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精密线切割加工中工件余留部位( O8 z+ m" R$ q' D
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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 X# ~0 v0 W* U( 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 。/ ?3 n6 f! J0 E, l/ ]
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: l, r5 p7 s z2 g& {" U% X/ _7 l( m
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，
. B3 F' Q: r6 o8 M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# H7 ?5 q f, m4 m$ y. U1 Y- h# V% ^
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
; _" i, A8 F# }( ^8 O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
- w) ?* I8 f& a7 P- y* j. j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
6 c/ B$ m" L+ X4 R% ?$ L* X量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。. B1 K* x1 u5 X, H1 S% X
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，2 Q6 y6 ^& e% O7 V" g. ~. |4 R
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5 {! A$ n# n% Q j$ }
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、
, }& z; m# J4 [* T0 G$ v% ~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2 e0 H/ v& e% I
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2 E) Q2 o- i' X( ~1 T- c+ m
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 g, I0 G/ ?, P0 G4 T' K. g: V% G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
/ e1 V2 w' u: o! V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。: V: S5 ^4 H" N* |8 ^
1 处理方法与技巧
9 H3 V& w9 e0 G6 h8 F 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 S% S, J! [- z
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& |4 z* w0 |. m; [- W
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 8 F7 N( J. b- M% \" |- v
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
* @# f7 q. ?$ I4 ^) ]; H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
; c$ }7 I; p; b- p! C, }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 |" L6 |# Y- R9 J9 d8 t况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
/ V% H/ a4 N; R: B 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
/ ]( {# Q3 Y2 z* c6 M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' \: e/ p; o+ j) a! \9 G
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) x z- |/ n- [# o1 y2 w) k
加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：: T! |. \! f+ ?6 [! z$ G
(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
! F/ d; f( z$ p4 I: O! o' O$ p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. U1 x9 U1 I, J0 i, a. j
可依照 以下步骤进行。 h7 ?- b F) u" ^1 t
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
8 ?& n* Q) w- c1 c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
8 p' u! A* a, D. d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 @% l! O- H! M 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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8 c! J; q1 s* J Y/ N/ V" P. i 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/ v- n4 u6 Y" h8 ?7 F
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
" t b C8 v8 K O g/ D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 ，) w; o+ A. _8 j ~: } J* g( B$ Q
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 ，
" H. r& O7 b& c) z" s所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
; T! E$ k& r& [4 ?) P( k 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
_1 j/ V# r1 O- p0 M+ r$ X4 P9 M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
$ y; Y1 c. v/ f2 e: J. J- U. }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)，& F3 X8 J# F" x4 z7 K. `; b
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; c3 F% V" p: G* d! H
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
4 S! e+ \$ p8 u9 `# n( |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# t1 K- h% M3 C& H& e; T" z
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
3 A3 q: M0 U8 t% @/ Z6 u部位形状 的正确性和精度的可靠性。2 z$ P/ _- X! c+ 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
5 ^. Q& M0 S1 l! _3 \ N* F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, X/ P+ J7 D( x9 t+ d
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
1 o' M9 n5 W* m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& Y) O8 r0 l# a! P; W
应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。/ N" ]7 }1 N1 c5 v; h( f8 n
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 K1 Y W, U* n( H
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5 ]& r Q& b5 ^* c, I) [( ^7 U' x2 ?
表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。& T! {. X4 ^7 Q1 }
2 结论
' j7 B) K, z( ]" e% k8 Q3 c7 Q0 e 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
+ ]+ z& F8 d& A3 m! I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* u9 u' f T J, k8 f4 ^0 Q; Z2 C" H" j
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0 N- Z$ U" g" n
新的途径。* e, n8 j2 [- m* @ g& I. G4 [- G0 \
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发表于 2007-2-15 20:58:33