線切割加工最高精度能到達多少毫米?零件主要尺寸磨損后的變化趨勢

凸模和凹模的刃口尺寸和公差,直接影響沖裁件的尺寸精度 。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證 。因此,計算凸、凹模刃口尺寸和公差,是沖裁模設計中的一項重要工作 。但我們要認識到,冷沖模加工中,線切割加工已經非常普及,一般快走絲線切割的經濟精度,達到在500 mm范圍內,誤差為 0.015 mm,慢走絲線切割的加工精度最高能到達0.001 mm 。因此雖然線切割加工是配合加工,但加工后的凸?;虬寄?梢曰Q 。
1. 分析零件圖 。主要檢查零件圖尺寸的完整性 , 是否有錯誤,并分析出零件的主要尺寸,確定零件的尺寸精度等級,斷面要求 , 平直度要求 。
2. 對于零件的圓角,過渡圓弧等次要尺寸,不需要進行計算 , 這些尺寸的磨損量,只要跟隨主要尺寸進行偏移即可 。
3. 確定加工內容是落料還是沖孔 。落料時以凹模尺寸為基準,即先確定凹模尺寸 。考慮到凹模尺寸在使用過程中因磨損而增大 , 故落料件的基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較小尺寸 , 而落料凸模的基本尺寸,則按凹模基本尺寸減最小初始間隙 。沖孔時以凸模尺寸為基準 , 即先確定凸模尺寸 ??紤]到凸模尺寸在使用過程中因磨損而減小,故沖孔件的基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較大尺寸,而沖孔凹模的基本尺寸,則按凸?;境叽缂幼钚〕跏奸g隙 。
4. 確定零件主要尺寸磨損后的變化趨勢 。尺寸磨損后的變化趨勢可以分成三類:尺寸隨磨損變大;尺寸隨磨損變?。懷嘰縋ニ鷙蟛槐?。判斷的方法是 , 假想向入體方向平移一段距離 , 將平移的曲線與原來的曲線比較:增大了,表示這個尺寸為磨損后變大;減少了 , 表示這個尺寸為磨損后變??;脫]斜浠?,表示這個尺寸為磨損后不變 。
山形零件如圖3-14(a)所示 。這是一個典型的落料件,以凹模為基準 。假想向入體方向平移一段距離如圖3-14(b)所示,比較實線(凹模刃口尺寸)與虛線(凹模磨損后的尺寸) , 我們就可以得出:凹模磨損后尺寸變大的尺寸為A1、A2、A3;凹模磨損后尺寸變小的尺寸為B1、B2、B3;凹模磨損后尺寸不變的尺寸為C1、C2 。

線切割加工最高精度能到達多少毫米?零件主要尺寸磨損后的變化趨勢

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圖3-14 山形零件
(a)工件 (b)凸模刃口

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圖3-15 墊片零件
墊片零件如圖3-15(a)所示 , 要在中間部位沖出一個異形孔 。這是一個沖孔件,以凸模為基準件,假想向入體方向平移一段距離如圖3-15(b)所示,比較實線(凹模刃口尺寸)與虛線(凹模磨損后的尺寸) , 我們就可以得出:凹模磨損后尺寸變大的尺寸為A;凹模磨損后尺寸變小的尺寸為B;凹模磨損后尺寸不變的尺寸為C 。
5. 標注出工件主要尺寸的公差 。根據國家標準GB/T1804-2000,未注公差尺寸的公差等級規定為IT12至IT18 。但沖壓行業習慣,未標公差的尺寸按精度等級IT14查標準公差表 , 對于孔、孔深、槽寬、及槽長尺寸按單向(+)進行標注,對于軸類尺寸按單向(-)進行標注,其余均用雙向正負偏差(±)標注 。
聯接板零件如圖3-16(a)所示,全部尺寸為未標公差,按IT14查標準公差表 。尺寸60標準公差為0.74 mm;尺寸40標準公差為0.62 mm;尺寸30、20標準公差為0.52 mm;尺寸16、12標準公差為0.43 mm;尺寸10標準公差為0.36 mm 。尺寸60、40為外形尺寸按單向(-)進行標注 。尺寸16為槽寬、尺寸10為槽深、尺寸12為孔徑按單向(+)進行標注 。其余尺寸30為孔距、尺寸20為孔邊距按雙向正負偏差(±)標注 。標注結果如圖3-16(b)所示 。

線切割加工最高精度能到達多少毫米?零件主要尺寸磨損后的變化趨勢

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(a) (b)
圖3-16 聯接板零件
6. 計算主要尺寸刃口尺寸 。
凸凹模刃口尺寸按下例公式計算 。
(1)磨損后增大的尺寸計算公式

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公式3-2
(2)磨損后變小的尺寸計算公式:

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公式3-3
(3)磨損后尺寸基本不變的計算公式

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公式3-3
式中:A磨損后增大的尺寸、B磨損后變小的尺寸、C磨損后不變的尺寸 。;Amax為工件的最大極限尺寸 , mm;Bmin為工件的最小極限尺寸,mm;CZ為工件的中間尺寸,mm;x為磨損系數,按沖裁件的公差等級選取 。當沖裁件公差在IT10以上時,x=1.0;當沖裁件公差在IT13~IT11時,x=0.75;當沖裁件公差在IT14以下時,x=0.5;Δ為尺寸公差 , mm;δ為制造偏差,mm,通常取δ=1/3~1/4Δ 。
對于復雜的工件 , 在工程圖上刃口尺寸可以不標注公差值,只需要在技術要求中注明,刃口尺寸的制造公差等級 。刃口尺寸的公差等級一般工件精度高二到三級的精度 ??紤]到凹模比凸模加工稍難,凹模比凸模低一級 。但通常刃口尺寸的公差等級為IT6~IT9 。
從以上計算公式中我們可以總結出一條快速的計算方法 。對于精度等級為IT14的尺寸和磨損后尺寸基本不變的尺寸,刃口尺寸就是尺寸的中間值 。
7. 查表確定沖裁間隙 。
8. 沖裁間隙在零件圖上的表達 。計算后的凸、凹模刃口尺寸與沖裁間隙 , 在工程圖上表達方式有兩種:分開加工和配作加工 。
(1)分開加工是將計算出來的尺寸標注在基準件上,然后將沖裁間隙計算到非基準件上,二者用公差保證合理的沖裁間隙 。例如沖孔,基準件為凸模,采用計算的刃口尺寸,將計算的刃口尺寸加沖裁間隙得到凹模尺寸;落料 , 基準件為凹模,采用計算的刃口尺寸,將計算的刃口尺寸加沖裁間隙得到凸模尺寸 。采用這種表達方式,要滿足以下條件:
|δT|+|δA|+ Zmin≤Zmax (3-5)
或寫成;
|δT|+|δA|≤(Zmax-Zmin) (3-6)
式中:δT、δA—凸、凹模的制造公差,可查表3-4 。
Zmax、Zmin——最大沖裁間隙、最小沖裁間隙
如果不滿足上式,當稍不滿足時,可適當調整δT、δA值以滿足上述條件,這時,可取δT≤0.4(Zmax-Zmin)、δA≤0.6(Zmax-Zmin),如果相差很大,則應采用配合加工法 。
這種方法對凸凹模的制造精度要求高,因此只用于圓形等簡單形狀的工件上 。
【線切割加工最高精度能到達多少毫米?零件主要尺寸磨損后的變化趨勢】(2) 配作加工是將計算出來的尺寸標注在基準件上 , 非基準件上的尺寸與基準件一樣,并在技術要求中注明配作的沖裁間隙 。對于落料工序,在凸模工程圖的技術要求中注明“凸模刃口尺寸按凹模刃口實際尺寸配作 , 保證雙面最小間隙Zmin~Zmax” 。對于沖孔工序,在凹模工程圖的技術要求中注明 “凹模刃口尺寸按凸模刃口實際尺寸配作 , 保證雙面最小間隙Zmin~Zmax” 。這種方法對凸凹模的制造精度要求不高,因此對于形狀復雜的工件,通常采用這種方法 。