CN114178635B - 钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法 - Google Patents

钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法 Download PDF

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Abstract

一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，首先，将铜钨电极与垫板固定连接以后进行磨削，使铜钨电极上表面平整。其次，对铜钨电极加工3～4个定位孔；铜丝穿过定位孔，对铜钨电极进行线切割得到3～4个工位的与塑件微沟槽排列形式相同的成型缝隙，各个工位的成型缝隙的宽度相同，为300微米～340微米。再次，用铜钨电极的3～4个工位的成型缝隙对超声振子的表面进行放电加工，超声振子在半精加工和精加工时进行圆形摇动。本发明是在钛合金材料的超声振子的表面加工得到宽80微米～120微米、高60微米～100微米的矩形截面微凸起，超声振子表面的微凸起结构在注塑成型时通过充模阶段的超声振动提高塑件的微沟槽的复制度。

Description

钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法
技术领域
本发明属于微细加工技术领域，涉及一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法。
背景技术
当注塑模具型腔镶块的微凸起为矩形截面时，采用常规注塑成型方法所得到的塑件的微沟槽在开口处容易产生圆角，从而没有将注塑模具型腔镶块的微凸起的根部直角复制出来。使用超声振子作为注塑模具的型腔镶块进行超声辅助注塑成型，通过充模阶段的超声振动，可以提高塑料熔体在超声振子表面的微凸起处的流动能力，从而提高塑件的微沟槽对模具型腔的微凸起的复制度。对超声振子表面加工矩形截面的微凸起的适宜方法是电火花放电加工。已有文献的采用多工位组合电极对材料为模具钢的型腔镶块进行微凸起结构加工的方法，电极的各个工位的成型缝隙宽度是随着粗加工、半精加工和精加工而依次递减的。但是电极的成型缝隙宽度在微米量级时，宽度过小会影响线切割加工得到的电极成型缝隙的加工质量。电极的成型缝隙的宽度过大则会影响电极放电加工得到的钛合金超声振子表面矩形截面微凸起的加工质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，使加工得到的钛合金超声振子表面的微凸起结构符合尺寸精度和形状精度要求，通过充模阶段的超声振动提高注塑成型制品的微沟槽的复制度。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，采用该加工方法在超声振子25上加工微凸起5，所述加工方法包括以下步骤：
第一步，将铜钨电极31的下表面与垫板33的上表面以平面配合；其中，铜钨电极31的钨含量为70％～80％、铜含量为20％～30％、厚度为8毫米～15毫米，垫板33的材质为钢铁，厚度为8毫米～15毫米。铜钨电极31与垫板33固定连接以后，在平面磨床进行磨削，使铜钨电极31的上表面平整。
第二步，对磨削后的铜钨电极31加工3～4个定位孔32，定位孔32的位置根据塑件微沟槽排列形式确定，且定位孔32是通孔，通孔的轴线与铜钨电极31的上表面垂直。采用直径90微米～120微米的铜丝穿过定位孔32，对铜钨电极31进行线切割的粗加工、半精加工和精加工，得到3～4个工位的与塑件微沟槽排列形式相同的成型缝隙，各个工位的定位孔32与成型缝隙的始端的距离为5毫米～10毫米，其中成型缝隙靠近定位孔32的位置为始端。为了保证线切割加工得到的铜钨电极31成型缝隙的加工质量和后续的电极放电加工得到的钛合金超声振子25表面矩形截面微凸起的加工质量，铜钨电极31各个工位的成型缝隙的宽度相同，铜钨电极31成型缝隙的宽度为300微米～340微米。其中铜钨电极31与垫板33的固定连接区域，与对铜钨电极31进行线切割加工的区域，没有重叠。
第三步，将固定连接的铜钨电极31与垫板33安装在电火花机床的工作台上，钛合金的超声振子25安装在电火花机床的主轴头上，采用铜钨电极31的3～4个工位的成型缝隙对钛合金的超声振子25的表面进行放电加工，依次进行粗加工、半精加工和精加工，其中，半精加工与精加工时的钛合金超声振子25进行圆形摇动，为了保证放电加工得到的钛合金超声振子25表面矩形截面微凸起的加工质量，半精加工时的圆形摇动量为60微米～90微米，精加工时的圆形摇动量为100微米～120微米。经过铜钨电极31的放电加工以后，钛合金的超声振子25得到具有矩形截面微凸起的表面，微凸起的横截面尺寸为：宽80微米～120微米，高60微米～100微米。
本发明的有益效果是：采用本发明的技术方案，能够在钛合金材料的超声振子的表面加工得到尺寸精度和形状精度符合要求的矩形截面的微凸起结构，超声振子表面的微凸起结构在注塑成型时通过充模阶段的超声振动提高塑件的微沟槽的复制度。
附图说明
图1是微沟槽塑件的示例图。
图2是塑件的微沟槽横截面的示意图。
图3是常规注塑成型时塑件微沟槽与模具型腔镶块微凸起的截面图。
图4是超声振子作为注塑模具型腔镶块的超声辅助注塑成型模具装配图。
图5是本发明的对超声振子进行微结构放电加工的电极的示意图。
图中：1带有微沟槽的塑件；2塑件的微沟槽；3塑件微沟槽开口处的圆角；4注塑模具型腔镶块；5注塑模具型腔镶块的微凸起；6定模固定板；7定模板；8定模部分的连接螺钉；9定位环与定模固定板的连接螺钉；10定位环；11主流道衬套；12浇口；13塑件；14导套；15导柱；16动模板；17动模垫板；18动模垫板与支撑块的连接螺钉；19支撑块；20支撑块与压块的连接螺钉；21推杆安装板；22推杆安装板与推杆固定板的连接螺钉；23推杆固定板；24动模固定板；25超声振子；26压块；27推杆；28垫块；29动模部分的连接螺钉；30复位杆；31铜钨电极；32定位孔；33垫板。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
如图1所示，所要成型的塑件1具有微沟槽2。微沟槽2可以是如图1所示的蛇形，也可以是其他形式的排列。
如图2所示，塑件1上的微沟槽2的横截面形状要求为矩形。微沟槽2的横截面尺寸为：宽100微米，高80微米。
如图3所示，采用常规注塑成型方法所得到的塑件1的微沟槽2在开口处容易产生圆角3，从而没有将注塑模具型腔镶块4的矩形截面微凸起5的根部直角复制出来。
如图4所示，注塑模具的定模固定板6与定模板7通过螺钉8固定连接，定位环10与定模固定板6通过螺钉9固定连接，主流道衬套11固定安装在定模固定板6与定模板7的中心孔里；塑料熔体流入主流道衬套11的内孔、经过浇口12、注塑成型塑件13；导套14固定安装在定模板7内，导柱15固定安装在动模板16内，导套14与导柱15的中心线对准，通过螺钉29将动模板16、动模垫板17、垫块28和动模固定板24固定连接；支撑块19与动模垫板17通过螺钉18固定连接，支撑块19与压块26通过螺钉20固定连接，支撑块19与压块26使超声振子25固定安装在动模板16的内孔里，推杆安装板21与推杆固定板23通过螺钉22固定连接，推杆27和复位杆30固定安装在推杆安装板21的内孔里。本发明采用超声振子25作为注塑模具型腔镶块4，超声振子25的具有微凸起5的表面用于组成注塑模具的型腔。超声振子25的材料为钛合金。在塑料熔体充模阶段，超声振子25的具有矩形截面微凸起5的表面进行超声振动，提高塑料熔体在微凸起5处的流动能力，提高塑件对注塑模具型腔镶块微凸起5的复制度。在对塑件13进行保压和冷却的阶段，超声振子25的具有微凸起5的表面不进行超声振动。
如图5所示，超声振子25的具有微凸起5的表面是用铜钨电极31进行放电加工得到的。铜钨电极31的钨含量为75％、铜含量为25％，铜钨电极31的厚度为10毫米。铜钨电极31的下表面与垫板33的上表面以平面配合。铜钨电极31与垫板33固定连接。垫板33的材料是具有磁性的钢铁，垫板33的厚度为12毫米。将固定连接的铜钨电极31与垫板33在平面磨床进行磨削，使铜钨电极31的上表面平整。对磨削后的铜钨电极31加工4个定位孔32，定位孔32是通孔，通孔的轴线与铜钨电极31的上表面垂直。用直径100微米的铜丝穿过定位孔32，对铜钨电极31进行线切割的粗加工、半精加工和精加工，得到4个工位的与塑件微沟槽排列形式相同的成型缝隙，各个工位的定位孔32与成型缝隙的始端的距离为8毫米，各个工位的成型缝隙的宽度相同，成型缝隙的宽度为320微米。铜钨电极31与垫板33的固定连接区域，与对铜钨电极31进行线切割加工的区域，没有重叠。用铜钨电极31的4个工位对钛合金材料的超声振子25的表面进行放电加工的粗加工、半精加工和精加工，半精加工与精加工时的超声振子25进行圆形摇动，半精加工时的圆形摇动量为80微米，精加工时的圆形摇动量为110微米。经过铜钨电极31的放电加工以后，钛合金材料的超声振子25得到具有矩形截面微凸起5的表面，微凸起的横截面尺寸为：宽100微米，高80微米。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，采用该加工方法在超声振子(25)上加工微凸起(5)，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：
第一步，将铜钨电极(31)的下表面与垫板(33)的上表面以平面配合，铜钨电极(31)与垫板(33)固定连接后，在平面磨床进行磨削，使铜钨电极(31)上表面平整；
第二步，对磨削后的铜钨电极(31)加工3～4个定位孔(32)，定位孔(32)的位置根据塑件微沟槽排列形式确定，且定位孔(32)是通孔，通孔的轴线与铜钨电极(31)的上表面垂直；通过铜丝穿过定位孔(32)，对铜钨电极(31)进行线切割的粗加工、半精加工和精加工，得到3～4个工位的与塑件微沟槽排列形式相同的成型缝隙；铜钨电极(31)各个工位的成型缝隙的宽度相同，铜钨电极(31)成型缝隙的宽度为300微米～340微米；所述铜钨电极(31)与垫板(33)的固定连接区域，与对铜钨电极(31)进行线切割加工的区域，没有重叠；
第三步，将固定连接的铜钨电极(31)与垫板(33)安装在电火花机床的工作台上，钛合金的超声振子(25)安装在电火花机床的主轴头上，采用铜钨电极(31)的3～4个工位的成型缝隙对钛合金的超声振子(25)的表面进行放电加工，依次进行粗加工、半精加工和精加工，其中，半精加工与精加工时的钛合金超声振子(25)进行圆形摇动，半精加工时的圆形摇动量为60微米～90微米，精加工时的圆形摇动量为100微米～120微米；经过铜钨电极(31)的放电加工以后，钛合金的超声振子(25)得到具有矩形截面微凸起的表面，微凸起的横截面尺寸为：宽80微米～120微米，高60微米～100微米。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，其特征在于，所述第一步中，铜钨电极(31)的钨含量为70％～80％、铜含量为20％～30％、厚度为8毫米～15毫米，垫板(33)的材质为钢铁，厚度为8毫米～15毫米。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，其特征在于，所述第二步中，各个工位的定位孔(32)与成型缝隙的始端的距离为5毫米～10毫米。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金超声振子的矩形截面微凸起的电火花放电加工方法，其特征在于，所述第二步中，铜丝直径90微米～120微米。
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