一步步教你用中走丝线切割机床完成调光器内部金属滑块加工(附标准)
内部金属滑块(见图1)是调光器的核心执行部件,直接负责通过滑动改变电阻,从而精准控制灯具的亮度和电流。其核心痛点是长期磨损易导致接触不良,引发灯光闪烁、调节失灵或异响,直接影响调光器寿命与用户体验。
图1 金属滑块
中走丝线切割是加工调光器(见图2)金属滑块的主流方式。其利在于加工精度高、能处理高硬度钢材,且性价比优异,非常适合批量生产。
图2 调光器
中走丝线切割加工技术是一种介于快走丝和慢走丝之间的电火花线切割工艺,采用镀锌黄铜丝(直径0.1-0.2mm)作为电极,通过高频脉冲放电腐蚀金属实现切割。其走丝速度(6-12m/s)高于慢走丝但低于快走丝,兼具一定加工精度(±0.003mm)和较高效率。该技术支持多次切割,首刀高速粗加工,后续精修以提高表面质量(Ra≤0.7-1.4μm),适用于模具钢、硬质合金等难加工材料。优势在于性价比高,维护成本低于慢走丝;缺点是电极丝损耗较大,长期使用后精度会下降,且对工作液清洁度要求较高,适合中小批量精密零件加工。
不同于传统调光器常用的黄铜或低碳钢材料,内部金属滑块通常选用机械性能更优的不锈钢(如9Cr18)。本文所设计的滑块试样材料与高性能调光器结构件材料一致,均为9Cr18不锈钢(见图3)。该材料为马氏体不锈钢,具有出色的耐磨性和较高硬度,适用于制造长期频繁滑动的导电部件。尽管该高碳不锈钢材料在普通调光器上的应用较少,但中走丝线切割工艺属于精密加工,对材料硬度适应性强,能够满足多种精密电接触部件的制造需求。
图3 化学成分图
本文以调光器的内部金属滑块为研究对象,通过对行业标准、加工设备、加工流程、参数设置、三坐标检测和粗糙度检测进行测试。本研究验证了中走丝工艺加工高精度金属滑块的可行性,为调光器的内部金属滑块提供了新的技术路线。
行业标准
国际标准
IEC 61058-1 器具开关 Switches for appliances
IEC 60669-1 家用和类似用途固定式电气装置的开关 Switches for household and similar fixed electrical installations
国际标准
GB/T 16915.2-2024 家用和类似用途固定式电气装置的开关 第2-1部分:电子控制装置的特殊要求
GB/T 14218-2018 电子调光设备性能参数与测试方法
加工设备
1. 设备选择(见图4)
智凯ZKH550五轴数控线切割机床
图4 智凯ZKH550
2. 设备参数
行程:有效加工行程550*450
锥度:±6°
最大加工效率:≥300mm²/H
表面光洁度:Ra0.8μm(多次切割)
精度:±0.003mm
系统:系统支持Windows7及以上操作系统
画图:支持多种画图文件导入
精度高:四轴螺距补偿,五轴数控
3. 功能介绍
图形坐标交换、缩放、旋转
加工模拟、图形跟踪显示功能
短路、断丝报警处理功能
自动对边、找中心等功能
最小设定单位0.001 mm
最小移动单位 0.001 mm
最大指令值 +99999.99 mm
具有螺距补偿功能
全自动顺序控制
停电记忆功能;
自动回垂直
无人值守加工功能
加工流程
1. 将基板表面测试干净
2. 专用夹具固定股基本
3. 图形导入
4. 软件点“开水”检查是否正常
5. 点“加工”一键开始运丝、高频、冲水
6. 开始加工中
参数设置
试加工:
1. 试加工材料
图5 加工材料
2. 导入图纸
图6 图纸
3. 设置参数
图7 参数
4. 开机检查后
5. 开始加工
图8 加工
6.. 工件切割完成掉落
样品,成功:如下图
成品OK,无灼烧、发黑变色等问题
图9 成品
三坐标检测
为验证中走丝线切割加工的调光器内部金属滑块轮廓与形位公差,采用三坐标测量机进行高精度检测。选用热稳定性优异的陶瓷基标准样块作为基准,通过接触式测头对滑块试样进行三维轮廓扫描,测量点间距设置为0.1mm,采样速度控制在2mm/s。检测系统温度补偿精度达±1μm,重复定位精度≤3μm,可准确评估滑块直线度、平行度及关键配合尺寸偏差,确保整体加工精度控制在±5μm以内,满足高端调光器对滑动顺畅性与电接触可靠性的严苛要求。
图10 三坐标示意图
粗糙度检测
对调光器内部金属滑块试样进行表面粗糙度检测,通过与标准
粗糙度样块进行对比,确定调光器内部金属滑块加工表面的粗糙度
等级。检测结果表明,调光器内部金属滑块试样加工表面粗糙度为
Ra0.7-Ra1.4,满足Ra ≥0.7 的要求。
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