精密线切割加工中工件余留部位切割的处理方法与技巧

金属狂人

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 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。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，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，其需求量已超过电火花成型机两倍，成为特种电加工的主力装备。? m2 k" Y- A7 f) N; b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，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、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。? 7 r* J) ^8 ^% E, m. C5 E 1 处理方法与技巧? 5 \3 ^& |) b2 V" P! x0 _ , M+ P# w; t% }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 况下也 能保持与母体之间正常导电的要求。? 1 I2 `$ N9 |) y: t6 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，使是火花加工得以继续 进行，其具体做法与技巧如下：? 4 F }. F2 b. R& C(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，这可依照 以下步骤进行。? 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；? 7 @3 f" E, D& y" g( y②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；?? 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，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，所以采用502胶水来保证被切割部分与母体材料固定；? 3 U* u+ ?( m: _& k% H) P& j④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)，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部位形状的正确性和精度的可靠 (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应同时加紧，并且不能塞得过紧以免划伤工件的表面。? 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，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，以保证铜片表面光滑 以避免划伤工件已加工过的表面。? 2 结论 5 p3 ^ ]8 N2 g) 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新的途径