线切割在粉末冶金电动工具上的应用

摘 要：文章采用了线切割的方式制备了粉末冶金电动工具组配过程中必不可少的一个组件即压销垫，具体介绍了加工原理和方法，并配合举实例说明制作过程容易出现的问题及解决办法，结果表明：利用线切割方法制备的压销垫尺寸精密到位，组配稳定长久，利于大批量生产。

关键词：线切割；粉末冶金；压销；组配

1 概述

近年来，随着粉末冶金技术的飞速发展，粉末冶金材料能够充分满足零件的使用要求，大大降低了生产成本，国内外电动工具厂纷纷使用粉末冶金齿轮等零件，我厂也在手枪钻、冲击钻、电动螺丝批等系列电动工具进行了大批量生产，产品成熟稳定，客户反映良好。粉末冶金的高速发展也促进了快走丝线切割技术的发展和运用，例如：粉末冶金模具的制作、产品特殊部位切割方便检测、大型零件设计机加工无法批量加工等。而电动工具的生产一般是成套的，存在某些产品组配的工序，最常见的就是行星架和行星齿轮的压销组配，本文介绍的就是在这道工序中线切割的应用，具体就是用线切割切割组配工装中的压销垫，用于固定压销钉，确保行星齿轮与行星架的配合完好。

2 线切割的工作原理

电火花线切割简称线切割，线切割是一种电加工机床，其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。主要用于加工各种形状复杂、材料特殊、精密细小的工件等。目前已经广泛应用于生产中。

根据电极丝移动速度的大小分为高速走丝线切割和低速走丝线切割。我国普遍采用高速走丝线切割。高速走丝时，线电极采用高强度钼丝，加工过程中钼丝可重复使用。低速走丝时，多采用铜丝，电极丝只能一次性使用。

电极丝与工件之间的相对运动一般采用自动控制，现在已全部采用数字程序控制，即电火花数控线切割。

工作液起绝缘、冷却和冲走屑末的作用。工作液一般采用皂化液。

3 压销垫制作实例

3.1 压销垫材料选择与制作

根据实际要求我们选择45#钢为原材料，并且经过调质处理使其硬度达到HRC28-32，这样能基本保证生产过程中的使用周期和组配质量的基本要求。

压销垫一般尺寸为Φ40，M8的螺纹孔和Φ30，M6的螺纹孔两种，这是根据我厂的产品特性制作出来的，其他尺寸需根据情况调整。

3.2 下料

本文我采用我厂生产较成熟产品为例作说明，组配的两个产品分别为（图2）：

根据两个产品的尺寸要求設计压销工艺，如下（图3）：

并提出如下技术要求：销钉中心距、高度符合图纸要求，销钉与孔配合牢固，每只销钉脱拔力？芏1kN，注意检查压销钉时，孔口不允许开裂。

根据产品特性及压销工艺我们确定了压销垫的高度，然后将制作好的压销垫材料固定于线切割机床上，通过打火花的方式确定销垫材料是否垂直，保证切下来的材料保持很好的平面度，可适当放大材料高度，便于后道工序的加工，材料固定好后，利用电脑编程直接切割直线即可。

粗糙的材料准备好后，需要经过磨床的平磨方可得到需要的尺寸，经过平磨的材料平面度必须达到要求，否则压销过程中会出现相关问题。

3.3 编程

目前我所采用的是CAXA xp软件对产品加工轨迹进行编程，首先根据产品的尺寸绘制加工轨迹如下（图4）：

轨迹的设置需要根据压销垫材料的内孔径的大小、销钉的直径等因素综合考虑，根据实际经验我们一般设置的加工轨迹的偏移量是向内部的，这样能保证销钉能充分完好的配合，避免冲压时造成销钉倾斜甚至崩掉，这主要由销钉的直径大小这一关键因素决定的。

3.4 线切割加工

将生成好的3B代码导入电脑，并将准备好的压销垫材料平整的放在待加工区，穿好电极丝，这里要保证电极丝不能抖动，在X和Y轴方向的垂直度很好，调整好脉冲宽度及脉冲间隙，打开运丝筒电机和水泵电机开始加工。

3.5 组配

加工好的压销垫开始装机，利用压销垫M8的螺纹孔固定在底座上，将销钉放入孔内，再将行星架对准销钉，利用压销机的压力将销钉与行星架配合在一起，如图5所示：

这一步的关键是销钉与行星架的配合度，销钉不易过松，会脱落；也不易过紧，会造成行星架边缘开裂；销钉冲入行星架的深度也有一定标准，不可露头太多或太少，不然影响装配。这些因素都直接影响产品后期组配情况：噪音、使用持久度等。

销钉与行星架组配完成后，与行星齿轮的组配效果如下（图6）：

4 装机效果

实际装车后，这一整套电动工具组配安装调试结果良好，各项性能均符合要求，使用效果良好，现已大批量生产。

参考文献

[1]周作平，申小平.粉末冶金机械零件实用技术[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2]王卫兵.CAXA线切割应用案例教程[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]伍端阳，梁庆.数控电火花线切割加工实用教程[M].北京：化学工业出版社，2015.

[4]齿轮手册编委.齿轮手册[M].北京：机械工业出版社，1990.

作者简介：刘魁（1988，03-），籍贯：安徽省桐城市。