【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電火花加工，具體為一種分離大型基板選區激光熔化(slm)零件的臥式線切割加工方法。
技術介紹
1、選區激光融化(slm)作為一種先進的增材制造技術，目前已經在航空航天、醫療、汽車等行業中得到了廣泛應用，如加工發動機葉片、齒輪和支架等，這些部件通常需要承受高溫高壓，slm技術可以確保部件具有良好的力學性能和精確的尺寸。然而，利用slm技術成形后的零件通常固連在構建基板上，因此需要一個高效的分離過程以確保零件的質量和完整性。現階段市面上的分離方法有激光切割、機械切割等，這些方法在分割大型基板時存在加工效率低、精度低等問題。
2、采用傳統機械切割方法不僅耗時，而且對刀具的要求較高，容易損壞零件的精度和表面質量。電火花線切割技術具有切割精度高、無接觸力、切縫小等優點，是一種理想的零件分離方法。然而傳統的電火花線切割機床大多為立式走絲系統，對于重量大的大型基板slm制造零件通常需要設計特定的安裝框架，耗時耗力，且存在大型基板slm零件切割后零件墜落易損傷電極絲和制造零件等問題，安全隱患較大。因此，本專利技術提供一種高精度、高靈活性的臥式水平線切割機床和切割方法，對大型基板slm制造零件進行水平分離，減少制造零件墜落損傷的風險，提高零件形狀精度和表面粗糙度。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種用于大型基板slm制造零件分離的臥式水平線切割機床切割方法，以解決slm制造零件與基板分離過程中零件易墜落損傷，分離后零件尺寸精度不高等問題。
2、為解決
3、本專利技術通過以下技術方案得以實現：
4、一種分離大型基板slm零件的臥式線切割加工方法，機床主要包括機床床身(1)、龍門架(4)、工作臺(7)、x軸滑臺組件(9)、z軸升降機構(20)、運絲系統、走絲系統和控制系統等；所述運絲系統包括絲筒(13)、運絲電動機、導軌(2)、滑板(3)；所述走絲系統包括導輪(12、16、17、19)、張緊導輪(15)、重錘(14)、導向器(23)；所述電極絲(18)由走絲系統引導，導向器(23)保證空間位置精度，并通過張力機構保持適當的張力；所述工作臺(7)上設有裝夾slm制造零件基板的夾具防止切割過程中產生移位。電極絲通過走絲系統水平置于加工區域，工作臺在x軸滑臺組件驅動下沿x軸向水平移動進行對刀，對刀完成后依次開啟噴液系統、運絲系統和脈沖電源(對電火花線切割)進行線切割加工，最終實現制造零件與基板的分離。
5、所述機床底板為機床床身的基礎，x軸滑臺組件(9)安裝在機床底板上，工作臺(7)位于機床底板中間，第一線臂(11)和第二線臂(21)安裝在z軸升降機構(20)上，位于工作臺(7)兩側；
6、所述運絲系統包括絲筒(13)、第一導輪(16)、張緊輪(15)、重錘機構(14)、第二導輪(17)、第三導輪(19)、第四導輪(22)、第五導輪(12)。
7、所述絲筒通過運絲電動機帶動電極絲運動；第一線臂上安裝第五導輪，第二線臂上安裝第四導輪，龍門架上安裝第一導輪、第二導輪、張緊輪、重錘機構、第三導輪；電極絲從絲筒依次繞過第一導輪、張緊輪、第二導輪、第三導輪、第四導輪、導向器、第五導輪，最終回到絲筒。
8、進一步的，所述張緊裝置對電極絲張力控制在10n-20n范圍內。
9、上述任一方案中優選的是，電極絲張力為10n。
10、上述任一方案中優選的是，電極絲張力為20n。
11、進一步的，所述工作介質可以是油基型工作液、合成型工作液和復合型工作液。
12、上述任一方案中優選的是，工作介質為復合型工作液。
13、進一步的，所述工作介質的壓力在0.01mpa-9mpa范圍內。
14、上述任一方案中優選的是，所述工作介質的壓力為0.01mpa。
15、上述任一方案中優選的是，所述工作介質的壓力為9mpa。
16、所述工作臺結構包括x軸滑臺組件、夾具和制造零件；
17、所述x軸滑臺組件(9)為工作臺運動機構，安裝在工作臺(7)下方，由絲桿(8)帶動使工作臺(7)運動，基板由夾具進行固定和輔助定位。
18、進一步的，所述控制工作臺水平移動的x軸滑臺組件，x軸行程在0-500mm范圍內。
19、優選的，所述機床床身采用高強度鑄鐵材料制成。
20、所述控制系統包括軌跡控制、伺服進給控制、運絲及走絲控制、機床操作控制、輔助控制，線進給速度在8m/s-12m/s范圍內.
21、上述任一方案中優選的是，電極絲運動速度為8m/s。
22、上述任一方案中優選的是，電極絲運動速度為12m/s。
23、進一步的，所述z軸升降機構控制兩線臂在z軸方向平移，行程范圍0-150mm范圍內。
24、進一步的，所述脈沖電源脈沖寬度調節范圍為0.5-64μs，占空比范圍在1∶(3-20)，峰值電流在10-100a范圍內。
25、進一步的，所述電極絲可以是所述電極絲可以是鉬絲、各種合金絲等常見電火花線切割電極絲，也可是金剛石砂線。
26、與現有技術相比，本專利技術結構科學合理，使用方便，本專利技術的有益效果在于：
27、1、設置有z軸升降機構，可控制第一、第二線臂水平上下移動，使電極絲在不同水平高度上運動，可切割基板厚度不同的制造零件；
28、2、傳統的立式走絲系統對于重量大的大型基板slm制造零件通常需要設計特定的安裝框架且安裝調整困難，本臥式水平線切割機床切割方法安裝便捷易調整，能夠避免工件切割落下易損壞工件、機床和電極絲等問題，一定程度上減少安全隱患。
29、3、通過本專利技術的實施，提供了一種分離大型基板slm零件的臥式線切割加工方法，利用高速運動的電極絲水平帶動工作液，在切割加工厚度不同的位置改變進液壓力，優化冷卻洗滌條件，方便排出蝕除產物，避免工件表面發生燒傷和碳結現象，保證大厚度加工時，提高脈沖利用率和加工零件表面質量。
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1.一種分離大型基板SLM零件的臥式線切割加工方法，機床主要包括機床床身(1)、龍門架(4)、工作臺(7)、X軸滑臺組件(9)、Z軸升降機構(20)、運絲系統、走絲系統和控制系統等；所述運絲系統包括絲筒(13)、運絲電動機、導軌(2)、滑板(3)；所述走絲系統包括導輪(12、16、17、19)、張緊導輪(15)、重錘(14)、導向器(23)；所述電極絲(18)由走絲系統引導，導向器(23)保證空間位置精度，并通過張力機構保持適當的張力；所述工作臺(7)上設有裝夾SLM制造零件基板的夾具防止切割過程中產生移位。電極絲通過走絲系統水平置于加工區域，工作臺在X軸滑臺組件驅動下沿X軸向水平移動進行對刀，對刀完成后依次開啟噴液系統、運絲系統和脈沖電源(對電火花線切割)進行線切割加工，最終實現制造零件與基板的分離。
2.如權利要求1所述用于大型基板SLM零件分離的線切割機床，其特征在于：所述走絲系統，第一導輪(16)、第二導輪(17)一側分別設有重錘(14)和張緊輪(15)，可在電極絲(18)運行過程中自適應實現電極絲的張緊；所述張緊機構通過調節重錘(14)的高度改變電極絲的張力
3.如權利要求1所述用于大型基板SLM零件分離的線切割機床，其特征在于：所述Z軸電動升降機構(20)安裝在機床龍門架(4)上，用于控制第一線臂(11)、第二線臂(21)水平上下移動，兩線臂的Z軸行程為0-150mm。
4.如權利要求1所述工作臺機構，其特征在于：所述X軸滑臺組件(9)可通過調節跟蹤提高切割精度，X軸行程在0-500mm范圍內。
5.如權利要求1所述一種分離大型基板SLM零件的臥式線切割加工方法，其特征在于：所述工作介質可以是油基型工作液、合成型工作液和復合型工作液，工作介質壓力在0.01MPa-9MPa范圍內。
6.如權利要求1所述用于大型基板SLM零件分離的線切割機床，其特征在于：所述機床床身采用高強度鑄鐵材料制成，支撐部位設計有加強筋。
7.如權利要求1中所述一種分離大型基板SLM零件的臥式線切割加工方法，其特征在于：所述控制系統包括軌跡控制、伺服進給控制、運絲及走絲控制、機床操作控制、輔助控制，電極絲速度在8m/s-12m/s范圍內。
8.如權利要求1所述一種分離大型基板SLM零件的臥式線切割加工方法，其特征在于：所述脈沖電源脈沖寬度調節范圍為0.5-64μs，占空比范圍在1：(3-20)，峰值電流在10-100A范圍內。
9.如權利要求1所述一種分離大型基板SLM零件的臥式線切割加工方法，其特征在于：所述電極絲(18)可以是鉬絲、各種合金絲等常見電火花線切割電極絲，也可是金剛石砂線(24)。
...【技術特征摘要】
1.一種分離大型基板slm零件的臥式線切割加工方法，機床主要包括機床床身(1)、龍門架(4)、工作臺(7)、x軸滑臺組件(9)、z軸升降機構(20)、運絲系統、走絲系統和控制系統等；所述運絲系統包括絲筒(13)、運絲電動機、導軌(2)、滑板(3)；所述走絲系統包括導輪(12、16、17、19)、張緊導輪(15)、重錘(14)、導向器(23)；所述電極絲(18)由走絲系統引導，導向器(23)保證空間位置精度，并通過張力機構保持適當的張力；所述工作臺(7)上設有裝夾slm制造零件基板的夾具防止切割過程中產生移位。電極絲通過走絲系統水平置于加工區域，工作臺在x軸滑臺組件驅動下沿x軸向水平移動進行對刀，對刀完成后依次開啟噴液系統、運絲系統和脈沖電源(對電火花線切割)進行線切割加工，最終實現制造零件與基板的分離。
2.如權利要求1所述用于大型基板slm零件分離的線切割機床，其特征在于：所述走絲系統，第一導輪(16)、第二導輪(17)一側分別設有重錘(14)和張緊輪(15)，可在電極絲(18)運行過程中自適應實現電極絲的張緊；所述張緊機構通過調節重錘(14)的高度改變電極絲的張力，將張力控制在10n-20n范圍內，以減少彎絲對零件切割的影響。
3.如權利要求1所述用于大型基板slm零件分離的線切割機床，其特征在于：所述z軸電動升降機構(20)安裝在機床龍門架(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志東，鄒堯，陳明豪，邱明波，陳龍躍，夏斯偉，楊海林，李昀澤，曾熊輝，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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