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精密线切割加工中工件余留部位
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% l+ _, W: Q Z7 R# | 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
1 X: `1 [( z2 y# y" B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 。
7 x1 X' v' t! ^1 n/ b8 Y4 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
1 o( b. l! z9 X1 c4 c5 }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，
4 r) [ k1 J- H( _3 S( J E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( V. [' n3 ?. t! n g' t
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, b K( o3 `5 L: G) c0 x- C. P& C& t8 J
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
% O1 B3 ~( d' P1 e2 `$ b! }# H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 P L+ |8 f. o. {# ?+ M; B) C' F
量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。
' T3 s# |) H# X& I! n 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，
! G B# E4 r; I$ B9 c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
& _- l) w" W: N0 k1 {1 S* m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、
) n* u3 [0 q( U3 e* k0 O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1 `4 n3 {7 w 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
/ E. `2 M# j) O" B2 B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
8 b( Z9 j. s$ e- D* T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1 W8 A3 C$ k" h B- B5 X/ g
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。5 A% ]! t+ @+ Z3 E9 C
1 处理方法与技巧
& e8 l, H5 L. ~ 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' [0 \4 |9 O7 L/ Y( w! _
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/ R$ f# }+ k. D- ^
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 H3 n5 s$ r8 _: X
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* k' P. u' D: P* ^. g# G- }* Z V
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
* `8 u3 n: J4 v! v5 P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" d6 `: P- u% i! D9 U
况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
: [ v) D* h8 B' [/ _5 p) |- |& ? 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
* D0 R) @' I! J# V, r6 d) k0 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
3 ` ^. ]% A. k0 J$ W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% {% o5 e/ D) A! E, G; v3 M9 }0 w
加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：
7 R# d0 b3 @; l- [+ R (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$ R9 g* U2 [ J* Y. ~# j
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
$ t! x7 j( r5 d* v) \可依照 以下步骤进行。6 p6 k: ?2 a% p2 R
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
9 }$ h* L: K( ^% w5 k7 Q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
. ?6 t x) A( r' L9 @% R# d6 P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； H. \. k. ?1 Y7 s. e7 l3 B
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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1 o) v( G9 x' J9 N' S7 R 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' _! L- @2 [: j; m" C& q+ z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' Z2 C+ S2 g$ S# e+ l
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 ，
0 S9 }+ [. D( |/ o# n: h0 ~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 ，
6 |: J# i4 Y# a% d& y2 ~2 [+ C所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
8 M/ d# @7 ]5 s6 r0 P2 Y 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5 p4 `6 U2 H; F# V# d) U1 p
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, D6 m6 S; j/ y' A: G
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)，7 q; F* X/ \! }4 h# G
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. i y+ Y& }$ Q# z+ l2 g7 p
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0 k) [' n# M, U l$ L& z4 v
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5 P( f0 `! I5 B3 D! o
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
9 i+ M: ?+ ?: g( R部位形状 的正确性和精度的可靠性。- B4 _0 U& U) G$ y. [' B; 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" P5 U7 Y& H* ]( F3 N1 V
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2 _: q5 H% \$ W, z6 C
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
$ c) v \ ~ z' A3 D- a9 H5 M& o9 g0 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
S. W8 a7 M( i应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。7 t8 S5 K- e j% p! ?% G( }4 G: J
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，) F5 x8 D3 I, T. W7 n
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
0 p% n8 A- M* d- k表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。
: P! Y( d- l, a& n6 y' w4 G 2 结论
# R6 M, d: u& Y9 ~3 D 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
; i$ ]" H3 q) n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 X. I% w0 G1 ]" H
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) O1 u: @. Z# v) C' b
新的途径。, f$ N7 E+ v" K1 {, A
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发表于 2007-2-15 20:58:33