電火花線切割加工的步驟及要求

1、電火花線切割加工的步驟及要求電火花線切割加工是實(shí)現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定設(shè)備條件下，合理的制定加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。電火花線切割加工模具或零件的過程，一般可分以下幾個步驟。1. 對圖樣進(jìn)行分析和審核分析圖樣對保證工件加工質(zhì)量和工件的綜合技術(shù)指標(biāo)是有決定意義的第一步。以沖裁模為例，在消化圖樣時 首先要挑出不能或不易用電火花線切割加工的工件圖樣，大致有如下幾種：表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后無法進(jìn)行手工研磨的工件；窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件， 或圖形內(nèi)拐角處不允許帶有電極死板井架放電間隙所形成的圓角的工件；非導(dǎo)電材料；厚度超過絲架跨距的零件；加工長度超過

2、x,y 拖板的有效行程長度，且精度要求較高的工件。在符合線切割加工工藝的條件下，應(yīng)著重在表面粗糙度、尺寸精度、工件厚度、工件材料、尺寸大小、配合 間隙和沖制件厚度等方面仔細(xì)考慮。編程注意事項(xiàng)1. 沖模間隙和過渡圓角半徑的確定合理確定沖模間隙。沖模間隙的合理選用，是關(guān)系到模具的壽命及沖制件毛刺大小的關(guān)鍵因素之一。不同材料的沖模間隙一般選擇在如下范圍：軟的沖裁材料，如紫銅、軟鋁、半硬鋁、膠木板、紅紙板、云母片等，凸凹模間隙可選為沖材厚度的硬質(zhì)沖裁材料，如鐵皮、鋼片、硅鋼片等，凸凹模間隙可選為沖裁厚度的15% 20% 。這是一些線切割加工沖裁模的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比國際上流行的大間隙沖模要小一些。因?yàn)榫€

3、切割加工的工件 表面有一層組織脆松的熔化層，加工電參數(shù)越大，工件表面粗糙度越差，熔化層越厚。隨著模具沖次的增加，這層脆松的表面會漸漸磨去，是模具間隙逐漸增大。 <br/>合理確定過渡圓半徑。為了提高一般冷沖模具的使用壽命，在線線、線圓、圓圓相交處，特別是小角度的拐 角上都應(yīng)加過渡圓。過渡圓的大小可根據(jù)沖裁材料厚度、模具形狀和要求壽命及沖制件的技術(shù)條件考慮，隨著沖 制件的增厚，過渡圓亦可相應(yīng)增大。一般可在0.1 0.5伽范圍內(nèi)選用。對于沖件材料較薄、模具配合間隙較小、沖件又不允許加大的過渡圓，為了得到良好的凸凹模配合間隙，一 般在圖形拐角處也要加一個過渡圓。 因?yàn)殡姌O絲加工軌跡會在內(nèi)

4、拐角處自然加工出半徑等于電極絲半徑加單面放 電間隙的過渡圓。2. 計(jì)算和編寫加工程序編程時，要根據(jù)配料的情況，選擇一個合理的裝夾位置，同時確定一個合理的起割點(diǎn)和切割路線。起割點(diǎn)應(yīng)取在圖形的拐角處，或在容易將凸尖修去的部位。切割路線主要以防止或減少模具變形為原則，一般應(yīng)考慮使靠近裝夾著一邊的圖形最后切割為易。3. 穿制加工用的程序紙帶和校對紙帶根據(jù)程序單把紙帶制作完畢后，一定把程序單與制作好的紙帶逐條進(jìn)行校對，用校對好的紙帶把程序輸入控 制器后才能試切樣板，對簡單有把握的工件可以直接加工。對尺寸精度要求高、凸凹模配合間隙小的模具，必須 要用薄料試切，從事切件上可檢查其精度和配合間隙。如發(fā)現(xiàn)不符合

5、要求，應(yīng)及時分析，找出問題，修改程序直 至合格后才能正式加工模具。這一步驟是避免工件報廢的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)實(shí)際情況，也可以直接由鍵盤輸入，或從編程機(jī)直接把程序傳輸?shù)娇刂破髦?。慢走絲線切割加工工藝及操作技巧1引言慢走絲線切割機(jī)床應(yīng)用廣泛而又重要，在塑料模、精密多工位級進(jìn)模的生產(chǎn)加工過程中，能保證得到良好的尺寸精度，直接影響模具的裝配精度、零件的精度以及模具的使用壽命等。由于加工工件精度要求高，因此在加工過程中若有一點(diǎn)疏忽，就會造成工件報廢，同時也會給模具的制造成本和加工周期帶來負(fù)面影響。在從事慢走絲切割機(jī)床編程與操作加工過程中，結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐，針對加工過程中所出現(xiàn)的變形問題及遇到的困難，總

6、結(jié)了幾點(diǎn)工藝處理方法和加工操作方案（使用的是AGIE公司第四代D系列慢走絲線切割機(jī)床，加工精度為土 0.003mm，選用99.9%黃銅電極絲，浸入式去離子水冷卻）。2凸模加工工藝凸模在模具中起著很重要的作用，它的設(shè)計(jì)形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質(zhì)量、使用壽命及沖壓件的精度。在實(shí)際生產(chǎn)加工中，由于工件毛坯內(nèi)部的殘留應(yīng)力變形及放電產(chǎn)生的熱應(yīng)力變形，故應(yīng)首先加工好穿絲孔進(jìn)行封閉式切割 （如圖1），盡可能避免開放式切割而發(fā)生變形（如圖2）。如果受限于工件毛坯尺寸而不能進(jìn)行封閉形式切割，對于方形毛坯件，在編程時應(yīng)注意選擇好切割路線（或切割方向）。切割路線應(yīng)有利于保證工件在加工過程中始終與

7、夾具（裝夾支撐架）保持在同一坐標(biāo)系，避開應(yīng)力變形的影響。如圖3所示，夾具固定在左端，從葫蘆形凸模左側(cè)，按逆時針方向進(jìn)行切割，整個毛坯依據(jù)切割路線而被分為左右兩部分。由于連接毛 坯左右兩側(cè)的材料越割越小，毛坯右側(cè)與夾具逐漸脫離，無法抵抗內(nèi)部殘留應(yīng)力而發(fā)生變形，工件也隨之變形。若采用圖4所示，按順時針方向切割，工件留在毛坯的左側(cè)，靠近夾持部位，大部分切割過程都使工件與夾具保持在同一坐標(biāo)系中，剛性較好，避免了應(yīng)力變形。一般情況下，合理的切割路線應(yīng)將工件與夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序末端，即將暫停點(diǎn)（Bridge）留在靠近毛坯夾持端的部位 （如圖4）。下面著重分析一下硬質(zhì)合金齒形凸模的切割工

8、藝處理。一般情況下，凸模外形規(guī)則時，線切割加工常將預(yù)留連接部分（暫停點(diǎn)，即為使工件在第1次的粗割后不與毛坯完全分離而預(yù)留下的一小段切割軌跡線）留在平面位置上，大部分精割完畢后，對預(yù)留連接部分只做一次切割，以后再由鉗工修磨平整，這樣可減少凸模在慢走絲線切割上的加工費(fèi)用。硬質(zhì)合金凸模由于材料硬度高及形狀狹長等特點(diǎn)，導(dǎo)致加工速度慢且容易變形，特別在其形狀 不規(guī)則的情況下，預(yù)留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的難度。因此在慢走絲線切割加工階段可對工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使外形尺寸精度達(dá)到要求，免除鉗工裝配前對暫停點(diǎn)的修磨工序。由于硬質(zhì)合金硬度高，切割厚度大，導(dǎo)致加工速度慢，扭轉(zhuǎn)變形嚴(yán)重，大部分外形加工及預(yù)留連

9、接部分（暫停點(diǎn)）的加工均采取4次切割方式且兩部分的切割參數(shù)和偏移量 （Offset）均一致。第1次切割電極絲偏移量加大至0.5 0.8mm，以使工件充分釋放內(nèi)應(yīng)力及完全扭轉(zhuǎn)變形，在后面3次能夠有足夠余量進(jìn)行精割加工，這樣可使工件最后尺寸得到保證。具體的工藝分析如下（見圖5）:（1）預(yù)先在毛坯的適當(dāng)位置用穿孔機(jī)或電火花成形機(jī)加工好1.0 1.5mm 穿絲孔，穿絲孔中心與凸模輪廓線間的引入切割線段I長度選取5 10mm。（2）凸模的輪廓線與毛坯邊緣的寬度應(yīng)至少保證在毛坯厚度的1/5。（3）為后續(xù)切割預(yù)留的連接部分（暫停點(diǎn)）應(yīng)選擇在靠近工件毛坯重心部位，寬度選取3 4mm。（4）為補(bǔ)償扭轉(zhuǎn)變形，將大

10、部分的殘留變形量留在第1次粗割階段，增大偏移量至0.5 0.8mm。后續(xù)的3次采用精割方式，由于切割余量小，變形量也變小了。（5）大部分外形4次切割加工完成后，將工件用壓縮空氣吹干，再用酒精溶液將毛坯端面洗凈，涼干，然后用粘結(jié)劑或液態(tài)快干膠（通常采用502快干膠水）將經(jīng)磨床磨平的厚度約1.5mm的金屬薄片粘牢在毛坯上 （如圖6所示），再按原先4次的偏移量切割工件的預(yù)留連接部分（注意：切勿把膠水滴進(jìn)下水嘴或滴到工件的預(yù)留連接部分上，以免造成不導(dǎo)電而不能加工）。3凹模板加工中的變形分析在線切割加工前，模板已進(jìn)行了冷加工、熱加工，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力，而殘留應(yīng)力是一個相對平 衡的應(yīng)力系統(tǒng)，在線

11、切割去除大量廢料時，應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來。因此，模板在線切割加工時，隨 著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應(yīng)力的影響，將產(chǎn)生不定向、無規(guī)則的變形，使后面的切割吃刀 量厚薄不均，影響了加工質(zhì)量和加工精度。針對此種情況，對精度要求比較高的模板，通常采用4次切割加工。第1次切割將所有型孔的廢料切掉，取出廢料后，再由機(jī)床的自動移位、自動穿絲功能，完成第2次、第3次、第4次切割。如圖7所示，a切割第1次，取廢料t b切割第1次，取廢料t c切割第1次，取廢料tt n切割第1次，取廢料t a切割第2次切 割第2次t Tn切割第2次Ta切割第3次t Tn切割第3次Ta切割第4次t Tn切割

12、第4次，加工完 畢。這種切割方式能使每個型孔加工后有足夠的時間釋放內(nèi)應(yīng)力，能將各個型孔因加工順序不同而產(chǎn)生的相互影響、微量變形降低到最小程度，較好地保證模板的加工尺寸精度。但是這樣加工時間太長，機(jī)床易損件消耗量大，增加了模板的制造成本。另外機(jī)床本身隨加工時間的延長及溫度的波動也會產(chǎn)生蠕變。因此，根據(jù)實(shí)際測量和比 較，模板在加工精度允許的情況下，可采用第1次統(tǒng)一加工取廢料不變，而將后面的2、3、4次合在一起進(jìn)行切割（即a切割第2次后，不移位、不剪絲緊接著割第3、4次Tbtctn），或省去第4次切割而做3次切割。這樣切割完后經(jīng)測量，形位尺寸基本符 合要求。4次及3次切割中各次的加工余量、加工精度、

13、表面粗糙度的參考值見表1及表2。初步估算一下，型孔之間的移位、穿絲、剪絲、上水、下水等均按1min計(jì)算。采用這種切割方法，加工1塊有100個型孔的模板，每次將會節(jié)省大約 9h的加工時間，切割 4次共節(jié)省大約30h，這樣對使用費(fèi)用昂貴的慢走絲線切割機(jī)床來說， 既提高了生產(chǎn)效率，又降低費(fèi)用消耗，因此也降低了模板的制造成本。表14次切割中各次的加工余量、加工精度和表面粗糙度表23次切割中各次的加工余量、加工精度和表面粗糙度4凹模板型孔小拐角的加工工藝由于選用的切割絲直徑越大，切割出的型孔拐角半徑也越大。當(dāng)模板型孔的拐角半徑要求很小時（如R0.07R0.10mm），則必須換用細(xì)絲（如0.10mm）。但

14、是相對粗絲而言，細(xì)絲加工速度較慢，且費(fèi)用昂貴（大多需進(jìn)口絲）。如果將整個型孔都用細(xì)絲加工，就會延長加工時間，造成浪費(fèi)。經(jīng)過仔細(xì)比較和分析，我們采取先將拐角半 徑適當(dāng)增大，用粗絲切割所有型孔達(dá)到尺寸要求，再更換細(xì)絲統(tǒng)一修割所有型孔的拐角達(dá)到規(guī)定尺寸。下面是矩齒形凹模板（內(nèi)拐角半徑為R0.07mm）的線切割加工工藝。（1）先用0.20mm切割絲加工模板型孔至要求尺寸，內(nèi)拐角部分加工至R0.15mm，如圖8所示。（2）退磁，關(guān)機(jī)。(3) 更換0.10mm細(xì)絲。將切割絲輸送帶移至未使用過的位置。如果輸送帶3個位置均已使用且咬送細(xì)絲的效果不佳，則更換新的輸送帶。(4) 重新找正中心。圖 9是帶有2個金剛

15、石錐體的切割絲導(dǎo)向插件 (本導(dǎo)向插件為 AGIE公司慢走絲線切割機(jī)床專用)。這種點(diǎn)式支撐可使切割絲的下偏點(diǎn)被精確的定位，使切割絲精確地進(jìn)行導(dǎo)向。如圖10所示，當(dāng)切割絲直徑為0.20mm 時，找正中心在 b點(diǎn)，當(dāng)切割絲直徑為0.10mm 時，找正中心在 a點(diǎn)，| ab | = | bo | - | ao | =0.1 KF()2 KF -0.05 KF()2 KF =0.0707mm。因此更換0.10mm的細(xì)絲重新找正中心的坐標(biāo)值應(yīng)與原中心坐標(biāo)值相差大約0.0707mm。(5) 如圖11所示，修改圖形圓角半徑，重新編程，避開其它型孔輪廓線，將型孔的拐角半徑修整為R0.07mm 。5多型孔凹模、固定板、卸料板的加工順序多型孔凹模、固定板、卸料板考慮到各個型孔在加工過程中受殘留應(yīng)力及加工熱力影響而產(chǎn)生的微量變形，因此在實(shí)際生產(chǎn)中采用型孔加工順