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精密线切割加工中工件余留部位* j' m" _8 Q! k0 n5 _) q! V9 K' C
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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
2 ]* Y5 {) V, D7 U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 。
4 m. q; j L3 y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
5 V. ?3 o& b; K, J* U( ~3 ~( x# q* R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，: H: g( U9 k" q; }0 t0 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! Z; R& l7 j5 N3 y8 q' `
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9 b5 C" {# \4 W4 a* 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) p- a) k) G+ K) H# O6 o I
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$ T0 \) n* f) M5 ?
量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。
: ~ H. z( ~7 d5 h e 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，$ p! P, L! V# y- {
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 e. L# t+ v) u" Y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、
, h9 V* k( p3 _$ E1 ~9 t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
# b, s9 D1 F; T! y; y! }9 M! m7 d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% j" D" P; I) S2 O
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* J7 i" z( i( S1 ~
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. j# ^" B: O2 k/ j
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。
* Z" O* ^: e! F y8 z3 C. g6 _7 Q, B4 z 1 处理方法与技巧: e& B& S6 C+ f W3 \! 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' }! {+ a5 G' t" l
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
+ z& x9 x6 I3 B0 ~5 t+ c! E- ?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 + _% v, h4 r3 y) _4 H
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
: e v5 J7 w- q% n7 L5 e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
% Z0 }) w; \) g* I, V' n( k0 u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8 D: A! ~7 a/ V) q% R, ?0 \
况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
5 \( z7 d/ M" g" x6 Z 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6 d# T- a( G P, q( H
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
9 U* C! S1 V: g2 E7 G8 M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
6 v3 I/ @$ R' [( [1 P加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：
, n: ~+ d- `8 }2 B1 O (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
+ x" N3 h' N9 A: g5 ]$ C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8 |, N9 X- W, B" S2 N1 I
可依照 以下步骤进行。
* {4 |: W, q6 Y* n5 n$ L 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
! d# C: c( ~6 v Y9 G; g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/ L6 [7 r( M( \+ P$ t
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；; \9 v* A- W; }8 f% Z& ^- ?2 D% F* J) }
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；
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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' T% f d2 x9 ?. J" i+ w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$ w3 d& V4 O" W
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 ，
+ J. d7 k2 \; w E$ r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 ，3 l+ ~; ?% A: R* g
所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
0 q: w/ E: R$ n G2 D 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
9 [2 L6 S' Q6 S: U. c- f, R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
. i7 {: z9 m$ w2 w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' t, J' U3 h/ k
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
* Q" J% X& M* W# }' U7 j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
( ]# M$ S' { o) h% f, e1 j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$ B( ]" `3 v% `
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 g3 w4 b- ^! R/ @8 R
部位形状 的正确性和精度的可靠性。
; t0 V; @6 y2 B (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8 L0 k; ~& {8 `; i. u5 u
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
* F* Z" l# `4 w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
; v8 N( U. C6 N1 z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, @2 I* m( i1 x: a
应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。: b! r8 P5 Q0 f
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，& @2 T K% }' x- C( N& V4 U a
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
% q5 F0 l" I% f( S: j% ~- I表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。
" ?/ }# h) c* \5 {- Y 2 结论 7 j2 n/ l. x8 g1 P' D( t$ l* m. y
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
& m T% v v! D! 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+ U; a a. n2 T+ t2 Q9 K
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
/ L3 Q$ @: A$ x! {4 e3 l+ o新的途径。
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发表于 2007-2-15 20:58:33