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精密线切割加工中工件余留部位
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# e8 L+ A& K5 @ 近年来，随着高精度、主硬度和高复杂度模具的发展，电火花线切割加工越来越 引起, V' l# j6 T' V- y7 d' C6 m+ n# k
人们的重视。目前，各种NC电火花线切割机在现代模具制造中正发挥着越来越大的作用 。9 ~8 c3 V1 \+ E, I
由于电火花线切割机把作为工具电极的线电极(通常采用Φ0.1-Φ0.3mm铜丝)接在负极， 把# C" K. c6 k' k
被加工件接在正极(图1)，当两极间施加一定电压时，介于间隙中的电解液便产生放电现象，
% O+ a0 w; P% J利用瞬时高温，使被加工部位材料剥离与汽化，因而它可加工 各种常 规机械加工方法难4 b2 J; v2 @$ y2 L, H
以加工的材料，同时，由于线电极不断地边移动、边加工，这样即使线电 极发生损耗，也. P6 M: f+ O9 ]! F
能连续补充，因此能提高加工精度。正因为电火花线切割机具有这样突出的 优点，所以电
: M+ v, a* \5 V* R+ j I6 G: C火花线切割机不仅用于穿透形冲裁模加工，还可用于特种零件和工具电极的加 工，其需求! H5 }1 l6 W# u j( f' `7 _
量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。+ ?' @2 I- D$ C& n$ ]/ C6 [
随着世界范围内模具工业新技术、新材料和新工艺的发展，为了增强模具的耐磨性，
) ?9 |0 k; u5 \* |. k" l$ K) C& k人们广 泛使用各种高强度、高硬度和高韧性的模具材料，这对提高模具的使用寿命极为有
1 F. M; k; ?' t) @利，但它 给电火花线切割工件余留部位加工后所带来的技术处理造成不便。笔者在教学、 M) _/ P7 S9 l3 ~. `- o; Z- {
科研和生产 实践中发现，要实现模具高表面精度和高生产效率的要求，就必须尽可能减少% p: i7 J6 [& h' ?' m7 H, g
线切割 后的加工工作，而这就决定了人们不能采用一次性线切割加工方式而应该采用多次
. E, f) C" r& `9 o( n7 \, V+ V# v- t5 h性线切割 加工方式来处理工件余留部位的加工问题，这样才能保证工件余留部位的表面质
2 b- `- [+ `0 m1 D7 {量和表面精 度。特别是对于高硬度、高精度和高复杂度、且加工表面为非平面的小工件来
" R. i3 g* P# T8 z说，采用多次 切割加工的方法处理工件余留部位的切割任务显得更为重要。
( N1 v! q9 [. g: |2 n" l Z( Z4 z 1 处理方法与技巧. J8 [' K7 {8 I4 C
对于线切割工件余留部位切割的多次加工，首先必须解决被加工工件的导电问题 ，因
6 U9 |9 `8 V1 a' W* x6 J为在高精度线切割加工中，线电极的行走路线可能需要沿加工轨迹往复行走多次，才能 保
! K# \( ^' b# R/ O证被加工工件具有较高表面粗糙度和表面精度，这时线切割加工是靠工件余留部位起到导
0 d( F* l9 E' B7 y9 S! \电作用以保障电加工正常进行。但在进行工件余留部位的切割加工时，若第一次切割即切
5 [1 S! ~. ?2 y) L5 {下 工件余留部位，将会导致被切割部分与母体分离，以致导电回路中断，无法进行继续加) y( @' K c' W v4 P3 p1 E% o9 y
工， 所以从线切割加工的条件性和延续性考虑，必须使工件余留部位即便在多次切割的情- ~$ w2 }. D/ D
况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
/ _) J8 x, d: |$ y: `0 K 为了实现上述目的，笔者力图营造人为环境和条件来满足导电要求，即当工作人员在4 o! s7 i, H6 z; ~
操作电 火花线切割机遇到指令MOO切割工件余留部位时，可采用在被切割部分和母体之
+ ?" m' n/ U, k# ]间粘铜片和 在切割间隙中塞铜片的处理方法来造成人为的定位条件和导电条件，使是火花1 |! U# ]. i0 N. {
加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：' h7 B9 X! L# _& D1 e: ~- i" L
(1)在被切割部分与母体材料之间粘贴连接铜片。其目的是使工件余留部分在切割时与
9 f5 D+ B; t' i3 v' F& y- k) i/ ~8 x母体 材料相连固定，保证线切割有良好的定位条件，从而保障工件有优异的加工质量，这9 y' D, g5 n7 V$ v" n3 K
可依照 以下步骤进行。) \. @/ X) z* t7 f
①首先根据加工工件的大小把薄铜片(厚度根据线电极情况和加工部位形状而定)剪成
2 d h' O9 d& F6 u' [ N, E长条 形，然后折叠，井保证折叠部分一长一短，如图2所示。采用短铜片的目的是减少铜+ _5 S& t, Z4 b2 m- I
片的厚 度，使上喷嘴更接近工件加工部位，以便于提高加工精度；
1 c% C& m6 l& r9 d. h% I% _! n+ V ②然后把铜片折叠的弯曲部分用小手锤锤平，并用什锦锉修理成图3所示形状；6 M1 U+ m; Z/ ?+ F) c
* H: q$ M) J5 F# j* a6 n ③再把经以上处理的铜片塞到线电极加工所形成的缝隙里，同时在工件该部们的 表 面$ v8 r) B: u0 ^( V) q$ ` l0 A
滴上502胶水(即环氧树脂瞬时快干胶)。由于切割时，电火花线切割机高压冲水使工件所 受
3 A6 {' \- m9 u压力较大，若单纯用铜片塞紧来保证导电和固定，容易产生以下问题：(a)铜片塞得太松 ，
- s* f6 ^2 t/ V, J- n! S* h: _担心固定不可靠、导电不稳定；(b)铜片塞得太紧，又担心损伤工件表面、破坏形位公差 ，
. M" j# m7 d5 l$ N所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
( G- X1 l' @$ c l3 u% c, i ④在将铜片塞进加工部位时，应按图4把BC段都塞进缝隙里，并把AD段掰平，使# F1 G! w/ [1 [/ h7 V" H
上喷嘴更接 近工件以保证加工精度。加工完毕后再将其掰直即可把铜片从缝隙中取出。在
7 E6 T! r; j# r d$ w) l此尤应注意是 ：用502胶水粘贴连接铜片时应远离工件余留部件处(如图5的BACD段)，: a; l U. ^8 t" N3 p* h" N
以免502胶水渗到正 好位于其下方的导丝嘴的穿丝孔里，造成穿丝孔堵塞。此外粘贴连接" d3 ]+ y$ A, [) P. O7 j# C
铜片的位置应考虑对称 分布，且应保证同时塞紧，避免工件发生偏移，以致影响工件加工
9 k+ t# W& |( o& R4 u- |质量。以图5所示精密电 子谐振腔外封套冲压模的线切割加工为例 ，如在E、G旁边 粘: n: o% {- {# c3 R, t+ H u
贴连接 铜片，而且同时加紧，就能保证被切割部分不会偏移，也就能保证被切割工件余留
0 Z' v7 b! s) k# R1 O1 N2 f部位形状 的正确性和精度的可靠性。( `6 P" J& x; Q0 s
(2)在被切割部分与母体材料之间填充导电铜片。把经折叠、剪齐、锤平和修锉的薄铜" L0 U; v+ H% q3 t2 y
片填 充在线电极加工形成的缝隙里，并使铜片和缝隙壁紧密贴合。填充此铜片的目的是为* G1 I2 H; H0 x5 `$ B- |# o
了导电 ，因为前面粘贴连接铜片时用了502胶水，而502胶水是不导电的。为了实现导电
3 g% A+ V/ h \1 R4 v0 \要求，故采 用填充导电铜片的方法，填充导电铜片时同样应注意铜片的对称布置以及铜片
7 j" t$ r% ]: s% q9 C( O应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。
6 s& f# o( q3 G+ P$ O7 D- l7 d 根据笔者的经验，不管是粘贴连接铜片还是填充导电铜缝隙的形状。若以图5为例，& X8 v/ Q: T) z- Y" P* s2 C3 T
即应该 把小铜片制成圆弧形，而且还应该用金相砂布打磨被锤过的铜片表面，以保证铜片6 Y6 L0 t4 D& q4 b
表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。
% ~# \4 K- i9 i5 H 2 结论
& k t- _6 M- v% [: b) Y( C0 c6 F 在采用电火花线切割机加工高硬度、高精度和高复杂度的小型工件时,按照上述 方法2 j3 R' k$ s/ \, R
和步骤进行线切割加工中工件余留部位的精密切割,是一种行之有效的方法,它所提出 的步. ]/ W8 C0 R3 `# M7 G/ z9 F* `
骤和技巧，经济简便、实用可行,从而为改善和提高精密线切割加工的质量和效率控索 出
9 q! t3 _$ x }0 W: a新的途径。& J9 e+ M. Z( m# V8 K( f* `
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发表于 2007-2-15 20:58:33