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上海大量电子开发人造花岗石电火花线切割机
上海大量电子设备有限公司 许航 时间:2013/8/6 19:05:53
电火花线切割机是一种精密模具加工设备,制造精度要求很高,而且是在水基工作液中加工,容易生锈腐蚀。因而人们期待在生产电火花线切割机时能有一种新材料取代常用的铸铁。再者,随着经济的不断发展,各种矿产也越来越紧缺,铸铁亦然,价钱也越来越贵,节省、减排的要求更迫切。用人造花岗石取代铸铁不仅能满足精度机械的需要,而且能降低成本,大批量生产后必定会显现其突出的经济和社会效益。 所开发的人造花岗石电火花线切割机包括立柱、运丝机构、导轮、紧丝机构、丝簧、储丝机构、床身、电极丝、坐标工作台。

机械制造设备一般都采用铸铁制成。铸造时将常温状态的固态铸铁放入熔炉,加温后使固态金属熔化,再将熔融的液态铸铁注入砂模,冷却后便凝固成型。有的还要再次加热回火,以消除内应力。成型的铸件再经刨、铣、车、钻等切削加工和研磨等加工工序后,才能组合装配成机台。

国内外的精密仪器则多数采用花岗石为制造材料,因花岗石的材质稳定性高,变形量小,不仅能耐酸、碱及腐蚀气体的侵蚀,而且制造也很方便。

中国已承担着全球最大的制造行业,是世界的制造中心与生产大国。在保持经济成长与节能环保的同时,必须要有创新的想法与行动。使用废弃材料,改变生产方式、加工工艺、制造流程,可以很大程度的减少能源消耗,提高效益,增强机床精密及使用寿命。

电火花线切割机是一种精密模具加工设备,制造精度要求很高,而且是在水基工作液中加工,容易生锈腐蚀。因而人们期待在生产电火花线切割机时能有一种新材料取代常用的铸铁。再者,随着经济的不断发展,各种矿产也越来越紧缺,铸铁亦然,价钱也越来越贵,节省、减排的要求更迫切。用人造花岗石取代铸铁不仅能满足精度机械的需要,而且能降低成本,大批量生产后必定会显现其突出的经济和社会效益。

 

新型人造花岗石电火花线切割机

人造花岗石电火花线切割机

 

所开发的人造花岗石电火花线切割机入图1所示,包括立柱、运丝机构、导轮、紧丝机构、丝簧、储丝机构、床身、电极丝、坐标工作台。

人造花岗石电火花线切割机的大件都是用花岗石制成,即将天然花岗石的碎石块、残渣、粉末等回收材料再粉碎成一定大小的颗粒后配上适当比例的合成树脂等原料一起放入旋转的搅拌筒内充分均匀地混合搅拌至如泥浆一般的半流体质石浆,再将石浆倒进事先设计好的钢结构模具中,注入石浆的同时必须以振动棒不停地振动,使人造花岗石浆能填实模具的每一部位及角落,如同生产水泥(混泥土)构件一样。所要生产的人造花岗石产品可以依照模具(型腔与模型芯)的大小及构件数量预先配好并搅拌均匀的石浆生产,模具可以重复使用。

机床组装时所需要的孔位、加强筋等,都可以预先设计好并预留。标准件可以预埋,成型后再加工装配。此种机械床身,一般可在常温下生产,成品膨胀与缩收量很小,不会变形,加工时所花费的工作量也很少,其精密装配部位比铸铁更容易加工及研磨。

1中的立柱1、床身7、储丝机构2、坐标工作台9等,均采用人造花岗石制成。由于人造花岗石材料硬脆,可用砂轮进行磨削;但要在人造花岗石制品上钻孔、攻丝则比较困难。通常都是将螺丝、螺帽等紧固标准件预埋在床身上,以供装配连接紧固用。图1中的人造花岗石床身7,就分别预埋了安装储丝机构6、立柱1及坐标工作台9的紧固件。也可将电火花线切割机的立柱、床身、储丝机构、坐标工作台做在一起,做成一个整体结构的电火花线切割机,可省去各大部件之间的装配连接和紧固。

 

这样的人造花岗石制件有多种加工方式,分别为:1)人造花岗石电火花线切割机的主要制件,都是用人造花岗石制成的。成型制作时,首先将天然花岗石的碎石块、残渣、粉末等回收并粉碎成一定大小的颗粒,然后配上适当比例的不饱和合成树脂等原料一起放入旋转的搅拌筒内,经充分搅拌至均匀混合成泥浆般的半流体质石浆,再将石浆倒进事先设计好的钢结构模具中,注入石浆的同时必须以振动棒不停地振动,使人造花岗石浆能填实模具的每一部位及角落,就如同生产水泥(混泥土)构件一样。浇注石浆时,预埋螺丝、螺帽等紧固标准件。所要生产的人造花岗石产品可以依照模具(型腔与模型芯)的大小及构件数量预先配好并搅拌均匀的石浆生产,模具可以重复使用。

2)用吸水机将人造岗石鼓包处流出的水吸净、吸干。

3)用高压注射器将水性环氧胶注射到人造岗石孔内, 24小时后水性环氧胶将完全固化;

4)使用不饱合聚脂树脂与人造岗石同色微粉搅拌均匀,修补人造岗石磨块裂缝和孔洞处。待完全干燥后再使用金刚石磨头进行整平。

5)粗磨:一般采用50#150#金钢石树脂硬磨料或菱苦土60#120#220#磨块进行研磨;粗磨时给水量要大,每次磨完都要彻底吸水,并检查剪口磨料留下的深划道是否用50#磨料磨掉。以此类推,机器走井字研磨,粗磨占整体研磨45%时间,是确保工程竣工质量验收的关健环节。

6)细磨:使用300#500#1000# 金钢石树脂硬磨料,细磨占整体研35%时间,细磨到500#后有初光出现、细磨到1000#后光泽度可达50度。

7)精磨:使用2000#3000#金钢石树脂硬磨料或金钢石树脂软水磨片进行研磨、精磨占整体研磨20%时间,精磨后光泽度提升不高,但人造岗石的表面密度提高了,为草酸块和抛光粉、浆抛光打下坚实的基础。

8)抛光 :使用功率2HP以上,转速175---210/分钟,重量70公斤晶面机、兽毛含量70%的兽毛垫配合抛光粉或抛光浆加少量水进行抛光研磨,抛光后人造岗石表面光泽度可达80度以上。

9)结晶硬化处理:使用晶面机功率2HP以上,转速175---210/分钟,重量70公斤配合清洁垫(白色或红色)、钢丝棉选用(1#)将钢棉盘均匀卷状平铺在白色或红色的清洁垫上,将晶面加硬剂装喷壶均匀喷洒在人造岗石表面上、启动晶面机行走1.5米宽、1.5米长,反复行走6次往返,通过钢丝棉与人造岗石表面摩擦产生热量与晶硬剂中的氟离子、少量树脂反应产生矽氟化物结晶层、呈玻璃质状、具有较高的硬度、耐磨度、透明度、抗水、抗污、防滑等作用。

 

同时,这样研制的人造花岗石线切割机有更多优良的性能,不仅取缔传统,还突破创新。如:

1)将废弃的天然花岗石与树脂等材料结合,易于模具成型,

2)用人造花岗石代替铸铁,能降低成本,经济效益突出;

3)人造花岗石热膨胀系数小,不易变形,受温度影响极微,有助于提高机床精度;

4)人造花岗石耐腐蚀,表面易加工研磨,可免除喷漆工艺,还允许在潮湿环境下工作。

5) 刚性好,内阻尼系数大,比钢铁大15倍。能防震,减震。
  (6)花岗石机材质硬脆,耐磨性能好,比铸铁高5-10倍;且受损后只是局部脱落,不会影响整体的平直性。
  (7)花岗石的化学性质稳定,不易风化,能耐酸、碱及腐蚀气体的侵蚀,其化学性与二氧化硅的含量成正比,使用寿命可达200年左右。
  (9)花岗石具有不导电、不导磁,场位稳定。
 

这是一次新的在技术的超越,所以我公司开发这一新型的发明者向国家知识产权局申请了专利(专利号:201120429148.9),并于2012119日至12日参加了在江苏昆山举行的第七届国际发明展览会,受到参观者的好评。经展会专家评委会严格评选,该研制成果荣获国际发明展会金奖,由国际发明者协会联合会主席安德拉斯先生和中国发明协会理事长朱丽兰女士颁发了奖章与奖状(参见图2)。

 图2  第七届国际发明展览会金奖

开发和推广人造花岗石电火花线切割机,会有很高的经济和社会效益。

1)用人造花岗石代替铸铁,能降低成本,经济效益突出。中国自主开发制造的快速走丝线切割机因性价比高,发展很快,高峰时期年产三万五千多台,目前年产也有二万多台。如都使用人造花岗石制作机台,制造过程就可节约数千万元。

2)因人造花岗石受温度影响小,材料变形小,机床精度将可以明显提高;

3)人造花岗石耐腐蚀,表面易加工研磨,可免除喷漆工艺,还允许在潮湿环境下工作。

4)采用新开发的紧丝装置后,线切割加工稳定性和加工效果明显提高。

 


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