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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
6 [3 [: ]3 X/ U8 i9 S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 。
& O% ~2 f; v7 |3 C+ c M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! {; N) p( {* N
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，
. C4 e+ O7 X0 a2 N& a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1 c: [8 @$ i8 i- ?
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5 @8 ]; W+ g; J4 A2 m
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
1 q$ ]- {6 q& I+ a1 x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 `3 |7 J5 ?4 S2 C$ Z, W8 S
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 ?3 D1 C: w h& X7 S) T
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，
, j! L2 _7 t! |( N' o! s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6 y. r' `- _- o) U; j u
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、8 `9 |! \. _" z1 Z% j
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
! A$ b3 |+ P) \1 w1 i. e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 h/ B$ t0 b# T5 W7 V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6 m8 v4 z s" s, [# m
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
$ Y: w6 `, ]" I& F. V3 I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。- X* D+ o: e9 D8 f% p: t) w
1 处理方法与技巧
' ]) n7 u: [) m/ M' n 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
) }4 A, C' S- b! f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( a0 y# g% e- d6 o5 I) N" n8 h
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
9 c2 O1 k! F, i$ j# ~% {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
# l# P8 e R* k% |% h4 w1 J1 v& 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; A4 K# }0 y- e0 c+ _" I
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# X- G) k& f/ J8 ]5 y7 G
况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
6 p% Q. W0 t3 I 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
- ~/ C. n* \: Q$ V" Q3 F2 F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0 Q* k5 W) a9 q2 k6 _( l" N7 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% l+ Z3 i: Z# v8 T" a
加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：' O) F. ]" e2 M$ b9 W9 C5 N- i
(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
S9 Y- h z; F2 J1 u/ P' u! W0 I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
1 } b2 H4 R0 m% c# U$ ~可依照 以下步骤进行。2 I% B2 O& \1 _! h$ \4 }
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
- V& G6 p: _1 W$ G$ Z) ~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
2 n( D+ Z/ j% _7 l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；# z& I: w9 a: }
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；/ l8 G2 J, s9 u, i7 i
@" w* F8 q: V& z' Q 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2 T, d, z* {: @. P
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
, H& @& F) S) `' f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 ， ^ _4 \+ M2 ~6 U, U
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 ，7 @9 p" \' S/ R/ T( i9 m: _$ J: d
所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
! q4 e' C, q5 m: M6 G" Y( Q 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7 n1 i, A. K$ Y8 {7 D3 ^% ]+ |& F
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
0 L" O% e) J* 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)，; d4 q& [% V) ^5 H ? d
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5 P5 Z4 f. p \+ V& ^! Z9 Z7 W
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, U! \* \7 n8 @4 E& g* f
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* @0 X7 T) s6 q# q5 D
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% E; R4 a/ v' j* K# x4 ~7 |
部位形状 的正确性和精度的可靠性。* a2 P: h3 p% l ]2 w
(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( E y+ J/ l& y* q* L! 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
: {& [5 _4 W; t9 V; ?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6 u# n/ G: ]1 X! j0 b) q4 L4 ]
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
1 S7 @# `* }* w' y应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。
- }5 Y: E5 h9 T 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，
X+ J; l1 @: u3 q& T* T# l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 F$ q8 D# h% g7 {2 E7 l: `* j' v6 l表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。9 A( [, c$ M! f, w
2 结论 # D# {$ n5 x5 h0 j- q
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 `) i0 b) j, X
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
5 D3 N0 y: y7 i# N3 V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& R4 H$ J" y4 u7 e* K q. ?
新的途径。
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发表于 2007-2-15 20:58:33