慢走絲線切割加工工藝及操作技巧

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慢走絲線切割機床應(yīng)用廣泛而又重要,，在塑料模,、精密多工位級進模的生產(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面影響,。  
在從事慢走絲切割機床編程與操作加工過程中,，結(jié)合多年的生產(chǎn)實踐,，針對加工過程中所出現(xiàn)的變形問題及遇到的困難，總結(jié)了幾點工藝處理方法和加工操作方案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行封閉式切割,，盡可能避免開放式切割而發(fā)生變形,。如果受限于工件毛坯尺寸而不能進行封閉形式切割，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夾具(裝夾支撐架)保持在同一坐標系，避開應(yīng)力變形的影響,。夾具固定在左端,，從葫蘆形凸模左側(cè)，按逆時針方向進行切割,，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  
- \* `' I6 b9 `+ f段安排在總的切割程序末端,，即將暫停點(Bridge)留在靠近毛坯夾持端的部位。  
- `0 `/ ]+ W1 S* ] 下面著重分析一下硬質(zhì)合金齒形凸模的切割工藝處理,。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,，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,，樣可減少凸模在慢走絲線切割上的加工費用,。硬質(zhì)合金凸模由于材料硬度高及形狀狹等特點，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行適當?shù)恼{(diào)整,，使外形尺寸精度達到要求,，免除鉗工裝配前對暫停點的修磨工序。 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)變形嚴重,，大部分外形加工及預(yù)留連接部分(暫停點)的加工均采取4次切割方式且兩部分的切割數(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：  
" N3 ]( t- W+ n+ B: b$ b. d(1)預(yù)先在毛坯的適當位置用穿孔機或電火花成形機加工好Φ1.0—Φ1.5mm穿絲孔,，穿絲孔中心與凸模輪廓線間的引入切割線段l長度選取5—10mm,。  
4 x- @5 S  x' [7 w: o- p; @* I5 ~* L' _" O(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)應(yīng)選擇在靠近工件毛坯重心部位,，寬度選取3—4mm,。  
% h# s9 ~. F/ a# ^8 v* N5 R4 H(4)為補償扭轉(zhuǎn)變形,，將大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,，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),。  
( X7 ^5 Y1 K! H1 _7 S+ T8 A" P3 凹模板加工中的變形分析  
在線切割加工前,，模板已進行了冷加工、熱加工,，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力,，而殘留應(yīng)力一個相對平衡的應(yīng)力系統(tǒng),，在線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,。  
: |$ T0 y2 N$ J+ R5 W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。a切割第1次,，取廢料→b切割第1次,，取廢料→c切割第1次，取廢料→……→n切割第1次,，取廢料→a切割第2次→b切割第2次→……→n切割第2次→a切割第3次→……→n切割第3次→a切割第4次→……→n切割第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,，機床易損件消耗量大，增加了模板的制造成本,。另外機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次合在一起進行切割(即a切割第2次后,，不移位、不剪絲緊  
2 d6 R7 y9 k: r; [$ a% x/ w. F3 v# D接著割第3,、4次→b→c……→n),，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,、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，這樣對使用費用昂貴的慢走絲線切割機床來說,，既提高了生產(chǎn)效率,，又降低費用消耗，因此也降低了模板的制造成本  
4 凹模板型孔小拐角的加工工藝  
* \7 b. k  |/ V& J! i, k! k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,。當模板型孔的拐角半徑要求很小時(如R0.07—R0.10mm)，則必須換用細絲(如Φ0.10mm),。但是相對粗絲而言,，細絲加工速度較慢，且費用昂貴(大多需進口絲),。如果將整個型孔都用細絲加工，就會延長加工時間,，造成浪費,。經(jīng)過仔細比較和分析，我們采取先將拐角半徑適當增大,，用粗絲切割所有型孔達到尺寸要求,，再更換細絲統(tǒng)一修割所有型孔的拐角達到規(guī)定尺寸。