电火花线切割加工圆柱零件专用夹具设计

2018-09-21赵林才智张凤军雷加鹏王利娜

科技与创新 2018年18期

赵林，才智，张凤军，雷加鹏，王利娜

电火花线切割加工圆柱零件专用夹具设计

赵林，才智，张凤军，雷加鹏，王利娜

（聊城职业技术学院，山东聊城 252000）

电火花线切割加工是以一根金属导线钼丝为工具电极，根据事先编订好的程序加工出符合图纸要求的几何图形。电火花线切割主要是加工平面图形，加工过程中用到的夹具主要有悬臂支撑、两端支撑、桥式支撑、板式支撑等，但如果遇到圆柱形零件沿母线方向加工时，要保证工件的夹紧及准确定位，设计加工专用夹具，以解决此类零件在装夹和找正过程中出现的问题。

电火花线切割；专用夹具；找正过程；装夹方法

1 概述

随着社会的进步，科学技术的发展及工业水平的不断提高，电火花线切割技术作为特种加工技术中的一种，由于不受工件材料硬度的影响，且用钼丝作为工具电极，省去了制作电极的过程，适用于加工各种复杂平面的图形，同时适用于微细零件的加工，在制造业领域得到了广泛应用。数控电火花线切割加工的零件一般都是在通用夹具上利用压板、螺钉夹紧工件，但为了适应不同形状工件的加工，需要采用不同的装夹方法来装夹工件，否则工件在加工过程中可能因为装夹不牢而发生移动，使加工后的工件无法满足加工精度的要求，而有些装夹方式不妥当有可能直接造成工件装夹变形，甚至令工件作废。

2 常用装夹方式

常用的装夹方式主要有悬臂式装夹、两端支撑方法装夹、桥式支撑方法装夹、板式支撑方法装夹。

2.1 悬臂式装夹

采用这种装夹方法，其通用性比较强，操作简单。但由于工件的一端悬出，容易出现加工误差，仅用于加工要求不高或者悬臂较短的情况。

2.2 两端支撑方法装夹

采用这种装夹方法，装夹方便、稳定，定位精度较高，但不适合零件较大的场合。

2.3 桥式支撑方法装夹

这种装夹方式是把2块垫铁通过压板压紧的方式固定在工作台上，然后把工件再通过压板压紧的方式固定在垫铁上，这种装夹方法简单方便，可以根据工件的大小来调整垫铁的跨度，因此通用性强，适用于大、中、小型工件的装夹。

2.4 板式支撑方法装夹

此种装夹方法根据工件的形状和尺寸，采用没有通孔的支撑板装夹工件，这种方式装夹精度高，通用性较差。

对于一些特殊的零件，比如尺寸较小的薄壁型圆筒零件，零件要求沿母线方向切割开，此类零件加工时无加工余量，若采用通用夹具加工很难达到加工要求，针对此类零件本文设计出专用夹具。

3 零件分析

该零件为一空心圆柱体，材料是45号钢，具体形状如图1所示，圆柱体的直径为20 mm，长度为45 mm。想要圆柱体从中心线的位置切开，剖面图尺寸如图2所示。由于尺寸较小，如果采用通用夹具，在加工过程中电极丝有可能会碰撞到夹具，针对上述问题制作出了专用夹具。

图1 工件实物图

图2 零件加工尺寸（单位：mm）

4 夹具设计

设计出的夹具如图3所示，该夹具主要通过磁力表座来解决装夹的问题，先把磁力表座的开关扳到不吸磁的位置，磁力表座的两端分别用压板固定在工作台上，然后利用百分表或千分表找正磁力表座，使吸盘拉平、工件找正之后，将磁力表座的开关扳到吸磁的位置，此时工件就被牢牢的吸在磁力表座的V形面上。

工件装夹过程中需要注意：①由于工件的加工尺寸在两端分别相对于中心线的位置偏移3 mm，如图2所示，工件尺寸较小，中心线的位置与磁力表座的位置非常靠近，为避免加工过程中电极丝碰到磁力表座，工件在装夹的过程中靠近磁力表座加工的那一端伸出至少6 mm的长度，这样才能避免触碰到磁力表座。②工件在找正中心时采用的是火花法，通过移动工作台来移动工件，当工件的外圆碰到电极丝时会发生火花，记下此时工作台相应的轴坐标，在根据放电间隙及圆柱体的半径找到工件的中心。利用同样的方法移动工作台的轴，当工件碰到电极丝发生火花放电时，此位置即是工件的加工起始位置。如果加工同样尺寸的工件，则只需找正轴方向即可。