以钼丝作为第一电极丝，以纯水作为工作液，工件和钼丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，驱动钼丝以1.2～1.6m/s的走丝速度中走丝切割型腔，产生的电火花蚀除模具，在模具的加工出直径为49.8mm的圆形通孔，相比目标型腔预留0.2mm的加工余量。
将模具和石墨电极共同浸入电火花油中，将模具与石墨电极分别接入脉冲电源的正、负两级，调节石墨电极的位置，石墨电极向工件进给至预定放电间隙，启动脉冲电源向石墨电极两级分别施加脉冲电压，脉冲电压击穿电火花油，产生放电火花蚀除圆形通孔周围的金属，蚀除90～97mm后关闭脉冲电源，电火花蚀除完成后，直径为49.8mm的圆形通孔的厚度为3～10mm。
将模具倒置，以铜丝作为第二电极丝，以纯水作为工作液，模具和铜丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，铜丝以小于0.2m/s的走丝速度在圆形通孔内壁做往复运动，产生的电火花蚀除工件，蚀除圆形通孔内壁预留的0.2mm的加工余量，得到直径为50mm、厚度为3～10mm的型腔。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种线切割加工模具型腔的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)驱动第一电极丝按照预设切割路径以第一走丝速度切割工件，在工件的第一区域形成通孔；
(2)以石墨作为电极，施加脉冲电压，石墨电极产生放电火花，在工件第二区域蚀除预定深度的金属，第一区域在第二区域中且第二区域的面积大于第一区域的面积，工件上形成阶梯型腔；
(3)以铜丝作为第二电极丝，驱动第二电极丝以第二走丝速度连续移动切割工件的第三区域；
所述第二走丝速度低于0.2m/s，所述第一走丝速度为所述第二走丝速度的6～8倍。
2.如权利要求1所述的线切割加工模具型腔的工艺，其特征在于，步骤(1)包括：
以钼丝作为第一电极丝，以纯水作为工作液，工件和钼丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，钼丝以第一走丝速度在工件的第一区域做往复运动，产生的电火花蚀除工件，在工件的第一区域形成通孔，所述通孔保留预定尺寸的加工余量。
3.如权利要求1所述的线切割加工模具型腔的工艺，其特征在于，步骤(2)包括：
将工件和石墨电极共同浸入电火花油中，将工件与石墨电极分别接入脉冲电源的正、负两级，调节石墨电极的位置，以使第一区域位于第二区域的中心位置，石墨电极向工件进给至预定放电间隙，启动脉冲电源向石墨电极两级分别施加脉冲电压，脉冲电压击穿电火花油，产生放电火花蚀除工件第二区域的金属，蚀除预定厚度后关闭脉冲电源。
4.如权利要求1所述的线切割加工模具型腔的工艺，其特征在于，步骤(2)完成后，保留的部分通孔的内壁为第三区域。
5.如权利要求4所述的线切割加工模具型腔的工艺，其特征在于，步骤(3)包括：
以铜丝作为第二电极丝，以纯水作为工作液，工件和铜丝分别连接电源的正、负两极，接通电源，铜丝以第二走丝速度在工件的第三区域做往复运动，产生的电火花蚀除工件，蚀除第三区域的加工余量，得到预定尺寸的型腔。
6.如权利要求2所述的贯通式型腔模具的线切割工艺，其特征在于，所述钼丝中钼含量为99％以上。
7.如权利要求5所述的贯通式型腔模具的线切割工艺，其特征在于，所述铜丝包括60％～80％铜、20％～40％锌。
8.一种模具，其特征在于，所述模具由如权利要求1～7中任一项工艺制成。
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