慢走絲線切割加工工藝及操作技巧

慢走絲線切割加工工藝及操作技巧

　　慢走絲線切割技術(shù)作為一種高精度的加工方法，廣泛應(yīng)用于機械、模具和精密零件的加工領(lǐng)域。下面是小編整理的慢走絲線切割的加工工藝及操縱技巧，幫助讀者更好地掌握這一技術(shù)。

　　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(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，這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長等特點，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：

　　(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。

　　(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。

　　(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)。

　　3 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)力是一個相對平衡的應(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。

　　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

　　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，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。

　　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Φ0.20mm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。

　　(2)退磁，關(guān)機。

　　(3)更換Φ0.10mm細絲。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絲的效果不佳，則更換新的輸送帶。

　　(4)重新找正中心。帶有2個金剛石錐體的切割絲導(dǎo)向插件(本導(dǎo)向插件為AGIE公司慢走絲線切割機床專用)點式支撐可使切割絲的下偏點被精確的定位，使切割絲精確地進行導(dǎo)向。當切割絲直徑為Φ0.20mm時，找正中心在b點，當切割絲直徑為Φ0.10mm時，找正中心在a點，|ab|=|bo|-|ao|=0.1〖KF(〗2〖KF)〗-0.05〖KF(〗2〖KF)〗=0.0707mm。因此更換Φ0.10mm的細絲重新找正中心的坐標值應(yīng)與原中心坐標值相差大約0.0707mm。

　　(5)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，因此在實際生產(chǎn)中采用型孔加工順序一致的方法保證其型孔位置變形的一致性，從而保證了凹模、固定板、卸料板型孔的同軸度。

　　6 結(jié)束語

　　慢走絲線切割機床加工精度高、功能強，但加工成本高，若要充分發(fā)揮機床的作用，創(chuàng)造好的經(jīng)濟效益，必須對工件進行合理的加工工藝分析和技術(shù)性能分析，充分了解機床的結(jié)構(gòu)性能以及熟練掌握機床的操作技能，合理選用水參數(shù)和電參數(shù)，減少加工過程中的斷絲情況，在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，這樣才能最大限度地發(fā)揮機床的潛力，提高生產(chǎn)效率。

　　慢走絲線切割的加工工藝及操縱技巧

　　一、慢走絲線切割的加工工藝

　　1.切割原理

　　慢走絲線切割是通過連續(xù)移動的細金屬絲作為電極，利用電火花放電對工件進行切割。在加工過程中，金屬絲通過張力輪和導(dǎo)輪的導(dǎo)向作用，與工件表面產(chǎn)生相對運動，從而實現(xiàn)切割。

　　2.加工流程

　　慢走絲線切割的加工流程包括以下步驟：

　　(1)裝夾工件：將待加工工件固定在機床的工作臺上，確保工件穩(wěn)定可靠。

　　(2)穿絲：將金屬絲穿過機床的導(dǎo)輪和張力輪，確保金屬絲張力適中，運行順暢。

　　(3)加工參數(shù)設(shè)置：根據(jù)工件材料、厚度和加工要求，選擇合適的電參數(shù)、加工液等。

　　(4)加工：啟動機床，使金屬絲按照設(shè)定的路徑移動，同時進行電火花放電，對工件進行切割。

　　(5)檢測與修正：加工完成后，對工件進行檢測，如有誤差需進行修正，以確保加工精度。

　　二、慢走絲線切割的操縱技巧

　　1.合理選擇加工參數(shù)

　　加工參數(shù)的選擇對于慢走絲線切割的加工效果至關(guān)重要。需要根據(jù)工件的材料、厚度和精度要求，合理選擇電參數(shù)、加工液等，以提高加工效率、減小電極損耗和保證加工精度。

　　2.控制金屬絲張力

　　金屬絲的張力對于切割質(zhì)量和穩(wěn)定性有較大影響。在加工過程中，需要時刻關(guān)注金屬絲的張力變化，及時調(diào)整張力大小，以保證金屬絲運行穩(wěn)定。

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