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用廣泛而又重要，在塑料模、精密多工位級進模的生產加工過程中，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。  
! Y6 @( {5 z& |! W9 s在從事慢走絲切割機床編程與操作加工過程中，結合多年的生產實踐，針對加工過程中所出現的變形問題及遇到的困難，總結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，它的設計形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質量、使用壽命及沖壓件的精度。在實際生產加工中，由于工件毛坯內部的殘留應力變形及放電產生的熱應力變形，故應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，在編程時應注意選擇好切割路線(或切割方向)。切割路線應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，避開應力變形的影響。夾具固定在左端，從葫蘆形凸模左側，按逆時針方向進行切割，整個毛坯依據切割路線而被分為左右兩部分。由于連接毛坯左右兩側的材料越割越小，毛坯右側與夾具逐漸脫離，無法抵抗內部殘留應力而發生變形，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，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，避免了應力變形。一般情況下，合理的切割路線應將工件與夾持部位分離的切割  
$ H7 I: x0 |) m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。  
下面著重分析一下硬質合金齒形凸模的切割工藝處理。一般情況下，凸模外形規則時，線切割加工常將預留連接部分(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。硬質合金凸模由于材料硬度高及形狀狹等特點，導致加工速度慢且容易變形，特別在其形狀不規則的情況下，預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的調整，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。 由于硬質合金硬度高，切割厚度大，導致加工速度慢，扭轉變形嚴重，大部分外形加工及預留連接部分(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應力及完全扭轉變形，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。  
! ~/ Q. Q( X- f7 W0 L, W  G3 I% p3 D具體的工藝分析如下：  
  c# @8 v. ?+ w5 Y! I8 `2 k(1)預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。  
(2)凸模的輪廓線與毛坯邊緣的寬度應至少保證在毛坯厚度的1/5。  
(3)為后續切割預留的連接部分(暫停點)應選擇在靠近工件毛坯重心部位，寬度選取3—4mm。  
" ~  s. n( p9 a: m* E( a# }0 H(4)為補償扭轉變形，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。后續的3次采用精割方式，由于切割余量小，變形量也變小了。  
* q* b' w" K4 H7 O5 ~# |+ Z(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，然后用粘結劑或液態快干膠(通常采用502快干膠水)將經磨床磨平的厚度約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留連接部分(注意：切勿把膠水滴進下水嘴或滴到工件的預留連接部分上，以免造成不導電而不能加工)。  
' w1 _# _7 h  ^" @" q- \5 v- O) @% i3 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，內部已產生了較大的殘留應力，而殘留應力一個相對平衡的應力系統，在線切割去除大量廢料時，應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，隨著原有內應力的作用及火花放電所產生的加工熱應力的影響，將產生不定向、無規則的變形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影響了加工質量和加工精度。  
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應力，能將各個型孔因加工順序不同而產生的相互影響、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生蠕變。因此，根據實際測量和比較，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  
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，每次將會節省大約9h的加工時間，切割4次共節省大約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  
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，再更換細絲統一修割所有型孔的拐角達到規定尺寸。