線切割加工模具的工藝要點分析

1、線切割加工模具的工藝要點分析引言 線切割是沖模零件的主要加工方式，然而進行合理的工藝分析，正確數(shù)控編程中電極絲的設(shè)計走絲軌跡，關(guān)系到模具的加工精度。通過穿絲孔的確定與切割路線的優(yōu)化，改善切割工藝，這對于提高切割質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是一條行之有效的重要途徑。 2實際軌跡的計算 根據(jù)大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，線切割加工后的實際尺寸大部分處于公差帶的中位值(或稱“中間尺寸”)附近，因此對于沖模零件圖樣中標(biāo)注公差的尺寸，應(yīng)采用中位值尺寸作為實際切割軌跡的編程數(shù)據(jù)，其計算公式為：中位值尺寸=基本尺寸+(上偏差+下偏差)。 例如：圖樣尺寸外圓半徑R250.04，其中位值尺寸為25+(00.04)/2=24.98(m

2、m)。 由于線切割放電加工的特點，工件與電極絲之間始終存在放電間隙。因此，切割加工時，工件的理論輪廓(圖樣)與電極絲的實際軌跡應(yīng)保持一定的距離，即電極絲中心軌跡與工件輪廓的垂直距離，稱為偏移量f0(或稱為補償值)。 f0=R絲+電 式中R絲電極絲半徑 電單邊放電間隙 線切割加工沖模的凸、凹模，應(yīng)綜合考慮電極絲半徑R絲、單邊放電間隙電以及凸、凹模之間的單邊配合間隙配，以確定合理的間隙補償值f0。 例如：加工沖孔模(即要求保證工件的沖孔尺寸)，以沖孔的凸模為基準(zhǔn)，故凸模的間隙補償值為：f凸=R絲+電，凹模尺寸應(yīng)增加配。而加工落料模(即要求保證沖下的工件尺寸)，以落料的凹模為基準(zhǔn)，凹模的間隙補償值f

3、凸=R絲+電，凸模的尺寸應(yīng)增加配。見圖1。偏移量的大小將直接影響線切割的加工精度和表面質(zhì)量。若偏移量過大，則間隙太大，放電不穩(wěn)定，影響尺寸精度;偏移量過小，則間隙太小，會影響修切余量。修切加工時的電參數(shù)將依次減弱，非電參數(shù)也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，以提高加工質(zhì)量。 圖1凸模與凹模的間隙補償值 (a)凸模(b)凹模根據(jù)實踐經(jīng)驗，線切割加工沖裁模具的配合間隙應(yīng)比國際上所流行的“大”間隙沖模(手冊推薦值)應(yīng)小些。因為凸、凹模線切割加工中，工件表面會形成一層組織脆松的熔化層，電參數(shù)越大，表面粗糙度越差，熔化層較厚。且隨著模具沖裁次數(shù)的增加，這層脆松的表層會逐漸磨損，使模具的配合間隙逐漸增大，滿足“大”間隙的要求

4、。 3穿絲孔的確定 穿絲孔的位置對于加工精度及切割速度關(guān)系甚大。通常，穿絲孔的位置最好選在已知軌跡尺寸的交點處或便于計算的坐標(biāo)點上，以簡化編程中有關(guān)坐標(biāo)尺寸的計算，減少誤差。當(dāng)切割帶有封閉型孔的凹模工件時，穿絲孔應(yīng)設(shè)在型孔的中心，這樣既可準(zhǔn)確地加工穿絲孔，又較方便地控制坐標(biāo)軌跡的計算，但無用的切入行程較長。對于大的型孔切割，穿絲孔可設(shè)在靠近加工軌跡的邊角處，以縮短無用行程。在切割凸模外形時，應(yīng)將穿絲孔選在型面外，最好設(shè)在靠近切割起始點處。切割窄槽時，穿絲孔應(yīng)設(shè)在圖形的最寬處，不允許穿絲孔與切割軌跡發(fā)生相交現(xiàn)象。此外，在同一塊坯件上切割出兩個以上工件時，應(yīng)設(shè)置各自獨立的穿絲孔，不可僅設(shè)一個穿絲孔

5、一次切割出所有工件。切割大型凸模時，有條件者可沿加工軌跡設(shè)置數(shù)個穿絲孔，以便切割中發(fā)生斷絲時能夠就近重新穿絲，繼續(xù)切割。 穿絲孔的直徑大小應(yīng)適宜，一般為2mm8mm。若孔徑過小，既增加鉆孔難度又不方便穿絲;若孔徑太大，則會增加鉗工工作量。如果要求切割的型孔數(shù)較多，孔徑太小，排布較為密集，應(yīng)采用較小的穿絲孔(0.3mm0.5mm)，以避免各穿絲孔相互打通或發(fā)生干涉現(xiàn)象。 1 4切割路線的優(yōu)化 切割路線的合理與否將關(guān)系到工件變形的大小。 因此，優(yōu)化切割路線有利于提高切割質(zhì)量和縮短加工時間。切割路線的安排應(yīng)有利于工件在加工過程中始終與裝夾支撐架保持在同一坐標(biāo)系內(nèi)，避免應(yīng)力變形的影響，并遵循以下原則。

6、 (1)一般情況下，最好將切割起始點安排在靠近夾持端，將工件與其夾持部分分離的切割段安排在切割路線的末端，將暫停點設(shè)在靠近坯件夾持端部位。 (2)切割路線的起始點應(yīng)選擇在工件表面較為平坦、對工作性能影響較小的部位。對于精度要求較高的工件，最好將切割起始點取在坯件上預(yù)制的穿絲孔中，不可從坯件外部直接切入，以免引起工件切開處發(fā)生變形。 (3)為減小工件變形，切割路線與坯件外形應(yīng)保持一定的距離，一般不小于5mm。 線切割加工中對于一些具體工藝要求，應(yīng)重點關(guān)注切割路線的優(yōu)化。 (1)二次(或多次)切割法對于一些形狀復(fù)雜、壁厚或截面變化大的凹模型腔零件，為減小變形，保證加工精度，宜采用二次切割法。通常，

7、精度要求高的部位留2mm3mm余量先進行粗切割，待工件釋放較多變形后，再進行精切割至要求尺寸。若為了進一步提高切割精度，在精切割之前，留0.20mm0.30mm余量進行半精切割，即為3次切割法，第1次為粗切割，第2次為半精切割，第3次為精切割。這是提高模具線切割加工精度的有效方法。 (2)尖角切割法當(dāng)要求工件切割成“尖角”(或稱“清角”)時，可采用方法一，在原路線上增加一小段超切路程，如圖2所示的A0-A1段，使電極絲切割的最大滯后點達到程序A0點，然后再前進到附加點A1，并返回至A0點，接著再執(zhí)行原程序，便可切割出尖角。也可采用圖3所示的方法二的切割路線，在尖角處增加一段過切的小正方形或小三

8、角形路線作為附加程序，這樣便可保證切割出棱邊清晰的尖角。 圖2尖角切割方法圖3尖角切割方法二(3)拐角的割法線切割放電加工過程中，由于放電的反作用力造成電極絲的實際位置比機床X、Y坐標(biāo)軸移動位置滯后，從而造成拐角精度較差。 電極絲的滯后移動則會造成工件的外圓弧加工過虧，而內(nèi)圓弧加工不足，致使工件拐角處精度下降。為此，對于工件精度要求高的拐角處，應(yīng)自動調(diào)慢X、Y軸的驅(qū)動速度，使電極絲的實際移動速度與X、Y軸同步。也就是，加工精度要求越高，拐角處的驅(qū)動速度應(yīng)越慢。(4)小圓角切割法若發(fā)現(xiàn)圖樣要求的內(nèi)圓角半徑小于切割時的偏移量，將會造成圓角處“根切”現(xiàn)象。為此，應(yīng)明確圖樣輪廓中最小圓角必須大于最后一

9、遍修切的偏移量，否則應(yīng)選擇直徑更細的電極絲。在主切割加工及初修切割加工中，可根據(jù)各遍加工時不同的偏移量，設(shè)置不同的內(nèi)圓角半徑，即對于同段輪廓編制不同的內(nèi)圓角半徑子程序，子程序中的內(nèi)圓角半徑應(yīng)大于此遍切割的偏移量，這樣就可切割出很小的圓角，并獲取較好的圓角切割質(zhì)量。 5切割前工件的準(zhǔn)備 為了減少切割過程中模具的變形及提高加工質(zhì)量，切割前凸凹模零件應(yīng)滿足以下要求： (1)工件上、下兩平面的平行度誤差應(yīng)小于0.05mm。 (2)工件應(yīng)加工一對正交立面，作為定位、校驗與測量基準(zhǔn)。 (3)模具切割應(yīng)采用封閉式切割，以降低切割溫度，減小變形。 (4)切割工件的四周邊料留量應(yīng)為模具厚度的1/4為宜，一般邊緣

10、留量不小于5mm。 (5)為減小模具變形，并正確選擇加工方法和嚴(yán)格執(zhí)行熱處理規(guī)范，對于精度要求高的模具，最好進行兩次回火處理。 (6)工件淬火前應(yīng)將所有銷孔、螺釘孔加工成形。 (7)模具熱處理后，穿絲孔內(nèi)應(yīng)去除氧化皮與雜質(zhì)，防止導(dǎo)電性能降低而引起斷絲故障。 (8)線切割前，工件表面應(yīng)去除氧化皮和銹跡，并進行消磁處理。 6結(jié)語 編程完成后、正式切割加工之前，應(yīng)對編制的程序進行檢查與驗證，確定其正確性。線切割機床的數(shù)控系統(tǒng)均提供程序驗證的方法，常用的方法有：畫圖檢驗法主要用于驗證程序中是否存在錯誤語法及是否符合圖樣加工輪廓;空行程檢驗法可檢驗程序的實際加工情況，檢查加工中是否存在碰撞或干涉現(xiàn)象，以及機床行程是否滿足加工要求等;動態(tài)模擬加工檢驗法通過模擬動態(tài)加工實況，對程序及加工軌跡路線進行全面驗證。通常，可