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精密线切割加工中工件余留部位
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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- _- q6 b! X1 ]3 z( |1 {; F5 h( `
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 。% { d. |: U" {
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# m' ?6 S+ g8 q3 y8 x
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，+ E' a: g/ Y! i0 U$ z* }
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* L9 A6 P5 x* [1 u# c
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
3 n+ t; q+ @: K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& J: P+ D9 j8 r
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2 C9 A( n: u5 n" h0 l7 \
量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。
6 W6 w8 p& n) G. ]9 G 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 M, W4 @5 g) ?0 J l" d
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
( K6 o$ Q1 L% D# }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、5 Y) E$ x: e# L8 K Z6 U8 D( u0 B
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6 I) X: @0 j/ S. T' _8 {
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
8 r7 ^9 ~) P0 X; {* d" [! [' W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
, u$ `$ r$ A& Z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; `. ]9 F9 J8 n7 Q
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。 ?9 ]7 B( ^& B/ ]2 V" ^( m
1 处理方法与技巧! `8 | u1 r! E7 Q1 [2 K; `
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 g' Z* R6 c7 S7 W x8 o$ O
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
/ M& u5 A) }* S* p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
6 j7 i0 o# Y) H O$ u( O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; q, `8 S) v& f0 i% }
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
2 O! T* @2 i$ Z S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
& v E5 q/ ^, C7 @# a4 R况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
) [. D6 y! u5 {6 m ] 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7 U5 }7 `! c9 \" f- w# y
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5 |* ?* t4 m$ b2 e- P. N. b, O
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' D; v; Z+ @$ ~% W
加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：
. R; H7 L) l4 m! o( E! ` (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" X2 c; |0 D4 @8 H$ B; I; |$ g( Q
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
7 U& w. o; t* q& s# Y6 T w可依照 以下步骤进行。 L6 @: o, u# r# ~! R! ?8 W+ p
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
" C$ V0 b/ S8 E. k2 Z' w, r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
4 t) [# _7 D \2 p0 P3 |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；
3 j4 R k+ h/ r1 J! D 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；, @, T5 ? r5 Y/ r( o
2 u4 M5 ]. Q+ L: f( D3 b7 N+ [6 [ 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' J: B# C# x1 D0 u
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9 [$ L. i! V) v3 H
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 ，6 M& l0 Y" Z( z$ J9 d* a; n* S; Z
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 ，
; R0 D1 I8 K' s) m6 D1 P所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定； k5 E8 f0 |7 q3 v. ?9 i2 C* l
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
% c0 \/ D+ x% `$ u' o! d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8 o' e/ q/ X0 v+ _2 y% H+ \
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)，
; e: N) C/ j# ~# ?( C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/ N5 G8 J& P, b* U; V M9 k
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3 |6 p8 j; x1 A! I- H
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
8 l% m! l7 e$ N2 r, r. `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
% `4 k4 {8 _4 d( J7 [7 _0 p部位形状 的正确性和精度的可靠性。
6 D( F2 n3 r! K1 C- D (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$ r) j ^5 Q0 j
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3 s( i8 U3 y8 M$ c6 g/ L
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
+ E% _" s V" Y2 @5 V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
: L# Y2 {# F! J5 |$ @$ {- r1 X1 B应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。
$ I# }* O6 N* K- N. M6 R% ^ 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，1 v6 @$ y( X5 T- j% ~3 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# |4 r# x* S* X6 t5 V* W
表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。
' w/ | w( l2 ^; | 2 结论 1 | z$ J3 c$ v U
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
* E$ c- C# s, a [" [5 v1 C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3 v# g1 V( p, ?( n Y7 L: s
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
6 r3 c. e7 [3 o# |) M新的途径。
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发表于 2007-2-15 20:58:33