权利要求

1.铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据模具设计图纸，设定切割路径和参数，选择合适的电极丝直径，然后将电极丝安装在慢走丝线切割机床上，根据材料类型、厚度和所需的锥度，设定切割速度、电流、水压等参数;

S2：设计阶段，根据模具的设计要求，确定出料面的高低点落差以及工作带的长度;

S3：编程阶段，根据设计要求，计算出在进口面工作带长度的一半位置处，需要制作的2.5度阻碍角的具体参数，然后将计算出的阻碍角参数编入线切割程序中，再将编写好的线切割程序输入到慢走丝切割机床中;

S4：变锥切割阶段，启动切割程序，慢走丝切割机床按照线切割程序割出阻碍角;

S5：粗糙度控制，根据加工材料、电极丝直径和加工条件确定合适的张力值，在电极丝的供丝轮和导丝轮之间设置用于防止铝型材局部过热的恒张力装置;

S6：去除毛刺处理，沿着铝型材模具模仁曲线，划定直线部分和近似直线的部分为易加工区域，直线部分与直线部分连接的部分、直线部分和近似直线部分之间连接的部分为中等加工区域，其余部分为难加工区域，对难加工区域去毛刺处理：先采用从难加工区域的两端边缘开始，缓慢向中心移动，对难加工区域去毛刺处理;对中等加工区域去毛刺处理：待难加工区域处理完之后，再采用比难加工区域速度较快的方式从中等加工区域的一端向另一端均匀移动，对中等加工区域去毛刺处理;对易加工区域去毛刺处理：待中等加工区域处理完之后，采用比中等加工区域速度较快的方式从易加工区域的一端向另一端均匀移动，降低了振动对已经去除毛刺区域的加工精度。

2.根据权利要求1所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述S6中对中等加工区域和易加工区域去毛刺处理毛刺的移动方向与材料去除的方向一致。

3.根据权利要求1所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述S6中对难加工区域进行去毛刺处理时，先使用机械方法去除大部分毛刺，然后采用超声波设备进行精细处理。

4.根据权利要求1所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述S6中对中等加工区域去除毛刺时，采用超声波设备进行处理，需要将去毛刺介质施加一定力之后均匀作用于工件表面然后均匀移动。

5.根据权利要求1所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述S6中对易加工区域去除毛刺时，采用超声波设备进行处理，需要将去毛刺介质轻轻作用于工件表面然后均匀移动。

6.根据权利要求1所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述S6中的难加工区域、中等加工区域和易加工区域的个数是多个的，对于多个难加工区域、中等加工区域和易加工区域分别处理时候，按照从大到小的顺序，先从面积较大的区域开始，逐步过渡到面积较小的区域。

7.根据权利要求3所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述超声波设备与铝型材模具之间设置有用于吸收部分振动能量的减振材料。

8.根据权利要求1所述的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，其特征在于，所述恒张力装置包括张力传感器和驱动电机，所述张力传感器外接控制系统，根据加工材料、电极丝直径和加工条件，确定合适的初始张力值，张力传感器监测电极丝的实时张力，控制系统通过不断接收张力传感器的反馈信号，与预设张力值进行比较，如果检测到张力变化，当张力偏离预设值时，控制系统会发送信号给驱动电机，驱动电机调整供丝轮和导丝轮的转动速度或间距，以恢复电极丝的张力至预设值。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于铝型材模具加工技术领域，具体涉及铝型材模具慢走丝变锥加工工艺。

背景技术

[0002]慢走丝变锥加工工艺作为一种先进的模具加工方法，目前已经应用于铝型材生产，铝型材模具慢走丝变锥加工工艺是利用慢走丝线切割技术，通过控制线电极的锥度，实现模具型腔的锥度切割，这种加工方法具有加工精度高、切割速度快、模具寿命长等优点，但同时也容易出现毛刺问题，毛刺主要是由于切割过程中材料塑性变形而在切割边缘产生的一种多余的金属残余部分，目前为了提高铝型材模具慢走丝变锥加工的质量，同时考虑要确保绿色环保，因此常常采用超声波去毛刺法对铝型材模具的毛刺去除，而超声波具体去毛刺就是利用超声波的高频振动，将能量传递到毛刺上，使其振动并断裂，从而去除毛刺，这种方法环保、绿色，且对材料表面损伤小。

[0003]但是目前的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺中的去毛刺的方法也存在一些问题：在铝型材模具慢走丝变锥加工过程中，当遇到铝型材模具的微小间隙、窄槽等比较难处理的区域时，此区域由于空间限制，金属流动性会受到很大影响，导致金属流动不顺畅，这种不均匀的流动容易在模具的这些区域形成局部的高压力和速度，使得金属在这些地方堆积，从而产生较大的毛刺，此时采用超声波的高频振动去除毛刺时，超声波高频振动在传播过程中，不仅会作用于毛刺所在的区域，还可能通过模具材料传播到已经去除毛刺的区域，而由于铝型材模具本身具有一定的弹性，振动波在传播过程中可能导致其他区域的材料也产生微小的振动，从而影响到已经去除毛刺区域的加工精度，对此，提出铝型材模具慢走丝变锥加工工艺。

发明内容

[0004]为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了铝型材模具慢走丝变锥加工工艺去除毛刺，解决了现有技术的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺中，超声波的高频振动可能通过模具材料传播到已经去除毛刺区域，从而影响到已经去除毛刺区域加工精度的问题。

[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

[0006]铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，包括以下步骤：

[0007]S1：根据模具设计图纸，设定切割路径和参数，选择合适的电极丝直径，然后将电极丝安装在慢走丝线切割机床上，根据材料类型、厚度和所需的锥度，设定切割速度、电流、水压等参数;

[0008]S2：设计阶段，根据模具的设计要求，确定出料面的高低点落差以及工作带的长度;

[0009]S3：编程阶段，根据设计要求，计算出在进口面工作带长度的一半位置处，需要制作的2.5度阻碍角的具体参数，然后将计算出的阻碍角参数编入线切割程序中，再将编写好的线切割程序输入到慢走丝切割机床中;

[0010]S4：变锥切割阶段，启动切割程序，慢走丝切割机床按照线切割程序割出阻碍角;

[0011]S5：粗糙度控制，根据加工材料、电极丝直径和加工条件确定合适的张力值，在电极丝的供丝轮和导丝轮之间设置用于防止铝型材局部过热的恒张力装置;

[0012]S6：去除毛刺处理，沿着铝型材模具模仁曲线，划定直线部分和近似直线的部分为易加工区域，直线部分与直线部分连接的部分、直线部分和近似直线部分之间连接的部分为中等加工区域，其余部分为难加工区域，

[0013]对难加工区域去毛刺处理：先采用从难加工区域的两端边缘开始，缓慢向中心移动，对难加工区域去毛刺处理;对中等加工区域去毛刺处理：待难加工区域处理完之后，再采用比难加工区域速度较快的方式从中等加工区域的一端向另一端均匀移动，对中等加工区域去毛刺处理;对易加工区域去毛刺处理：待中等加工区域处理完之后，采用比中等加工区域速度较快的方式从易加工区域的一端向另一端均匀移动，降低了振动对已经去除毛刺区域的加工精度。

[0014]作为本发明进一步的方案，所述S6中对中等加工区域和易加工区域去毛刺处理毛刺的移动方向与材料去除的方向一致。

[0015]作为本发明进一步的方案，所述S6中对难加工区域进行去毛刺处理时，先使用机械方法去除大部分毛刺，然后采用超声波设备进行精细处理。

[0016]作为本发明进一步的方案，所述S6中对中等加工区域去除毛刺时，采用超声波设备进行处理，需要将去毛刺介质施加一定力之后均匀作用于工件表面然后均匀移动。

[0017]作为本发明进一步的方案，所述S6中对易加工区域去除毛刺时，采用超声波设备进行处理，需要将去毛刺介质轻轻作用于工件表面然后均匀移动。

[0018]作为本发明进一步的方案，所述S6中的难加工区域、中等加工区域和易加工区域的个数是多个的，对于多个难加工区域、中等加工区域和易加工区域分别处理时候，按照从大到小的顺序，先从面积较大的区域开始，逐步过渡到面积较小的区域。

[0019]作为本发明进一步的方案，所述超声波设备与铝型材模具之间设置有用于吸收部分振动能量的减振材料。

[0020]作为本发明进一步的方案，所述恒张力装置包括张力传感器和驱动电机，所述张力传感器外接控制系统，根据加工材料、电极丝直径和加工条件，确定合适的初始张力值，张力传感器监测电极丝的实时张力，控制系统通过不断接收张力传感器的反馈信号，与预设张力值进行比较，如果检测到张力变化，当张力偏离预设值时，控制系统会发送信号给驱动电机，驱动电机调整供丝轮和导丝轮的转动速度或间距，以恢复电极丝的张力至预设值。

[0021]本发明的有益效果为：

[0022]通过计算出在进口面工作带长度的一半位置处，需要制作的2.5度阻碍角的具体参数，然后将计算出的阻碍角参数编入线切割程序中，再将编写好的线切割程序输入到慢走丝切割机床中，启动切割程序，慢走丝切割机床按照线切割程序割出阻碍角，根据型材壁厚设制阻确角，不同壁厚阻角就不一样，从而达到控制铝流速度的效果，引导材料在模具内部更均匀地流动，让铝型材各部位在模具中达到充分焊合，更重要的是让铝型材的密度更高，表面质量更好，通过在铝型材模具的进口面设置特定参数的阻碍角，可以有效地控制铝流速度和材料的流动行为，阻碍角的设计可以改变铝液在模具内部的流动路径，增加流动阻力，当铝液通过阻碍角时，其速度会因为受阻而降低，从而控制了铝液的流速。

附图说明

[0023]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0024]图1为本发明的铝型材模具整体结构示意图;

[0025]图2为本发明的易加工区域划分示意图;

[0026]图3为本发明的中等加工区域划分示意图;

[0027]图4为本发明的难加工区域划分示意图。

[0028]主要元件符号说明：

[0029]图中：1、铝型材模具;A、易加工区域;B、中等加工区域;C、难加工区域。

具体实施方式

[0030]为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

[0031]请参阅图1-图4，本实施例提供了铝型材模具慢走丝变锥加工工艺，包括以下步骤：

[0032]S1：根据模具设计图纸，设定切割路径和参数，选择合适的电极丝直径，然后将电极丝安装在慢走丝线切割机床上，根据材料类型、厚度和所需的锥度，设定切割速度、电流、水压等参数，确保切割过程符合设计要求，提高切割效率和精度，减少材料浪费和加工成本;

[0033]S2：设计阶段，根据模具的设计要求，确定出料面的高低点落差以及工作带的长度，为后续编程和切割提供准确的数据基础，保证模具的出料性能和加工精度;

[0034]S3：编程阶段，根据设计要求，计算出在进口面工作带长度的一半位置处，需要制作的2.5度阻碍角的具体参数，然后将计算出的阻碍角参数编入线切割程序中，再将编写好的线切割程序输入到慢走丝切割机床中;

[0035]S4：变锥切割阶段，启动切割程序，慢走丝切割机床按照线切割程序割出阻碍角;S2-S4的目的是，根据型材壁厚设置阻碍角，使得不同壁厚阻角就不一样，从而达到控制铝流速度的效果，让铝型材各部位在模具中达到充分焊合，更重要的是让铝型材的密度更高，表面质量更好，避免铝型材空心现象出现;此外，2.5度是一个相对较小的角度，既能够对铝液流动产生一定的阻碍作用，又不会过度影响铝液的流动性，保持模具内压力的稳定，这个角度是基于长期的实践经验得出的，能够适应大多数铝型材的生产需求;此外，设置阻碍角有助于保持型材尺寸的稳定性，使得生产出来的铝型材产品尺寸更精准，表面质量更高;

[0036]需要补充说明的一点是，通过在铝型材模具的进口面设置特定参数的阻碍角，可以有效地控制铝流速度和材料的流动行为，其中，阻碍角的设计可以改变铝液在模具内部的流动路径，增加流动阻力，当铝液通过阻碍角时，其速度会因为受阻而降低，从而控制了铝液的流速，阻碍角设计可以形成流线型，有助于减少涡流和湍流，使铝液流动更加平稳，避免因速度过快导致的局部过热或喷溅，阻碍角可以引导铝液按照预定的路径流动，避免因流动方向突变导致的局部流速差异，从而实现更均匀的流动，通过不同壁厚的阻碍角设计，可以调节不同部位的流动阻力，使铝液在模具内部各处的流速保持一致，实现均匀流动，并且阻碍角使得铝液在模具内部的流动时间延长，有利于各部分铝液之间的充分接触和焊合，还有助于优化模具内部的温度分布，使铝液在整个流动过程中保持适宜的温度，有助于焊合过程的进行;

[0037]另外，均匀的流动和充分的焊合有助于减少铝液中的气孔和夹杂，提高型材的密度，阻碍角设计有助于减少湍流和涡流，使铝液流动更加平稳，从而减少表面缺陷，提高表面质量，合理的阻碍角设计还可以控制铝液的冷却速度，有助于保持材料内部结构的均匀性，进一步改善型材的机械性能和表面质量;

[0038]S5：粗糙度控制，根据加工材料、电极丝直径和加工条件确定合适的张力值，在电极丝的供丝轮和导丝轮之间设置用于防止铝型材局部过热的恒张力装置，此方法可以保证电极丝在切割过程中的稳定性，减少因张力变化导致的切割误差，提高切割表面质量;

[0039]S6：去除毛刺处理，首先，本申请针对的铝型材模具的模仁曲线为不规则的环状，沿着铝型材模具模仁曲线，划定直线部分和近似直线的部分为易加工区域，直线部分与直线部分连接的部分、直线部分和近似直线部分之间连接的部分为中等加工区域，其余部分为难加工区域，如图2-图4所示，对难加工区域去毛刺处理：先采用从难加工区域的两端边缘开始，缓慢向中心移动，对难加工区域去毛刺处理;对中等加工区域去毛刺处理：待难加工区域处理完之后，再采用比难加工区域速度较快的方式从中等加工区域的一端向另一端均匀移动，对中等加工区域去毛刺处理;对易加工区域去毛刺处理：待中等加工区域处理完之后，采用比中等加工区域速度较快的方式从易加工区域的一端向另一端均匀移动，降低了振动对已经去除毛刺区域的加工精度;

[0040]需要说明的一点是，在去除毛刺处理中，若先处理中等或难加工区域的毛刺，再回到易加工区域处理，可能会导致易加工区域的表面质量降低，因为设备在处理难加工区域时可能会产生振动，影响加工精度，因此，此处首先加工难加工区域，由于难加工区域对振动波的传播影响较大，优先处理可以减少后续加工过程中的振动波传播，其次加工中等加工区域，在难加工区域处理完毕后，再对中等加工区域进行去毛刺，此时，模具的难加工区域已经稳定，中等加工区域的振动影响会相对较小，最后加工易加工区域，易加工区域通常对振动波的影响最小，可以放在最后加工，这样可以最大程度地减少振动波传播到其他区域，从而保护加工精度。

[0041]目前的铝型材模具慢走丝变锥加工工艺中通常会采用超声波去毛刺法对铝型材模具的毛刺去除，超声波去毛刺法在铝型材模具慢走丝变锥加工工艺中存在一些问题，例如，在铝型材模具慢走丝变锥加工过程中，当遇到铝型材模具的微小间隙、窄槽等比较难处理的区域时，此区域由于空间限制，金属流动性会受到很大影响，导致金属流动不顺畅，这种不均匀的流动容易在模具的这些区域形成局部的高压力和速度，使得金属在这些地方堆积，从而产生较大的毛刺，此时采用超声波的高频振动去除毛刺时，超声波高频振动在传播过程中，不仅会作用于毛刺所在的区域，还可能通过模具材料传播到已经去除毛刺的区域，而由于铝型材模具本身具有一定的弹性，振动波在传播过程中可能导致其他区域的材料也产生微小的振动，从而影响到已经去除毛刺区域的加工精度。

[0042]为了解决上述问题，在本实施例中，通过沿着铝型材模具模仁曲线，将模具模仁处分为不同区域，划定直线部分和近似直线的部分为易加工区域，直线部分与直线部分连接的部分、直线部分和近似直线部分之间连接的部分为中等加工区域，其余部分为难加工区域，对难加工区域去毛刺处理：先采用从难加工区域的两端边缘开始，缓慢向中心移动，对难加工区域去毛刺处理;对中等加工区域去毛刺处理：待难加工区域处理完之后，再采用比难加工区域速度较快的方式从中等加工区域的一端向另一端均匀移动，对中等加工区域去毛刺处理;对易加工区域去毛刺处理：待中等加工区域处理完之后，采用比中等加工区域速度较快的方式从易加工区域的一端向另一端均匀移动，通过这种划分区域和优化调整加工顺序的策略，可以有效地减少超声波去毛刺过程中振动波对其他区域的影响，从而提高加工精度，确保模具加工的质量。

[0043]为了保证加工质量的同时，提高了效率，对此，在一实施例中，S6中对中等加工区域和易加工区域去毛刺处理毛刺的移动方向与材料去除的方向一致，S6中对难加工区域进行去毛刺处理时，先使用机械方法去除大部分毛刺，然后采用超声波设备进行精细处理，S6中对中等加工区域去除毛刺时，采用超声波设备进行处理，需要将去毛刺介质施加一定力之后均匀作用于工件表面然后均匀移动，S6中对易加工区域去除毛刺时，采用超声波设备进行处理，需要将去毛刺介质轻轻作用于工件表面然后均匀移动，对于中等加工区域和易加工区域，去毛刺移动方向与材料去除方向一致，有助于减少加工过程中的阻力，提高加工速度和效率，难加工区域通常因为形状复杂或材料特性难以去除毛刺。先使用机械方法去除大部分毛刺，可以快速减少毛刺的尺寸，为后续的超声波精细处理创造条件，使用超声波设备进行中等加工区域的去毛刺处理，通过施加一定力使去毛刺介质均匀作用于工件表面，然后均匀移动，可以确保去毛刺的均匀性和细致性，减少对工件表面的损伤，对于易加工区域，轻轻作用于工件表面，可以避免过度处理，保护工件表面的精度和完整性。

[0044]另外，再进行去毛刺处理时，由于难加工区域、中等加工区域和易加工区域不仅仅是一个，是有多个相同的区域，并且多个相同的区域的面积大小也不完全相同，而面积较大的区域会包含更多的毛刺，需要更多的时间来处理，为了进一步避免减少超声波去毛刺过程中振动波对已经去除毛刺区域的影响，对此，在一实施例中，S6中的难加工区域、中等加工区域和易加工区域的个数是多个的，对于多个难加工区域、中等加工区域和易加工区域分别处理时候，按照从大到小的顺序，先从面积较大的区域开始，逐步过渡到面积较小的区域，大面积区域加工过程中，材料去除量较大，容易产生振动。先加工这些区域，可以让工件逐渐稳定下来，减少后续加工小面积区域时的振动和变形，从大面积到小面积的区域加工顺序，有利于保持工件的加工精度。在大面积区域加工后，工件的整体形状和尺寸已经基本确定，再进行小面积区域的加工，可以更容易地达到所需的精度要求，另外，从大到小的加工顺序，有助于在加工过程中及时发现和处理质量问题，在加工较小区域时，可以更容易地发现前期加工中的问题，并进行相应的调整。

[0045]为了进一步减少超声波设备振动波的传播，进一步减少超声波去毛刺过程中振动波对其他区域的影响，提高加工精度，对此，在一实施例中，超声波设备与铝型材模具之间设置有用于吸收部分振动能量的减振材料，减少振动波传播，在加工过程中，对模具进行适当的固定和支撑，以减少振动波的传播，调整超声波的频率、振幅和功率，以减少振动波对加工精度的影响。

[0046]在铝型材模具加工中，电极丝的张力容易受到供丝和导丝过程中的各种因素的影响，导致张力不稳定，在铝型材的慢走丝加工过程中，局部过热可能导致材料性能改变，引起电极丝振动或松弛，而电极丝因振动或松弛而导致的局部过热，从而影响到切割表面的光洁度和尺寸精度，为了解决此问题，在一实施例中，恒张力装置包括张力传感器和驱动电机，张力传感器外接控制系统，根据加工材料、电极丝直径和加工条件，确定合适的初始张力值，张力传感器监测电极丝的实时张力，控制系统通过不断接收张力传感器的反馈信号，与预设张力值进行比较，如果检测到张力变化，当张力偏离预设值时，控制系统会发送信号给驱动电机，驱动电机调整供丝轮和导丝轮的转动速度或间距，以恢复电极丝的张力至预设值。

[0047]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

说明书附图(4)