T鐵(見圖1)在揚聲器磁路系統中至關重要,作為導磁部件,它與磁鋼、華司共同構成磁回路,能將磁能高效轉化為聲能,提升揚聲器靈敏度和效率。其應用關鍵在于優化導磁路徑,減少漏磁,同時需兼顧輕量化和成本控制。痛點在于材料選擇(如低碳鋼導磁率不足)與加工精度(氣隙不均導致失真),且高頻應用中易出現渦流損耗,需通過疊片設計或高電阻率材料緩解。此外,T鐵與音圈的非線性磁力相互作用可能引發諧波失真,需精確仿真優化磁路對稱性。
圖1 T鐵
目前揚聲器磁路系統(見圖2)的T鐵最常用的加工方式是冷鐓成型(結合酸洗-拉拔-分段-退火-噴丸-鍍鋅等工藝),材料多為低碳鋼SPCC以優化導磁性。其優勢在于生產效率高、成本低,且冷鐓能提升材料密度,增強導磁性能;但弊端是冷鐓變形量大,對原料塑性要求高,易因加工應力導致內部缺陷,且分體式T鐵鉚接處可能因磁場作用松動,影響磁路穩定性(大功率場景尤甚)。此外,高頻應用時需額外處理渦流損耗問題。
圖2 揚聲器磁路系統
中走絲線切割加工技術是一種介于快走絲和慢走絲之間的電火花線切割工藝,采用鍍鋅黃銅絲(直徑0.1-0.2mm)作為電極,通過高頻脈沖放電腐蝕金屬實現切割。其走絲速度(6-12m/s)高于慢走絲但低于快走絲,兼具一定加工精度(±0.003mm)和較高效率。該技術支持多次切割,首刀高速粗加工,后續精修以提高表面質量(Ra≤0.7-1.4μm),適用于模具鋼、硬質合金等難加工材料。優勢在于性價比高,維護成本低于慢走絲;缺點是電極絲損耗較大,長期使用后精度會下降,且對工作液清潔度要求較高,適合中小批量精密零件加工。
中走絲線切割加工相比冷鐓成型在T鐵制造中具備精度更高,適合復雜結構,避免冷鐓的應力變形;一體成型,消除鉚接松動風險,提升磁路穩定性;材料適應性廣,可加工高導磁合金,優化性能;小批量靈活,無需模具,降低成本的優勢。
不同于傳統揚聲器磁路系統常用的高碳鋼和純鐵材料,T鐵通常選用導磁性能更優的低碳鋼(SPCC)。本文所設計的T鐵試樣材料與高性能揚聲器磁路系統材料一致,均為SPCC低碳鋼(見圖3)。該材料為冷軋低碳鋼板,具有良好的導磁性能和加工性能,適用于制造高效率的磁路部件。盡管該低碳鋼材料在高頻揚聲器上的應用存在渦流損耗問題,但中走絲線切割工藝屬于精密加工,對材料導磁性能影響小,能夠滿足多種揚聲器磁路系統的制造需求。通過優化加工工藝和熱處理,可進一步提升SPCC材料的磁導率和尺寸穩定性。
圖3 低碳鋼(SPCC)化學成分圖
本文以揚聲器磁路系統的T鐵為研究對象,通過對行業標準、加工設備、加工流程、參數設置、三坐標檢測和粗糙度檢測進行測試。本研究驗證了中走絲工藝加工高精度T鐵的可行性,為揚聲器磁路系統的T鐵提供了新的技術路線。
行業標準
國際標準(ISO/IEC等)
1.ISO 9013:2017
《熱切割 分類及幾何產品技術規范》
適用于等離子、激光、火焰切割等加工方式的質量評估,包括切口垂直度、表面粗糙度等指標,可參考用于線切割加工的質量控制。
2.ISO 2768-1:1989
《一般公差 第1部分:未注線性和角度尺寸的公差》
適用于未標注公差的零件尺寸控制,確保T鐵加工后的尺寸一致性。
國家標準(GB)
1.GB/T 18462-2025
《激光加工機械 金屬切割的性能規范》
雖然主要針對激光切割,但部分性能要求(如切口垂直度、熱影響區控制)可借鑒用于中走絲線切割的工藝優化。
2.GB/T 1804-2000
《一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差》
規定未標注尺寸的允許偏差,適用于T鐵的加工精度控制。
3.GB/T 1184-1996
《形狀和位置公差 未注公差值》
適用于T鐵的平面度、平行度等形位公差要求。
加工設備
1. 設備選擇(見圖4)
設備:智凱ZKA400 六軸數控線切割機床
標準:T/ZZB 3754-2024《DK77全閉環中走絲線切割機床》
圖4 智凱ZKA400
2. 設備參數
行程:有效加工行程320*400
錐度:±6°±15°
最大加工效率:≥300mm2/H
表面光潔度:Ra0.8(多次切割)
精度:±0.003mm
系統:系統支持Windows10及以上操作系統
畫圖:支持多種畫圖文件導入
精度高:四軸螺距補償,六軸數控
3.功能介紹
可隨意將X/Y軸進行交換適應不同的加個狀態及工作習慣。自由設置線控器的移動速度;
加工信息跟蹤記錄,加工監控。確保無人加工時的安全運行;
圖形坐標交換、縮放、旋轉
加工模擬、圖形跟蹤顯示功能
短路、斷絲報警處理功能
自動對邊、找中心等功能
加工流程
1. 將基板表面測試干凈
2. 專用夾具固定股基本
3. 圖形導入
4. 軟件點“開水”檢查是否正常
5. 點“加工”一鍵開始運絲、高頻、沖水
6. 開始加工中
參數設置
試加工:
1. 試加工材料
圖5 加工材料
2. 導入圖紙
圖6 圖紙
3. 設置參數
圖7 參數
4. 開機檢查后
5. 開始加工
圖8 加工
6. 工件切割完成掉落
樣品,成功:如下圖
成品OK,無灼燒、發黑變色等問題
圖9 成品
三坐標檢測
為驗證中走絲線切割加工的揚聲器磁路系統T鐵輪廓公差,采用三坐標測量機進行高精度檢測。選用磁導率穩定的低碳鋼標準樣塊作為基準,通過接觸式測頭對T鐵試樣進行三維輪廓掃描,測量點間距設置為0.05mm,采樣速度控制在1.5mm/s。檢測系統溫度補償精度達±0.8μm,重復定位精度≤2μm,可準確評估T鐵輪廓的尺寸偏差和形位公差,確保整體加工精度控制在±3μm以內,滿足高精度磁路系統的裝配要求。通過優化測量路徑和測頭補償參數,進一步提高了T鐵關鍵部位(如導磁氣隙面)的檢測可靠性。
圖10 三坐標示意圖
粗糙度檢測
對揚聲器磁路系統T鐵試樣進行表面粗糙度檢測,通過與標準
粗糙度樣塊進行對比,確定揚聲器磁路系統T鐵加工表面的粗糙度
等級。檢測結果表明,揚聲器磁路系統T鐵試樣加工表面粗糙度為
Ra0.7-Ra1.4,滿足Ra ≥0.7 的要求。
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