模具線切割加工實(shí)踐（論文）

1、.自 學(xué) 考 試 畢 業(yè) 論 文題 目 模具線切割加工實(shí)踐 專 業(yè) 模具制造與設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 論文編號(hào) 準(zhǔn)考證號(hào) 指導(dǎo)教師 2010 年度 上 (上/下)南昌航空大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名： 專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)教師： 論文題目：模具線切割加工實(shí)踐開(kāi)題報(bào)告一 選題的依據(jù)及意義：近年來(lái),我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,平均每年以20%25%的速度增長(zhǎng)。2005年模具產(chǎn)值為610億元,2006年約720億元。模具的技術(shù)水平同樣有顯著提高,一些國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,而這些優(yōu)質(zhì)模具大多為塑料模和沖壓模。我國(guó)模具行業(yè)以塑料模、沖壓模為主,而沖壓模的加工離不開(kāi)電火花線

2、切割加工(WEDM)機(jī)床。據(jù)統(tǒng)計(jì),約80%的WEDM機(jī)床用于模具加工,主要是沖壓模加工。電火花線切割加工用于模具制造已相當(dāng)成熟，據(jù)統(tǒng)計(jì)約有75%一80%的電火花線切割機(jī)床(WEDM)用于模具加工，WEDM已成為國(guó)內(nèi)外WEDM在我國(guó)分高速走絲電火花線切割機(jī)床(HSWEDM)和低速走絲電火花線切割機(jī)床(LSWEDM)兩大類。就其精密模具加工而言，主要是LSWEDM，因此本文重點(diǎn)介紹LSWEDM在精密模具加工中的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)不少學(xué)者做了很多的研究工作，希望能夠改善高速走絲電火花線切割機(jī)的加工性能，但其加工性能并沒(méi)有得到較大的改進(jìn)。本文指出，要想使我國(guó)的電火花線切割加工業(yè)發(fā)生一個(gè)質(zhì)變，只有大力發(fā)展低速走

3、絲電火花線切割機(jī)。以滿足當(dāng)代社會(huì)對(duì)制造技術(shù)的要求。 另外本文就發(fā)展低速走絲電火花線切割機(jī)的方法和策略，進(jìn)行了一定的探討。二國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及意義：20世紀(jì)中期, 蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而開(kāi)創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法, 線切割放電機(jī)也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。當(dāng)時(shí)以投影器觀看輪廓面前后左右手動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)面加工，其實(shí)認(rèn)為加工速度雖慢，卻可加工傳統(tǒng)機(jī)械不易加工的微細(xì)形狀。代表的實(shí)用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當(dāng)時(shí)使用之加工液用礦物質(zhì)性油(燈油)。絕緣性高，極間距離小，加工速度低于現(xiàn)在械械，實(shí)用性受限。 將之

4、NC化，在脫離子水(接近蒸餾水)中加工的機(jī)種首先由瑞士放電加工機(jī)械制造廠在1969年巴黎工作母機(jī)展覽會(huì)中展出，改進(jìn)加工速度，確立無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的安全性。但NC紙帶的制成卻很費(fèi)事，若不用大型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，對(duì)使用者是很大的負(fù)擔(dān)。在廉價(jià)的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)裝置(Automatic Programed Tools APT)出現(xiàn)前，普及甚緩。 日本制造廠開(kāi)發(fā)用小型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)的線切割放電加工機(jī)廉價(jià)，加速普及。線切割放電加工的加工形狀為二次元輪廓。自動(dòng)程序裝置廣用簡(jiǎn)易形APT(APT語(yǔ)言比正式機(jī)型容易)，簡(jiǎn)易形APT的出現(xiàn)為線切割放電機(jī)發(fā)展的重要因素。 目前，模具工業(yè)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了模具制造技術(shù)的進(jìn)

5、步。線切割加工作為模具制造技術(shù)的一個(gè)重要分支，被賦予越來(lái)越高的加工要求。同時(shí)在數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展新形勢(shì)的影響下，促使線切割加工技術(shù)朝著更深層次、更高水平的數(shù)控化方向快速發(fā)展。雖然模具高速加工技術(shù)的迅猛發(fā)展使電加工面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，目前放電加工技術(shù)部分工序已被高速加工中心代替，但線切割加工仍舊有廣闊的市場(chǎng)。如在模具的復(fù)雜、精密小型腔、窄縫、溝槽、拐角、冒孔和深度切削等加工領(lǐng)域仍被廣泛應(yīng)用。同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)一直被改進(jìn)和提升，使放電加工技術(shù)在模具工業(yè)中經(jīng)久不衰。先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展和制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇對(duì)數(shù)控線切割加工技術(shù)提出了更高的要求，同時(shí)也為其提供了新的發(fā)展動(dòng)力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械零件的

6、形狀和結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)生變化,各行業(yè)尤其是模具制造業(yè)不斷遇到一些批量不大、精度要求高的復(fù)雜曲面零件,它們的機(jī)械加工往往成為產(chǎn)品更新?lián)Q代的關(guān)鍵。這些問(wèn)題的解決極大地促進(jìn)了電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展,而不斷發(fā)展的數(shù)控電火花線切割加工技術(shù)又為解決上述問(wèn)題提供了條件。雖然國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家,尤其是瑞士和日本等國(guó)的電火花線切割加工機(jī)床自動(dòng)化程度高,功能多,加工質(zhì)量好,但這些先進(jìn)的外國(guó)機(jī)床價(jià)格昂貴,國(guó)內(nèi)一般企業(yè)難以承受。而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的國(guó)產(chǎn)高速走絲電火花線切割機(jī)床在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍然是模具制造、新特材料及復(fù)雜曲面零件加工的重要設(shè)備。因此,進(jìn)一步研究高速走絲線切割加工技術(shù),擴(kuò)大其加工工藝范圍,尤其是利用

7、計(jì)算機(jī)等高科技工具和先進(jìn)的科學(xué)方法來(lái)提高我國(guó)電火花線切割技術(shù)水平,不僅具有重要的理論意義,而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。三.研究?jī)?nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題1、運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)課程知識(shí)、理論和畢業(yè)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決線切割加工過(guò)程中的變形分析及原因、合理的加工工藝是減小電火花切割模具變形的有效辦法等問(wèn)題。2、電火花線切割如何制造沖裁模凸、凹模的加工方法。  3、進(jìn)行技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面的工藝分析。4、怎么樣解決線切割在模具加工中對(duì)制件造成的變形以及解決方法。5、熟練掌握查閱手冊(cè)圖表資料文獻(xiàn)。充分利用與本線切割有關(guān)的各種資料，做到科學(xué)合理地熟練運(yùn)用四、本課題研究方案

8、：4.1 研究條件線切割及其他相關(guān)參考文獻(xiàn)資料（詳見(jiàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書）4.2 可能存在的問(wèn)題線切割加工中可能存在一些比較理想化的理想東西，再實(shí)際運(yùn)用中會(huì)有一定不實(shí)用性并且線切割加工中具有理想化的，有很多具體參數(shù)的取值要靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)取定，作為一名沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)這些參數(shù)的取值會(huì)存在一定的不合理性。4.3 研究方案對(duì)一些模具我們可以采取用數(shù)控車或數(shù)控銑等一些加工方法加工。也可以采取近年興起的電火花或電火花線切割加工。該加工比普通加工精度高、可以加工對(duì)微小的零件進(jìn)行精密加工。從而減小了制件的體積，也減少了成本。電火花線切割加工在對(duì)一些難切削的材料、特殊及復(fù)雜形狀的零件的加工上較傳統(tǒng)的切削加工方法具有明顯的優(yōu)

9、勢(shì)。 所以我選擇該課題作為設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1蔡光起,馮寶富,趙恒華.磨削技術(shù)的最新進(jìn)展J.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng),2003.2趙恒華.超高速磨削成屑機(jī)理探討研究D.沈陽(yáng):東北大學(xué),2004.3李長(zhǎng)河.高速和超高速磨削加工及其關(guān)鍵技術(shù)J.現(xiàn)代零部件,2005.4 麥山.高速走絲線切割四軸控制系統(tǒng)及空間曲面加工技術(shù)的研究:博士學(xué)位論文.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),1994.5 沈洪.中國(guó)的電火花機(jī)床及電火花機(jī)床市場(chǎng)的狀況及展望.電加工,1994指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽名：年 月 日任務(wù)書題目：模具線切割加工實(shí)踐專業(yè)班級(jí)：模具設(shè)計(jì)與制造學(xué)生姓名： 趙長(zhǎng)康 一、主要任務(wù)與目標(biāo)：線切割在加工模具時(shí)，出現(xiàn)的一些問(wèn)

10、題及如何去解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)。讓自己在以后該行業(yè)應(yīng)該注意的一些事項(xiàng)。寫出畢業(yè)論文。二、主要內(nèi)容與基本要求：（1）分析線切割加工中出現(xiàn)的問(wèn)題。（2）該設(shè)計(jì)。介紹了一些常用于線切割在模具中的應(yīng)用以及解決方法。（3）打印圖紙，寫出畢業(yè)論文。（4）要求學(xué)生熟悉線切割加工的問(wèn)題，具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力。三、計(jì)劃進(jìn)度：日 期教室指導(dǎo)組織者內(nèi) 容備 注1月20日之前403朱江峰講授如何寫作畢業(yè)論文3月5日之前403朱江峰指導(dǎo)完成論文初稿（一稿）3月30日之前403朱江峰指導(dǎo)完成論文修改稿（二稿）4月20日之前403朱江峰指導(dǎo)完成論正稿（三稿）4月20日403李鐵華督促并收齊論文正稿（含磁盤）5月9、10日403李鐵

11、華學(xué)生畢業(yè)答辯摘 要隨著微型計(jì)算機(jī)的迅速普及和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控電火花線切割加工新技術(shù)也得到不斷完善和提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。本文就實(shí)用新型的線切割加工編程、線切割電火花脈沖電源性能的提高及新型電火花線切割加工機(jī)床功能的拓展等方面進(jìn)行了專題論述，介紹了這項(xiàng)新技術(shù)在模具和工具制造加工領(lǐng)域的應(yīng)用。模具鋼原材料冶金缺陷是先天性不足,是導(dǎo)致模具壽命短和早期失效致命傷。線切割變形是后天性不足,容易造成廢品,增加生產(chǎn)成本,必須采取有效措施,消除原材料冶金缺陷和線切割變形,大幅度提高模具質(zhì)量和使用壽命,降低生產(chǎn)成本,增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,有顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！娟P(guān)鍵詞】：電火花線切割加工；模具變形的原因及減

12、小變形；新技術(shù)應(yīng)用引言轉(zhuǎn)眼間就到了每個(gè)畢業(yè)學(xué)生的最后一課-畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。它是每一個(gè)畢業(yè)生必不可少的環(huán)節(jié)。作為自考的畢業(yè)生，在上崗位之前進(jìn)行畢業(yè)論文設(shè)計(jì)是非常必要的。是對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合的技術(shù)應(yīng)用能力訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，聯(lián)系生產(chǎn)及科研實(shí)際，進(jìn)行一次設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而全面檢驗(yàn)我們學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才必要的基礎(chǔ)訓(xùn)練和從業(yè)、創(chuàng)業(yè)的適應(yīng)階段。隨著我國(guó)模具工業(yè)的不斷發(fā)展,數(shù)控電火花線切割技術(shù)在模具加工中顯得更為重要。而沖壓模的加工更離不開(kāi)電火花線切割的加工,不論是動(dòng)模、定模、零配件,還是特殊加工場(chǎng)合。由于數(shù)控電火花線切

13、割是數(shù)字系統(tǒng)控制下利用火花放電電蝕加工方法進(jìn)行加工,因此與其它機(jī)械加工相比有其獨(dú)特的特點(diǎn)。線切割是沖模零件的電子主要加工方式，然而進(jìn)行合理的電子工藝 分析 ，正確 計(jì)算 數(shù)控編程中電極絲的設(shè)計(jì)走絲軌跡，關(guān)系到模具的加工精度。通過(guò)穿絲孔的確定與切割路線的優(yōu)化，改善切割工藝，這對(duì)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。由于本人的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，其中的欠缺和錯(cuò)誤在所難免，望各位老師給予批評(píng)和指正！目 錄摘 要引言第1章 線切割機(jī)床的組成(9)1.1 機(jī)械部分(9)1.2 工作液系統(tǒng)(9)1.3 電氣部分(9)第2章 線切割加工原理及特點(diǎn)(10)2.1實(shí)用的電火花加工要求(10)2

14、.2工作原理(10)2.3數(shù)控電火花線切割的特點(diǎn)(11)第3章 線切割加工模具的應(yīng)用(12)3.1產(chǎn)生變形及裂紋的主要因素(12)3.2防止變形和開(kāi)裂的措施(13)第4章 線切割加工過(guò)程中的變形分析及原因(16)4.2線切割加工過(guò)程中的變形原因(16)4.1線切割加工過(guò)程中的變形分析(16)第5章 合理的加工工藝是減小電火花切割模具變形的有效辦法(17)5.1采用預(yù)加工工藝(17)5.2合理確定起始切側(cè)點(diǎn)位置(18)5.3多穿絲孔加工(18)5. 4恰當(dāng)安排切割圈形在坯料中的位置(19)5.5正確選擇切割路線(19)第6章 數(shù)控線切割加工新工藝的應(yīng)用(20)結(jié)論參考文獻(xiàn)結(jié)束語(yǔ)第1章 線切割機(jī)床

15、的組成1.1 機(jī)械部分 其精度直接影響到機(jī)床的工作精度，也影響到電氣性能的充分發(fā)揮。機(jī)械系統(tǒng)由機(jī)床床身、坐標(biāo)工作臺(tái)、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)、線架機(jī)構(gòu)、錐度機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。機(jī)床床身通常為箱式結(jié)構(gòu)，是提供各部件的安裝平臺(tái)，而且與機(jī)床精度密切相關(guān)。坐標(biāo)工作臺(tái)通常由十字拖板、滾動(dòng)導(dǎo)軌、絲桿運(yùn)動(dòng)副、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。主要是與電極絲之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，來(lái)完成對(duì)工件的加工。運(yùn)絲機(jī)構(gòu)是由儲(chǔ)絲筒、電動(dòng)機(jī)、齒輪副、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、換向裝置和絕緣件等部分組成，電動(dòng)機(jī)和儲(chǔ)絲筒連軸連接轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)帶動(dòng)電極絲按一定線速度移動(dòng)，并將電極絲整齊地排繞在儲(chǔ)絲筒上。線架分單立柱懸臂式和雙立柱龍門式。單立柱懸臂式分上下臂，一般下臂是固定的，上臂

16、可升降移動(dòng)，導(dǎo)輪安裝在線架上，用來(lái)支撐電機(jī)絲。錐度機(jī)構(gòu)可分搖擺式和十字拖板式結(jié)構(gòu)，搖擺式是上下臂通過(guò)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成，一般用在大錐度機(jī)。十字拖板型通過(guò)移動(dòng)使電極絲伸縮來(lái)完成，一般適用在小錐度機(jī)。潤(rùn)滑系統(tǒng)用來(lái)緩解機(jī)件磨損、提高機(jī)械效率、減輕功率損耗。可起到冷卻、緩蝕、吸振、減小噪音之作用。1.2 工作液系統(tǒng) 一般由工作液箱、工作液泵、進(jìn)液管、回液管、流量控制閥、過(guò)濾網(wǎng)罩或過(guò)濾芯等組成。主要作用是集中放電能量、帶走放電熱量以冷卻電極絲和工件、排除電蝕產(chǎn)物等。1.3 電氣部分 包括機(jī)床電路、脈沖電源、驅(qū)動(dòng)電源和控制系統(tǒng)等組成。機(jī)床電路主要控制運(yùn)絲電動(dòng)機(jī)和工作液泵的運(yùn)行，使電極絲對(duì)工件能連續(xù)切割。脈沖電

17、源提供電極絲與工件之間的火花放電能量，用以切割工件。驅(qū)動(dòng)電源也叫驅(qū)動(dòng)電路，由脈沖分配器、功率放大電路、電源電路、預(yù)放電路和其它控制電路組成。是提供電源給步進(jìn)電機(jī)供電的專用電源，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。控制系統(tǒng)主要是控制工作臺(tái)拖板的運(yùn)動(dòng)（軌跡控制）和脈沖電源的放電（加工控制）。控制系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代后期至70年代中期，我國(guó)高速走絲線切割機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)“專用工控機(jī)”，采用晶體管分立元件組成門電路，再由門電路組成寄存器、輸入控制器、運(yùn)算器、輸出控制器等，加工程序則通過(guò)扳鍵開(kāi)關(guān)手工輸入，或通過(guò)光電閱讀機(jī)從穿孔紙帶讀入，采用輝光數(shù)碼管和氖燈顯示計(jì)數(shù)長(zhǎng)度以及X、Y坐標(biāo)值（二進(jìn)制）。隨著單板微型計(jì)算機(jī)

18、（將CPU、RAM、ROM、輸入輸出接口裝在一塊印制電路板上的計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單板機(jī)）的出現(xiàn)，高速走絲線切割機(jī)控制器大量使用以Z-80為微機(jī)處理器的單板機(jī)，真正實(shí)現(xiàn)了功能強(qiáng)、價(jià)格的目標(biāo)。對(duì)于簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)輝煌的時(shí)期，在其它相關(guān)行業(yè)的發(fā)展促進(jìn)下，使數(shù)控高速電火花線切割機(jī)得到了迅速的普及。目前，快走絲線切割技術(shù)的發(fā)展已走向明朗化，在保持往復(fù)走絲線切割優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷的探索和研究，把新的理論、新的方法，應(yīng)用到新的系統(tǒng)中。新一代控制系統(tǒng)將會(huì)更穩(wěn)定、更實(shí)用、更簡(jiǎn)單、更方便。第2章 線切割加工原理及特點(diǎn)與傳統(tǒng)的切削加工方法不同，電火花加工是利用工具電極和工件兩極之間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)工

19、件進(jìn)行尺寸加工的加工方法。電腐蝕現(xiàn)象的一個(gè)最簡(jiǎn)單例子是電氣開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)的電腐蝕，這種腐蝕是由于觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)產(chǎn)生的火花引起的，逐漸地會(huì)損壞觸點(diǎn)。電火花腐蝕的主要原因是：電火花放電時(shí)火花通道內(nèi)瞬時(shí)產(chǎn)生一個(gè)高溫?zé)嵩矗瑢⒕植拷饘偃刍蜌饣g除。但這種簡(jiǎn)單的電腐蝕還不能構(gòu)成實(shí)用的電火花加工。2.1實(shí)用的電火花加工要求1.必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定間隙，通常約為幾微米至幾百微米，如果間隙過(guò)大，極間電壓不能擊穿極間介質(zhì)，因而不能產(chǎn)生火花放電。如果間隙過(guò)小，很容易形成短路接觸，也不能產(chǎn)生火花放電。因此電火花加工中必須有間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，或稱伺服控制系統(tǒng)。2.火花放電應(yīng)是短時(shí)間的脈沖放電，放電

20、持續(xù)時(shí)間為10-7-10-3S,且每次放電后需停歇一段時(shí)間，以保證消電離，避免持續(xù)電弧放電燒傷工件。3.火花放電必須在具有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行，如煤油、皂化液等。液體介質(zhì)又稱工作液，它們必須具有：（1）較高的絕緣性能，以利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電；（2）液體介質(zhì)還有排除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物，保證在時(shí)間和空間上分散的重復(fù)性脈沖放電正常進(jìn)行；（3）冷卻電極的作用。因此，一般電火花加工設(shè)備都具有實(shí)現(xiàn)這些要求的裝置，它們包括脈沖電源，工作液循環(huán)系統(tǒng)，工具電極與工件的相對(duì)伺服進(jìn)給系統(tǒng)以及機(jī)床主體等。它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件, 例如模具的凸模、凹模。它是在電火花穿孔、成形加工的基礎(chǔ)上發(fā)展

21、起來(lái)的。它不僅使電火花加工的應(yīng)用得到了發(fā)展，而且某些方面已取代了電火花穿孔、成形加工。線切割機(jī)床已占電火花機(jī)床的大半。2.2工作原理 繞在運(yùn)絲筒上的電極絲沿運(yùn)絲筒的回轉(zhuǎn)方向以一定的速度移動(dòng)，裝在機(jī)床工作臺(tái)上的工件由工作臺(tái)按預(yù)定控制軌跡相對(duì)與電極絲做成型運(yùn)動(dòng)。脈沖電源的一極接工件，另一極接電極絲。在工件與電極絲之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液，電極之間的火花放電蝕出一定的縫隙，連續(xù)不斷的脈沖放電就切出了所需形狀和尺寸的工件。電極絲的粗細(xì)影響切割縫隙的寬窄，電極絲直徑越細(xì)，切縫越小。電極絲直徑最小的可達(dá)0.05,但太小時(shí),電極絲強(qiáng)度太低容易折斷。一般采用直徑為0.18mm的電極絲。根據(jù)電極絲

22、移動(dòng)速度的大小分為高速走絲線切割和低速走絲線切割。低速走絲線切割的加工質(zhì)量高，但設(shè)備費(fèi)用、加工成本也高。我國(guó)普遍采用高速走絲線切割，近年正在發(fā)展低速走絲線切割。高速走絲時(shí)，線電極采用高強(qiáng)度鉬絲，鉬絲以810m/s的速度作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加工過(guò)程中鉬絲可重復(fù)使用。低速走絲時(shí)，多采用銅絲，電極絲以小于0.2m/s的速度作單方向低速移動(dòng),電極絲只能一次性使用。電極絲與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)一般采用自動(dòng)控制，現(xiàn)在已全部采用數(shù)字程序控制，即電火花數(shù)控線切割。工作液起絕緣、冷卻和沖走屑末的作用。工作液一般為皂化液( 乳化液）。隨著科技的發(fā)展也不斷出現(xiàn)一些新型線切割專用工作液。2.4數(shù)控電火花線切割的特點(diǎn)(1)直接利

23、用線狀的電極絲作電極,不需要制作專用電極,可節(jié)約電極的設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用。(2)可加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無(wú)法加工的復(fù)雜工件。對(duì)不同的工件只需編制不同的控制程序,對(duì)不同形狀的工件都很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工,適合小批量形狀復(fù)雜零件、單件和試制品的加工,且加工周期短。(3)利用電蝕加工原理,電極絲與工件不直接接觸,兩者之間的作用很小,故而電極絲、夾具不需要太高的強(qiáng)度。(4)傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工中,刀具硬度必須比工件大,而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬,可節(jié)省輔助時(shí)間和刀具費(fèi)用。(5)直接利用電、熱能進(jìn)行加工,可以方便地對(duì)影響加工精度的加工參數(shù)(脈沖寬度、間隔、伺服速度等)進(jìn)行調(diào)整,

24、有利于加工精度的提高,便于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化控制。(6)工作液一般采用水基乳化液或,洗滌性好的工作液成本低,不會(huì)發(fā)生火災(zāi)。(7)利用四軸或五軸聯(lián)動(dòng),可加工錐度、上下面異形體或回轉(zhuǎn)體等零件。(8)由于電極絲比較細(xì),可以方便地加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄,實(shí)際金屬去除量很少,材料的利用率很高。對(duì)加工、節(jié)約貴重金屬有重要意義。(9)采用移動(dòng)的長(zhǎng)電極絲進(jìn)行加工,使單位長(zhǎng)度電極絲的損耗較少,從而對(duì)加工精度的影響比較小,特別在慢走絲線切割加工中,電極絲一次性使用,電極絲損耗對(duì)加工精度的影響更小。正是由于電火花線切割加工有許多突出的特點(diǎn),因而在國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快,在塑料模具加工中應(yīng)

25、用廣泛。第3章 線切割加工模具的應(yīng)用在模具加工中，電火花線切割加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，但在線切割加工過(guò)程中，模具易產(chǎn)生變形和產(chǎn)生裂紋，造成零件的報(bào)廢，使得成本增加等問(wèn)題屢屢發(fā)生。所以，線切割加工中模具的變形和開(kāi)裂問(wèn)題，也越來(lái)越引起人們的關(guān)注，多年來(lái)，人們對(duì)線切割加工的變形和開(kāi)裂認(rèn)識(shí)不夠，往往造成線切割加工部門與來(lái)料加工者之間相互推脫責(zé)任，產(chǎn)生矛盾。   其實(shí)，變形和開(kāi)裂的原因是多方面的，如材料問(wèn)題、熱處理問(wèn)題、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題、工藝安排問(wèn)題及線切割時(shí)工件的裝夾和切割線路選擇的問(wèn)題等等。在這諸多因素中，能否找到線切割加工變形和開(kāi)裂規(guī)律呢?筆者通過(guò)多年的深入研究，提出了以下防止變

26、形和開(kāi)裂的措施。  3.1產(chǎn)生變形及裂紋的主要因素：  在生產(chǎn)實(shí)踐中，作者經(jīng)過(guò)大量的實(shí)例分析，發(fā)現(xiàn)線切割加工產(chǎn)生變形和裂紋與下列因素有關(guān)。  3.1.1與零件的結(jié)構(gòu)有關(guān) ： (1)凡窄長(zhǎng)形狀的凹模、凸模易產(chǎn)生變形，其變形量的大小與形狀復(fù)雜程度、長(zhǎng)寬比、型腔與邊框的寬度比有關(guān)。形狀越復(fù)雜，長(zhǎng)寬比及型腔與邊框?qū)挾缺仍酱?，其模具變形量越大。變形的?guī)律是型腔中部癟入，凸模通常是翹曲;(2)凡是形狀復(fù)雜清角的淬火型腔，在尖角處極易產(chǎn)生裂紋，甚至易出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。其出現(xiàn)的頻率與材料的成分、熱處理工藝等有關(guān);(3)圓筒形壁厚較簿零件，若在內(nèi)壁進(jìn)行切割，易產(chǎn)生變形，一般由

27、圓形變?yōu)闄E圓形。若將其切割缺口，在即將切透時(shí)易產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象;  (4)由零件外部切入的較深槽口，易產(chǎn)生變形，變形的規(guī)律為口部?jī)?nèi)收，變形量的大小與槽口的深度及材料性質(zhì)有關(guān)。  3.1.2與熱加工工藝有關(guān) ： (1)模具毛坯在鍛造時(shí)始鍛溫度過(guò)高或過(guò)低，終鍛溫度偏低的零件;  (2)終鍛溫度過(guò)高，晶粒長(zhǎng)大，終鍛后冷卻速度過(guò)慢，有網(wǎng)狀碳化物析出的模坯;  (3)鍛坯退火沒(méi)有按照球化退火工藝進(jìn)行，球化珠光體超過(guò)5級(jí)的零件;  (4)淬火加熱溫度過(guò)高，奧氏體晶粒粗大，降低材料強(qiáng)韌性，增加脆性;  (5)淬火工件未及時(shí)回火和回火不充分的零

28、件。  3.1.3與機(jī)械加工工藝有關(guān) ： (1)面積較大的凹模，中間大面積切除而又事先未挖空，因切去框內(nèi)較大的體積，框形尺寸將產(chǎn)生一定的變形;  (2)凡坯料中無(wú)外形起點(diǎn)穿絲孔，不得不從坯料外切入的，不論其凸?；鼗鸷托螤钊绾?，一般容易產(chǎn)生變形，尤其是淬火件變形嚴(yán)重，甚至在切割中產(chǎn)生裂紋;  (3)對(duì)熱處理后的磨削零件，無(wú)砂輪粒度、進(jìn)刀量、冷卻方式等工藝要求，磨削后表面有燒傷及微裂紋等疵病的零件。  3.1.4與材料有關(guān)： (1)原材料存在嚴(yán)重的碳化物偏析;  (2)淬透性差、易變形的材料，如T10A、T8A等。 

29、3.1.5與線切割工藝有關(guān)： (1)線切割路徑選擇不當(dāng)，易產(chǎn)生變形;  (2)工件的夾壓方式不可靠、夾壓點(diǎn)的選擇不當(dāng)，均易產(chǎn)生變形;  (3)電規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)，易產(chǎn)生裂紋。 3.2防止變形和開(kāi)裂的措施：   3.2.1選擇變形量較小的材料，采用正確的熱處理工藝：  為了防止和減少變形、開(kāi)裂，對(duì)需要線切割加工的模具，應(yīng)對(duì)材料的選擇、熱加工、熱處理直到制成成品的各個(gè)環(huán)節(jié)都要充分關(guān)注和重視;  (1)嚴(yán)格檢查原材料化學(xué)成分、金相組織和探傷，對(duì)于不合格原材料和粗晶粒鋼材及有害雜質(zhì)含量超標(biāo)鋼材不宜選用;  (2)盡量

30、選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔鋼材;  (3)避免選用淬透性差、易變形材料; (4)坯料應(yīng)合理鍛造，遵守鐓粗、拔長(zhǎng)、鍛壓比等鍛造守則，原材料長(zhǎng)度與直徑之比即鍛造比最好選在2-3之間;  (5)改進(jìn)熱處理工藝，采用真空加熱、保護(hù)氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級(jí)淬火、等溫淬火;  (6)選擇理想的冷卻速度和冷卻介質(zhì);  (7)淬火鋼應(yīng)及時(shí)回火，盡量消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低脆性;  (8)用較長(zhǎng)時(shí)間回火，提高模具抗斷裂韌性值;  (9)充分回火，得到穩(wěn)定組織性能;  (10)多次回火使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變充分和消除新的應(yīng)力;&

31、#160; (11)對(duì)于有第二類回火脆性模具鋼高溫回火后應(yīng)快冷(水冷或油冷)，可消除二類回火脆性;  (12)模具鋼化學(xué)處理之前進(jìn)行擴(kuò)散退火、球化退火、調(diào)質(zhì)處理，充分細(xì)化原始組織。  3.2.2合理安排機(jī)械加工工藝 ：(1)線切割工件坯料的大小，要根據(jù)零件的大小確定，不宜太小。一般情況下，圖形應(yīng)位于坯料中部或離毛坯邊緣較遠(yuǎn)而不易產(chǎn)生變形的位置上，通常應(yīng)取圖形到坯料邊距大于10mm;  (2)凡較大的型腔或窄長(zhǎng)而復(fù)雜的凸模，配制坯料時(shí)要改變傳統(tǒng)的實(shí)心板料習(xí)慣。大框型腔、窄長(zhǎng)型腔等易變形零件，其中間部位應(yīng)鏤空。這樣淬火時(shí)表里狀況得以改善，溫差小，產(chǎn)生的應(yīng)力小

32、，同時(shí)切割時(shí)切除的體積也就小，應(yīng)力達(dá)到平衡也就不至受破壞;  (3)在模具使用允許的情況下，大框形型腔零件的清角處，應(yīng)適當(dāng)增加工藝圓角R，或在線切割之前將清角處鉆空，以緩解應(yīng)力集中的現(xiàn)象;  (4)對(duì)凸模零件，在淬火之前應(yīng)在凸塊坯料中鉆外形起點(diǎn)的穿絲孔，使工件在切割時(shí)保持內(nèi)應(yīng)力平衡且不被破壞，以免從材料外切入引起開(kāi)裂變形。  3.2.3優(yōu)化線切割加工的工藝方案，選擇合理的工藝參數(shù) ： 改進(jìn)切割方法 ：(1)改變一次切割到位的傳統(tǒng)習(xí)慣為粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的變形量在精切割時(shí)及時(shí)地被修正。一般精切割時(shí)的切割量應(yīng)根據(jù)第一次切割后的變形量

33、大小而定，一般取0.5mm左右即可。這種辦法常應(yīng)用于形狀復(fù)雜而勢(shì)必產(chǎn)生變形的零件或要求精度較高、配合間隙較小的模具;  (2)對(duì)易變形的切割零件，要根據(jù)零件形狀特征統(tǒng)籌安排切割的起始點(diǎn)、程序走向及夾壓位置，以減少變形量。一般應(yīng)選擇較平坦、已精加工或?qū)ぜ阅苡绊懖淮蟮牟课辉O(shè)置線切割的起始點(diǎn)。  選擇合理的工藝參數(shù)：(1)采用高峰值窄脈沖電參數(shù)，使工件材料以氣相拋出，氣化溫度大大高于融化溫度，以帶走大部分熱量，避免工件表面過(guò)熱而產(chǎn)生變形;  (2)有效地進(jìn)行逐個(gè)脈沖檢測(cè)，控制好集中放電脈沖串的長(zhǎng)度，也可解決局部過(guò)熱問(wèn)題，消除裂紋的產(chǎn)生; (3)脈沖能量對(duì)裂

34、紋的影響極其明顯，能量越大，裂紋則越寬越深;脈沖能量很小時(shí)，例如采用精加工電規(guī)準(zhǔn)，表面粗糙度值。例如：動(dòng)模加工工藝在百分表的表盤模具加工中,動(dòng)模和定模是該模具的主要組成部分。動(dòng)模也稱型芯或凸模, 是成型工件表面的模具零件,多裝在沖床的動(dòng)模板上。定模也稱型腔或凹模,是成型件外表面的模具零件,多裝在沖床的定模板上。動(dòng)模和定模通常都要經(jīng)過(guò)淬火處理,硬度極高,一般加工方法難以實(shí)現(xiàn),數(shù)控電火花線切割在動(dòng)模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、頂針孔、定位孔等的加工。數(shù)控電火花線切割在動(dòng)模和定模加工中的應(yīng)用見(jiàn)圖 動(dòng)模在模具中起著很重要的作用,其設(shè)計(jì)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

35、。在實(shí)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)首先對(duì)穿絲孔進(jìn)行封閉式切割,盡可能避免開(kāi)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(jìn)行封閉形式切割,對(duì)于方形毛坯件,在編程時(shí)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(guò)程中始終與夾具(裝夾支撐架)保持在同一坐標(biāo)系,避開(kāi)應(yīng)力變形的影響。夾具固定在左端,從葫蘆形動(dòng)模左側(cè),按逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行切割,整個(gè)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(wú)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(shí)針?lè)较蚯懈?工件留在毛坯的左側(cè),靠近夾持部位,

36、大部分切割過(guò)程都使工件與夾具保持在同一坐標(biāo)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(diǎn)(支撐部分)留在靠近毛坯夾持端的部位。下面著重分析硬質(zhì)合金齒形動(dòng)模的切割工藝處理。一般情況下,動(dòng)模外形規(guī)則時(shí),線切割加工常將預(yù)留連接部分(暫停點(diǎn),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(duì)預(yù)留連接部分只做一次切割,以后再由鉗工修磨平整,這樣可減少動(dòng)模在中走絲線切割上的加工費(fèi)用。硬質(zhì)合金動(dòng)模由于材料硬度高及形狀狹長(zhǎng)等特點(diǎn),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

37、下,預(yù)留連接部分的修磨給鉗工帶來(lái)很大的難度。因此在中走絲線切割加工階段可對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使外形尺寸精度達(dá)到要求,免除鉗工裝配前對(duì)暫停點(diǎn)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(yán)重,大部分外形加工及預(yù)留連接部分(暫停點(diǎn))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(鉬絲)偏移量加大至0·15-0·18mm,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(jìn)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(dāng)位置用穿孔機(jī)或電火花成形機(jī)加工好1·

38、0-1·5mm穿絲孔,穿絲孔中心與動(dòng)模輪廓線間的引入切割線段長(zhǎng)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(diǎn))應(yīng)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)。(4)為補(bǔ)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0·15-0·18mm。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。第4章 線切割加工過(guò)程中的變形分析及原因4.1線切割加工過(guò)程中的變形分析：在線切割加工前,模板已進(jìn)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(gè)

39、相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng),在線切割去除大量廢料時(shí), 應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來(lái)。因此,模板在線切割加工時(shí),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(wú)規(guī)則的變形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影響加工質(zhì)量和加工精度。針對(duì)這種情況,對(duì)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(jī)床的自動(dòng)移位功能,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(gè)型孔

40、加工后有足夠的時(shí)間釋放內(nèi)應(yīng)力,能將各個(gè)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(shí)間太長(zhǎng),穿絲次數(shù)多,工作量大,增加了模板的制造成本。另外機(jī)床本身隨加工時(shí)間的延長(zhǎng)及溫度的波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生蠕變。這樣既提高了生產(chǎn)效率,又降低了模板的制造成本。4.2線切割加工過(guò)程中的變形原因：電火花線切割是制造沖裁模凸、凹模常用的加工方法，但是在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)模塊變形的現(xiàn)象，它限制了線切割加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是在精密微細(xì)加工中的推廣使用。其原因在于，工件在線切割加工前，模塊經(jīng)歷了熱加工、冷加工，產(chǎn)生了較大的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，當(dāng)

41、線切割去除大量的工件材料時(shí)，改變了表層、中間區(qū)域和芯部等諸層與層之間的應(yīng)力場(chǎng)分布狀態(tài)，隨著電極絲切割軌跡的移動(dòng)，殘余應(yīng)力不斷轉(zhuǎn)變?yōu)樗芗Γ淠芰勘会尫懦鰜?lái)，應(yīng)力的平衡狀態(tài)被破壞，內(nèi)應(yīng)力將重新分布，直至達(dá)到一個(gè)新的平衡。在這個(gè)過(guò)程中，材料產(chǎn)生了變形，導(dǎo)致加工后的工件形狀與切割軌跡不一致，破壞了加工精度，甚至使工件報(bào)廢。為了減小工件的變形，一般應(yīng)從兩個(gè)基本方面著手解決。一方面是合理選擇適合電加工工藝的工件材料(如:P系列、H系列熱作模具鋼)，嚴(yán)格控制熱處理工藝，并采用人工時(shí)效處理等方法，力爭(zhēng)最大限度地減小線切割之前材料產(chǎn)生和存在的組織缺陷及殘余應(yīng)力;另一方面是在線切割加工時(shí)采用有效工藝路線，盡量減

42、小殘余應(yīng)力導(dǎo)致材料變形的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，很多模具加工工藝技術(shù)人員在編寫加工工藝時(shí)，習(xí)慣于淬火、回火后直接進(jìn)行線切割的工藝路線，忽略了殘余應(yīng)力問(wèn)題?，F(xiàn)從加工工藝的角度對(duì)如何減小凸、凹模線切割變形作一些粗淺的探討。第5章 合理的加工工藝是減小電火花切割模具變形的有效辦法5.1采用預(yù)加工工藝： 如前所述，殘余應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的系統(tǒng)，當(dāng)線切割加工工件時(shí)，由于工件材料被大量去除，應(yīng)力場(chǎng)重新分布而引發(fā)模具變形，去除的材料越多，工件變形越大;反之，去除的材料越少，越有利于減小工件的變形。因此，如果在線切割之前，能夠預(yù)先去除大部分的加工余量，使工件材料的內(nèi)應(yīng)力先釋放出來(lái)，將大部分的殘余變形量留在粗加工階

43、段，然后再進(jìn)行線切割加工，由于精切余量較小，變形量自然就減小了。 因此，如圖la所示，為了減小變形，可對(duì)形狀簡(jiǎn)單或厚度較小的凸模，從坯料外部向凸模輪廓均勻地開(kāi)出放射狀槽，便于應(yīng)力對(duì)稱均勻分散地釋放，各槽底部與凸模輪廓線的距離應(yīng)小而均勻，通常留2-3mm。對(duì)于形狀復(fù)雜或較厚的凸模，如圖1b所示，留出工件的夾持余量，并在夾持余量部位開(kāi)槽以防該部位殘余變形。 圖2為凹模的預(yù)加工，先去除大部分型孔材料，然后精切成形。若用預(yù)銑或電火花成形法預(yù)加工，可留1- 2mm的余量。若用線切割粗加工法預(yù)加工，如快速走絲線切割機(jī)床可留0.5-1 mm的余量，特別是在切割凹模時(shí)，預(yù)先留出加工余量，以寬脈沖、大電流進(jìn)行初

44、次粗切割，然后把電源脈沖寬度減小，并減少功放管的只數(shù)，使之轉(zhuǎn)變成精切割條件，利用預(yù)先編制的程序，慢慢減少偏置量，以比初次切割較慢的加工速度進(jìn)行二次甚至更多次的表面精加工。采用多次切割法與一次切割比較，被加工的工件不僅優(yōu)化了表面完整性指標(biāo)(變質(zhì)層厚度、顯微裂紋深度、電解程度、表面粗糙度等)，而且由于工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力能逐步釋放出來(lái)，因而工件變形小，尺寸精度明顯提高。 5.2合理確定起始切側(cè)點(diǎn)位置： 電火花線切割路線大部分為封閉圖形，所以起始切割點(diǎn)也是切割的終點(diǎn)。許多模具制造者在切割凸模類外形工件時(shí)，常常直接從材料的側(cè)面切人，在切人處產(chǎn)生缺口，殘余應(yīng)力從切口向外釋放，使凸模變形。為減少變形，應(yīng)該在

45、淬火之前先在模坯上打出穿絲孔，孔徑一般選3 - l0mm之間，待淬火后再?gòu)哪Ｅ鲀?nèi)部對(duì)凸模進(jìn)行封閉切割。對(duì)于淬火后的標(biāo)準(zhǔn)模塊、穿絲孔直徑小、模塊厚度超過(guò)了鉆頭長(zhǎng)度，可采用電火花高速小孔加工機(jī)加工出穿絲孔。如圖3所示，穿絲孔的位置通常按下述原則選定:被切割工件各面的表面粗糙度要求不同時(shí)，應(yīng)在粗糙度值高的面上選擇起切點(diǎn)。工件各表面粗糙度要求相同的，則盡量在截面圖形的交點(diǎn)上選擇起切點(diǎn)。對(duì)于各切割面的技術(shù)要求無(wú)明顯差異的工件，起切點(diǎn)盡量選擇在便于鉗工修復(fù)的位置上。切割凹模時(shí)，對(duì)于小型工件，如圖3b所示，穿絲孔宜選在工件待切割型孔的中心，對(duì)于大型工件，穿絲孔可選在靠近圖樣的邊角處或已知坐標(biāo)尺寸的交點(diǎn)上，以

46、簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。5.3多穿絲孔加工： 采用線切割加工一些特殊形狀的工件時(shí)，如果只采用一個(gè)穿絲孔加工，殘余應(yīng)力會(huì)沿切割方向向外釋放，造成工件AB面及尺寸L的變形，如圖4所示。采用多穿絲孔加工可解決變形問(wèn)題，在凸模O, OZ, 03三點(diǎn)處打穿絲孔，并從O，點(diǎn)開(kāi)始切割，當(dāng)切割到O:點(diǎn)時(shí)暫停加工，轉(zhuǎn)人O:穿絲孔開(kāi)始加工，當(dāng)切割到03點(diǎn)時(shí)又暫停加工，再轉(zhuǎn)人O3穿絲孔加工至O1點(diǎn)完成加工。 5. 4恰當(dāng)安排切割圈形在坯料中的位置： 模坯在熱處理時(shí)表面冷卻快，內(nèi)部冷卻慢，形成熱處理后模坯金相組織不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而且越靠近邊角處，應(yīng)力變化越大，要求切割圖形應(yīng)盡量避開(kāi)坯料邊角處，一般讓出8 - l Omm為最

47、佳。對(duì)于凸模還應(yīng)留出足夠的夾持余量，一般留出5 -8mm即可。5.5正確選擇切割路線： 切割加工前應(yīng)分析可能產(chǎn)生的變形，在此基礎(chǔ)上確定切割路線。切割路線應(yīng)有利于保證工件在切割過(guò)程中的剛度并避開(kāi)應(yīng)力變形影響，如圖5所示。圖5a表示從指針凸模左側(cè)按箭頭所示方向切割。由于坯料左右兩側(cè)的連接材料很快被割斷，右側(cè)工件剛性很差，難以抵抗應(yīng)力而變形。若改用圖5b所示切割路線，將工件留在左側(cè)坯料上，剛性較好，避免了變形。一般情況下，合理的切割路線應(yīng)將工件與其夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序末端。第6章 數(shù)控線切割加工新工藝的應(yīng)用線切割加工工藝是實(shí)現(xiàn)加工目的的直接手段。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種線切割加工工藝，

48、并在生產(chǎn)中取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。下面介紹幾種在數(shù)控線切割加工中新應(yīng)用的工藝及其優(yōu)勢(shì)。1.標(biāo)準(zhǔn)化夾具實(shí)現(xiàn)快速精密定位在數(shù)控線切割加工中為保證極高的重復(fù)定位精度且不降低加工效率，要采用快速裝夾的標(biāo)準(zhǔn)化夾具。這類裝置的原理是：集電極與夾具為一體的組件是在裝有同數(shù)控線切割機(jī)床上配備的工藝定位基準(zhǔn)附件相同的加工設(shè)備上加工完成的。工藝定位基準(zhǔn)附件都統(tǒng)一同心、同位，并且各數(shù)控機(jī)床都有坐標(biāo)原點(diǎn)，因此電極在制造完成后，直接取下電極和夾具的組件，裝入數(shù)控線切割機(jī)床的基準(zhǔn)附件上，無(wú)需再進(jìn)行糾正調(diào)節(jié)。加工過(guò)程中如需插入一個(gè)急件加工，同樣可以將正在加工的半成品卸下，待急件加工完后再繼續(xù)快速裝夾加工。標(biāo)準(zhǔn)化夾具，是一種快速精密定位的工藝方法，它的使用大大減少了數(shù)控線切割加工過(guò)程中的裝夾定位時(shí)間，有效地提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。2.混粉加工方法實(shí)現(xiàn)鏡面加工效果在放電加工液內(nèi)混入粉末添加劑，以高速獲得光澤面的加工方法稱之為混粉加工。該方法主要應(yīng)用于復(fù)雜模具型腔，尤其是不便于進(jìn)行拋光作業(yè)的復(fù)雜曲面的精密加工。可降低零件表面粗糙度值，省去手工拋光工序，提高零件的使用性能（如壽命、耐磨性、耐腐蝕性和脫模性等）。混粉方法加工鏡面主要技術(shù)要求有：線切割機(jī)床具有鏡面精加工電路（具有極小的單個(gè)脈沖能量）；選擇合適的粉末添加劑；進(jìn)行粉末添加劑的濃度管理；利用擴(kuò)散裝置來(lái)消除濃度的誤差；采