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精密线切割加工中工件余留部位2 _0 l2 M$ F+ \4 V$ P1 o
4 V5 J& Y6 d/ C# A' u* L
' P! l' l) R% I a7 d. N
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% l" }. [" P/ r1 d+ Y' g2 ^
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 。 [0 o( `8 {$ h0 Q' x8 `' A& S
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; Z' ?- D8 V( M8 `) i
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，
" \. ]9 m1 t" b' L% X: ]3 f/ w! C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
f% J3 g0 w# z$ v* }% r1 M) f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 K2 v$ e* _. g7 v+ P
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$ I) `2 X$ l* {) `
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
3 {0 I E: l: ]! p量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。& W! W9 r1 ~- c. x" u
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，+ t4 S* k& D- ~9 b x! q
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 a0 {! U" N* \' z; {5 ~; a
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、9 }; d9 z- r4 n( o" x
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) d3 F8 u! Q# {+ m' J; 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
* `8 C- |6 [, _8 S: c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
& s: M" k* M+ J% N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! w- P0 j2 ]( p: ?- S, Y3 L
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。+ {* H/ }2 g7 k
1 处理方法与技巧
* h% s p& u0 ^ 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 o3 a! B9 I( }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7 g# p: C% O: }1 a* R
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 - g6 I5 p s. s- x! G5 K
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5 W/ m1 p R! U* l* u9 T
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 y* s0 t2 V6 G. 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
: g0 E+ }2 _1 F6 \$ \) z6 [9 P; S况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。
6 D; Z4 i; s: {& M4 `: a 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
4 s9 l5 t; c) a3 p$ _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 e3 n$ W0 Y' u6 o) |, g$ I
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7 q: g9 R3 H) Z* r, a: x
加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：
% f3 C; |/ q1 {0 M( a (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9 v, Y1 V1 B1 ]7 h3 \; y) F. z
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
* o; G+ a* V* A" r% F; ^! U* i可依照 以下步骤进行。/ m& @+ }$ B3 Y" [6 {
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& l8 N8 R Y, H3 ]0 \. 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
' T& o! O y+ s, ?& n, |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；
2 a/ u1 r6 [* s 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；! s9 a( G' j5 z2 g- z1 B
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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
# x9 t* R% F$ @5 A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
& S6 q( j+ {7 A% Z5 j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 ，
# m9 o; D, E' a' Y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 ，
+ D l) Q% D9 \4 X. {) R' {- F所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；
0 w, c, m2 n! N0 G* H 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
" v) l+ [9 y) y6 l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
. t. V6 F# X9 g8 K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)，
9 ?- N W4 w7 m9 _* ^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
; N% W; h; s; a, a, j* r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! c7 T u2 }6 }/ A: {. E
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3 p! k Q: G0 Z' f2 g/ N5 \1 ?0 U
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 j2 i* D! I3 P' B
部位形状 的正确性和精度的可靠性。
; n2 W# D1 p# ?8 ^ (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) b) n; {/ a% b6 ^% x5 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" t; {) x5 Z+ `2 Q5 m7 K& T1 z, S
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
; f: t$ N$ A- E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8 q1 n% v' G+ Z2 h+ R8 S- b; L
应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。! {5 B4 {$ h6 E
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，
/ L9 m/ x J6 l$ k/ A% D& V' G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
% H) R8 c& \+ ?0 n# L表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。
) [. |8 P5 `( f: D+ R% v( [ 2 结论 " ~, n" B. g3 m! i
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
. }. v/ d' U3 X) d0 F8 c% B- O: `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* Q' R' x f, M; t
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' U2 U K* N, |/ a/ [
新的途径。
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发表于 2007-2-15 20:58:33