引 言

　　中國特有（除中國內(nèi)地，沒有任何國家和地區(qū)生產(chǎn)該類機床的廠家）的高速走絲電火花線切割機（WEDM-HS），由于結(jié)構(gòu)簡單葛窜、造價低、工藝效果好虹悄，加上使用過程消耗少珊侍，自上世紀六十年代末被研制成功之后就得到飛速發(fā)展，現(xiàn)已成為制造業(yè)中一種必不可少工藝裝備场魏。至2004年底豹谎，全國年產(chǎn)量已超過3萬臺，約占世界電火花線切割機總產(chǎn)量的70% 筝闹。但由于其加工質(zhì)量問題未得到有效解決媳叨，而隨著國外生產(chǎn)的低速走絲電火花線切割機（WEDM-LS）技術(shù)水平的不斷提高，模具工業(yè)的發(fā)展关顷，曾令中國人感到自豪的中國特有的WEDM-HS糊秆，如今卻陷入難于發(fā)展的困境。 已難于滿足模具發(fā)展需要议双。

　　為了滿足用戶需要痘番，我公司在保留快速走絲線切割機床結(jié)構(gòu)簡單、造價低聋伦、工藝效果好夫偶、使用過程消耗少等特點的基礎(chǔ)上，引用國際上精密模具加工設備的先進理念及慢走絲多次切割技術(shù)（即第一次切割用較大的電規(guī)準進行高速粗切割觉增，然后用精規(guī)準和精微規(guī)準進行第二次兵拢、第三次甚至第四翻斟、五次切割，將加工表面逐級修光说铃，以獲得較理想的加工表面質(zhì)量和加工精度）访惜，開發(fā)了能實現(xiàn)多次切割的智能化系統(tǒng)中速走絲電火花線切割機（WEDM-CS）。該機比快走絲更人性化碟荐，便捷化净彼，適用范圍更廣。被越來越多的廠商所青睞未蚕。目前已在市場上銷售了500余臺朗恤，用戶普遍反映這種線切割機的加工質(zhì)量比較好。我公司生產(chǎn)的 “中速走絲”辛啰，不僅電極絲移動速度介于“高速”與“低速”之間茸太，而且加工質(zhì)量高于“高速走絲機”，并逼近低速走絲機迂奋。

　　但由于中走絲是近幾年才開始级轰，所以很多對中走絲加工工藝還不熟悉。現(xiàn)結(jié)合多年的生產(chǎn)實踐嘱垛，針對中走絲切割機床編程與操作加工過程中所出現(xiàn)的問題及遇到的困難琢喷，總結(jié)了幾點工藝處理方法和加工操作方案（僅供參考）

　　第一章 多次切割工藝參數(shù)設置

　　◆ 第一次切割任務是高速穩(wěn)定切割

　　⑴脈沖參數(shù)：選用高峰值電流那惜，較長脈寬的規(guī)準進行大電流切割算行，以獲得較高的切割速度。

　〖嘣鳌⑵電極絲中心軌跡的補償量猩匆狻：

　　f = 1/2φd +δ+ △ + S式中，f為補償量(mm)鲸阔；δ為第一次切割時的放電間隙(mm)；φd為電極絲直徑(mm)迄委；△為留給第二次切割的加工余量(mm)褐筛； S為精修余量(mm)。 在高峰值電流粗規(guī)準切割時叙身，單邊放電間隙大約為0.02mm渔扎；精修余量甚微，一般只有0.003mm信轿。而加工余量△則取決于第一次切割后的加工表面粗糙度及機床精度晃痴，大約在0.03～0.04mm范圍內(nèi)。這樣财忽，第一次切割的補償量應在0.05～0.06mm之間倘核，選大了會影響第二次切割的速度泣侮，選小了又難于消除第一次切割的痕跡。

　〔嗟蕖⑶走絲方式：采用高速走絲鹏闭，走絲速度為8～12m/s，達到最大加工效率寒淌。

　　◆ 第二次切割的任務是精修峭签，保證加工尺寸精度 。

　⊙烈！⑴脈沖參數(shù)：選用中等規(guī)準辱闺，使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4～1.7μm之間。

　∮啥⑵補償量f：由于第二次切割是精修乘占，此時放電間隙較小，δ不到0.01mm澳坟，而第三次切割所需的加工質(zhì)量甚微笔畜，只有幾微米，二者加起來約為0.01mm孤殿。所以呐粘，第二次切割的補償量f約為1/2d+0.01mm即可。

　∽丁⑶走絲方式：為了達到精修的目的作岖，通常采用低速走絲方式，走絲速度為1～3m/s五芝，并對跟蹤進給速度限止在一定范圍內(nèi)痘儡，以消除往返切割條紋，并獲得所需的加工尺寸精度枢步。

　　◆ 第三次切割的任務是拋磨修光 沉删。

　　⑴脈沖參數(shù)：用最小脈寬進行修光醉途，而峰值電流隨加工表面質(zhì)量要求而異矾瑰。

　　⑵補償量f：理論上是電極絲的半徑加上0.003mm的放電間隙隘擎，實際上精修過程是一種電火花磨削殴穴，加工量甚微，不會改變工件的尺寸大小货葬。所以掷膛，僅用電極的半徑作補償量也能獲得理想效果。

　」沧⑶走絲方式：像第二次切割那樣采用低速走絲限速進給即可服移。

　　第二章 多次切割變形問題處理方法

　　2-1 凸模加工工藝

　　凸模在模具中起著很重要的作用故碱，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(zhì)量乔盹、使用壽命及沖壓件的精度椎敞。在實際生產(chǎn)加工中，由于工件毛坯內(nèi)部的殘留應力變形及放電產(chǎn)生的熱應力變形叨剧，故應首先加工好穿絲孔進行封閉式切割配籽，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秩旬，對于方形毛坯件飞席，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)保持在同一坐標系淘客，避開應力變形的影響村秒。夾具固定在左端，從葫蘆形凸模左側(cè)着饥，按逆時針方向進行切割犀农，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)的材料越割越小宰掉，毛坯右側(cè)與夾具逐漸脫離呵哨，無法抵抗內(nèi)部殘留應力而發(fā)生變形，工件也隨之變形轨奄。若按順時針方向切割孟害，工件留在毛坯的左側(cè)，靠近夾持部位挪拟，大部分切割過程都使工件與夾具保持在同一坐標系中挨务，剛性較好，避免了應力變形玉组。一般情況下谎柄，合理的切割路線應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（支撐部分）留在靠近毛坯夾持端的部位球切。

　　下面著重分析一下硬質(zhì)合金齒形凸模的切割工藝處理谷誓。

　　一般情況下，凸模外形規(guī)則時晃烟，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)留在平面位置上场恬，大部分精割完畢后翠柄，對預留連接部分只做一次切割，以后再由鉗工修磨平整吝寒，這樣可減少凸模在中走絲線切割上的加工費用皿完。硬質(zhì)合金凸模由于材料硬度高及形狀狹長等特點夫蚜，導致加工速度慢且容易變形，特別在其形狀不規(guī)則的情況下狈馏，預留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的難度功刽。因此在中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缘说，免除鉗工裝配前對暫停點的修磨工序显午。由于硬質(zhì)合金硬度高，切割厚度大劣零，導致加工速度慢钟助，扭轉(zhuǎn)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參數(shù)和偏移量(Offset)均一致掏秩。第1次切割電極絲（鉬絲）偏移量加大至0.15—0.18mm或舞，以使工件充分釋放內(nèi)應力及完全扭轉(zhuǎn)變形，在后面3次能夠有足夠余量進行精割加工蒙幻，這樣可使工件最后尺寸得到保證映凳。

　　具體的工藝分析如下：

　　(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長度選取5—10mm邮破。

　　(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诈豌。

　　(3)為后續(xù)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（取決于工件大小决乎，）队询。

　　(4)為補償扭轉(zhuǎn)變形，將大部分的殘留變形量留在第1次粗割階段构诚，增大偏移量至0.15—0.18mm蚌斩。后續(xù)的3次采用精割方式，由于切割余量小范嘱，變形量也變小了送膳。

　　(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斤间，再用酒精溶液將毛坯端面洗凈穆烹，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0.3mm的金屬薄片粘牢在毛坯上稿棚，再按原先4次的偏移量切割工件的預留連接部分(注意：切勿把膠水滴到工件的預留連接部分上败何，以免造成不導電而不能加工)。

　　2-2 凹模板加工中的變形分析

　　在線切割加工前采缎，模板已進行了冷加工诺骏、熱加工，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應力，而殘留應力是一個相對平衡的應力系統(tǒng)基恩，在線切割去除大量廢料時坡循，應力隨著平衡遭到破壞而釋放出來。因此斤杏，模板在線切割加工時肯拨，隨著原有內(nèi)應力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應力的影響，將產(chǎn)生不定向腹呀、無規(guī)則的變形雪猪，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影響了加工質(zhì)量和加工精度滑蚯。針對此種情況浪蹂，對精度要求比較高的模板，通常采用4次切割加工告材。第1次切割將所有型孔的廢料切掉坤次，取出廢料后，再由機床的自動移位功能斥赋，完成第2次缰猴、第3次、第4次切割疤剑。a切割第1次滑绒，取廢料→b切割第1次，取廢料→c切割第1次隘膘，取廢料→……→n切割第1次疑故，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，加工完畢弯菊。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)應力昵乾，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田蕴，較好地保證模板的加工尺寸精度歼取。但是這樣加工時間太長，穿絲次數(shù)多负稚，工作量大踱措，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)生蠕變央改。因此毕嘹，根據(jù)實際測量和比較，模板在加工精度允許的情況下仑锥，可采用第1次統(tǒng)一加工取廢料不變讨绝，而將后面的2腋芜、3再副、4次合在一起進行切割(即a切割第2次后脸学，不移位、不拆絲躬拢，緊接著割第3躲履、4次→b→c……→n)，或省去第4次切割而做3次切割聊闯。這樣切割完后經(jīng)測量工猜，形位尺寸基本符合要求。這樣既提高了生產(chǎn)效率菱蔬，又降低人工篷帅，因此也降低了模板的制造成本。

　　2-3 凹模板型孔小拐角的加工工藝

　　由于選用的電極絲（鉬絲）直徑越大拴泌，切割出的型孔拐角半徑也越大魏身。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)蚪腐。但是相對粗絲而言箭昵，細絲加工速度較慢，且容易斷絲回季。如果將整個型孔都用細絲加工家制，就會延長加工時間，造成浪費泡一。經(jīng)過仔細比較和分析裕消，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肋森，再更換細絲統(tǒng)一修割所有型孔的拐角達到規(guī)定尺寸顶怠。但更換Φ0.10mm的細絲需重新找正中心，重新找正中心的坐標值與原中心坐標值相差應大約在0.02mm左右常苍。

　　第三章 多次切割加工中工件余留部位的處理

　　隨著世界范圍內(nèi)模具工業(yè)新技術(shù)兼英、新材料和新工藝的發(fā)展，為了增強模具的耐磨性鸵丸，人們廣泛使用各種高強度喳牌、高硬度和高韌性的模具材料，這對提高模具的使用壽命極為有利贪焊，但它給電火花線切割工件余留部位加工后所帶來的技術(shù)處理造成不便玲院。來處理工件余留部位的加工問題，這樣才能保證工件余留部位的表面質(zhì)量和表面精度惦肴。特別是在塑料模淡早、精密多工位級進模的生產(chǎn)加工過程中挠疲，能保證得到良好的尺寸精度，直接影響模具的裝配精度醇坝、零件的精度以及模具的使用壽命等邑跪。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呼猪，就會造成工件報廢画畅，同時也會給模具的制造成本和加工周期帶來負面影響。對于高硬度宋距、高精度和高復雜度轴踱、且加工表面為非平面的小工件來說，采用多次切割加工的方法處理工件余留部位的切割任務顯得更為重要谚赎。

　　A 處理方法與技巧

　　對于線切割工件余留部位切割的多次加工淫僻，首先必須解決被加工工件的導電問題，因為在高精度線切割加工中壶唤，線電極的行走路線可能需要沿加工軌跡往復行走多次雳灵，才能保證被加工工件具有較高表面粗糙度和表面精度，這時線切割加工是靠工件余留部位起到導電作用以保障電加工正常進行视粮。但在進行工件余留部位的切割加工時细办，若第一次切割即切下工件余留部位，將會導致被切割部分與母體分離胃磷，以致導電回路中斷认施，無法進行繼續(xù)加工，所以從線切割加工的條件性和延續(xù)性考慮裤困，必須使工件余留部位即便在多次切割的情況下也能保持與母體之間正常導電的要求多蜕。

　　為了實現(xiàn)上述目的，操作工人力圖營造人為環(huán)境和條件來滿足導電要求巡雄，即當工作人員在操作電火花線切割機遇到切割工件余留部位時嘀回，可采用在被切割部分和母體之間粘銅片和在切割間隙中塞銅片的處理方法來造成人為的定位條件和導電條件，使是火花加工得以繼續(xù)進行夹宏，其具體做法與技巧如下：

　　(1)在被切割部分與母體材料之間粘貼連接銅片蜜裸。其目的是使工件余留部分在切割時與母體材料相連固定，保證線切割有良好的定位條件檩耕，從而保障工件有優(yōu)異的加工質(zhì)量沧气，這可依照以下步驟進行：

　　①首先根據(jù)加工工件的大小把薄銅片(厚度根據(jù)線電極情況和加工部位形狀而定)剪成長條 形蜒鸣，然后折疊牍懂，井保證折疊部分一長一短。

　〕衤蕖②然后把銅片折疊的彎曲部分用小手錘錘平意推，并用什錦銼修理成楔形豆瘫；

　　③再把經(jīng)以上處理的銅片塞到線電極加工所形成的縫隙里菊值，同時在工件該部分的表面滴上502膠水(即環(huán)氧樹脂瞬時快干膠)外驱。由于切割時，電火花線切割機沖水使工件所受壓力較大俊性，若單純用銅片塞緊來保證導電和固定略步，容易產(chǎn)生以下問題：(a)銅片塞得太松，擔心固定不可靠定页、導電不穩(wěn)定；(b)銅片塞得太緊绽诚，又擔心損傷工件表面典徊、破壞形位公差，所以采用502膠水來保證被切割部分與母體材料固定恩够；

　∽渎洹④在將銅片塞進加工部位時，應注意是：用502膠水粘貼連接銅片時應遠離工件余留部件處檬撒，以免502膠水滲到顺丸，造成絕緣。此外粘貼連接銅片的位置應考慮對稱分布促军，且應保證同時塞緊短即，避免工件發(fā)生偏移，以致影響工件加工質(zhì)量等灾。保證被切割工件余留部位形狀的正確性和精度的可靠性宜抓。

　　(2)在被切割部分與母體材料之間填充導電銅片。把經(jīng)折疊莫金、剪齊矫第、錘平和修銼的薄銅片填充在線電極加工形成的縫隙里，并使銅片和縫隙壁緊密貼合洽咬。填充此銅片的目的是為了導電浑擎，因為前面粘貼連接銅片時用了502膠水，而502膠水是不導電的橙围。為了實現(xiàn)導電要求沼死，故采用填充導電銅片的方法，填充導電銅片時同樣應注意銅片的對稱布置以及銅片應同時加緊票从，并且不能塞得過緊以免劃傷工件的表面漫雕。不管是粘貼連接銅片還是填充導電銅縫隙的形狀。都應該把小銅片制成圓弧形峰鄙，而且還應該用金相砂布打磨被錘過的銅片表面浸间，以保證銅片表面光滑以避免劃傷工件已加工過的表面太雨。

　　B 結(jié)論

　　在采用電火花線切割機加工高硬度、高精度和高復雜度的小型工件時魁蒜，按照上述方法和步驟進行線切割加工中工件余留部位的精密切割囊扳，是一種行之有效的方法，它所提出的步驟和技巧兜看，經(jīng)濟簡便锥咸、實用可行，從而為改善和提高精密線切割加工的質(zhì)量和效率探索出新的途徑细移。

　　第四章 加工工藝的分析

　　電火花線切割加工是實現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)搏予。在一定設備條件下，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)弧轧。電火花線切割加工模具或零件的過程隧渠，一般可分以下幾個步驟。對圖樣進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)指標是有決定意義的第一步跃览。

　　5.1 對圖樣進行分析和審核

　　分析圖樣對保證工件加工質(zhì)量和工件的綜合技術(shù)指標是有決定意義的第一步元八。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昧挚，大致有如下幾種：

　〈先⑴表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后無法進行手工研磨的工件肢糜；

　∨塘怼⑵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练歇；

　±闩巍⑶非導電材料；

　∶镌妗⑷厚度超過絲架跨距的零件锄镜；

　　⑸加工長度超過x仿吞，y拖板的有效行程長度滑频，且精度要求較高的工件。

　　在符合線切割加工工藝的條件下唤冈，應著重在表面粗糙度峡迷、尺寸精度、工件厚度你虹、工件材料绘搞、尺寸大小、配合間隙和沖制件厚度等方面仔細考慮傅物。

　　5.2 編程注意事項：

　　1. 沖模間隙和過渡圓半徑的確定

　『幌健⑴合理確定沖模間隙琉预。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)鍵因素之一蒿褂。不同材料的沖模間隙一般選擇在如下范圍：

　　軟的沖裁材料圆米，如紫銅、軟鋁啄栓、半硬鋁娄帖、膠木板、紅紙板卜判、云母片等仔省，凸凹模間隙可選為沖材厚度的10%—15%。硬質(zhì)沖裁材料落寡，如鐵皮成止、鋼片、硅鋼片等痒仆，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際經(jīng)驗數(shù)據(jù)秋胚，比國際上流行的大間隙沖模要小一些豪服。因為線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)越大弊刁，工件表面粗糙度越差吁巫，熔化層越厚。隨著模具沖次的增加鞋族，這層脆松的表面會漸漸磨去龟夜，是模具間隙逐漸增大。合理確定過渡圓半徑芹助。為了提高一般冷沖模具的使用壽命堂湖，在線線、線圓状土、遠遠相交處无蜂，特別是小角度的拐角上都應加過渡圓。過渡圓的大小可根據(jù)沖裁材料厚度蒙谓、模具形狀和要求壽命及沖制件的技術(shù)條件考慮斥季，隨著沖制件的曾厚，過渡圓亦可相應增大累驮。一般可在0.1—0.5㎜范圍內(nèi)選用酣倾。對于沖件材料較薄、模具配合間隙較小谤专、沖件又不允許加大的過渡圓躁锡，為了得到良好的凸凹模配合間隙午绳，一般在圖形拐角處也要加一個過渡圓。因為電極絲加工軌跡會在內(nèi)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稚铣。

　　2. 計算和編寫加工程序

　　編程時箱叁，要根據(jù)配料的情況，選擇一個合理的裝夾位置秽擦，同時確定一個合理的起割點和切割路線裹依。起割點應取在圖形的拐角處，或在容易將凸尖修去的部位资汛。切割路線主要以防止或減少模具變形為原則帐捺，一般應考慮使靠近裝夾著一邊的圖形最后切割為易。

　　3. 對尺寸精度要求高呼雨、凸凹模配合間隙小的模具赫捕，必須要用薄料試切，從事切件上可檢查其精度和配合間隙凑魔。如發(fā)現(xiàn)不符合要求飘拂，應及時分析，找出問題壶碴，修改程序直至合格后才能正式加工模具情召。這一步驟是避免工件報廢的一個重要環(huán)節(jié)。

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