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前言

本週夾具俠直播請到的是夾具大牛小春老師為大家帶來“脹圈零件線切割工序斷絲現象分析及工藝對策”分享。

1. 脹圈零件加工工藝

圖1

如圖1（未注圓角均為R1mm）所示，脹圈零件材質為65Mn彈簧鋼，加工工藝安排為：粗車（大端帶夾頭）→淬火（調質硬度為40～45HRC）→精車（車好錐面及小端和孔大端夾頭）→線切割（孔大端夾頭切斷大端留餘量0.2mm）→磨工（磨錐面磨大端尺寸50mm）→線切割（切縫寬2mm）→鉗工（去毛刺）。

線切割工序加工內容是在零件錐外圓母線位置，沿徑向方向切寬為2mm、沿零件軸線截面成C形彈性開縫。零件切縫的作用是在受到軸向力時，徑向方向產生彈性變形，將相配合零件的內錐面擠緊，兩配合零件通過徑向彈性變形，相互間產生很大的摩擦力，可將動力傳遞給機器或（系統）互相連接的下一級負載。

2. 斷絲產生的原因及相關措施

脹圈零件加工中，工人反映經常會線切割斷絲的情況，嚴重時會造成脹圈零件報廢。

（1）斷絲的原因及改進措施。

在線切割加工過程中，通常認為斷絲是因為電極絲強度低而被拉斷的，其實斷絲的真正原因是韌性不足。

改進措施：檢查線切割機床的切割絲表面是否有裂紋，可用工具顯微鏡進行檢查，如果發現有明顯裂紋則更換新絲。切絲的直徑用百分尺測量，看與原來規格的新絲直徑相比是否明顯減小。如果發現絲徑有明顯減小則更換新絲。

（2）機床的檢查及採取的措施。

檢查機床走絲機構的位置，保持儲絲桶和導絲輪轉動靈活。同時，檢查上、下導絲輪是否保持乾淨或有腐蝕現象。機床各傳動部件應正常無鬆動。

採取措施：①定期檢查儲絲桶和上、下導絲輪。②定期清洗上、下導絲輪模塊。

（3）優化切削參數。

綜合考慮加工效率，切削參數兼顧加工質量、斷絲故障，對加工電流、脈寬擋位和脈寬幅度3個參數進行調整。優化前、後的切削參數分別如表1、表2所示。

表1 優化前的切削參數

表2 優化後的切削參數

（4）及時更換切削液。

根據切削液的實際使用情況，大均80～100h更換新切削液。

3.防止斷絲的工藝措施

（1）工裝的設計。根據脹圈零件加工工藝過程及斷絲原因分析，製作了一套防斷絲工裝（見圖2、圖3）來減少和控制內應力的突然釋放，保證脹圈線切割工序的正常進行。

具體做法是：將工件孔中間撐入一端帶球頭的螺桿，使螺桿的球頭和另一端六方頭零件孔壁接觸。工人用兩個扳手同時扳住螺桿的六方頭和球頭，向相反的兩個方向扳動螺桿六方頭和球頭螺母，螺桿上的球頭沿軸線方向上伸長，將零件孔壁徑向撐緊。螺桿此時給脹圈零件施加了預加撐緊力，這個力用來控制零件切開瞬間內應力的突然釋放，達到防止斷絲現象的發生。

圖2

圖3 防斷絲工裝加工脹圈

（2）工藝試驗及切削參數的優化。工裝應用後斷絲現象得到了控制。我們發現脹圈零件寬2mm的切縫尺寸因螺桿撐緊零件力的大小而有區別。如何控制螺桿撐緊力的大小是控制尺寸2mm的重要因素。螺桿兩端的球頭和六方頭頂緊零件內孔壁後，兩扳手扳緊螺母和扳手1、2的軸線相交成60°的交角。

思 維 碰 撞

Q1：剛才講到80-100小時切割效率明顯下降要換絲，我想知道正常效率是多少?再判斷什麼情況是絲該換了。

A：線切割液累計工作時間達到80-100小時需要進行更換。

Q2：斷絲主要原因是割斷的時候應力釋放把絲擠斷,零件割好以後鬆開工裝，零件內孔會不會變形呢？

A：鬆開工裝後零件會有一定變形。

Q3：線切割正常使用，鉬絲磨損到什麼程度的時候，判斷更換，比方千分尺測量，比新鉬絲少了多少還是，怎麼判斷？

A：主要看使用實際過程中絲的損耗斷裂時間，18絲鉬絲減小3、4絲就會進行更換，如果切割要求不高會繼續使用。

Q4：

斷絲割下來的那個廢料容易憋在鉬絲上,除了用磁鐵吸住以外還有其它方法嗎？

A：用螺栓撐住孔的目的就是控制內應力釋放將鉬絲夾斷。

Q5：用柱子撐著，第一刀切過去的時候會彈開，彈開後第二刀過去的肯定小於2mm。黃的一刀彈開，紅色一刀結束，會夾刀。

圖4

A：縫寬靠工藝實驗控制，扳手交角成60°，但是不排除當撐柱鬆開後的回縮。圓筒狀零件沿軸向切開對刀具的損傷是較大的。

Q6：可不可以用上面工裝的方法，把工件軸線鋸開以後，然後把工裝去掉，讓工件在自然狀態下，把工件用壓板，稍微壓上，或者不用壓板，在自然狀態下好沾住，然後再用線切割左右切一次，不要切到位，留量。最後把尺寸量一下，把剩下的餘量算好，切割一次，這樣是不是就能保證尺寸了？

A：在試製的時候是可以的。在大批生產時要進行工藝優化及試驗。在圖3中給出了試驗的方法。當然也不排除有尺寸切後小的情況。這時可以像你說的自然狀況下補充加工讓槽寬合格。

再次感謝小春的精彩分享和各位老鐵的熱情參與，如果大家在日常生產中遇到典型案例也可聯繫夾具俠工作人員安排在直播群中進行直播分享。

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