工件精加工的先頭兵

董大強(qiáng)

【摘要】 電火花線切割加工是實(shí)現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定設(shè)備條件下，合理的制定加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】 電火花線切割；優(yōu)化

線切割是沖模零件的主要加工方式，進(jìn)行合理的工藝分析，正確計(jì)算數(shù)控編程中電極絲的設(shè)計(jì)走絲軌跡，關(guān)系到模具的加工精度。通過穿絲孔的確定與切割路線的優(yōu)化，改善切割工藝，這對于提高切割質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是一條行之有效的重要途徑。電火花線切割加工是實(shí)現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定設(shè)備條件下，合理的制定加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。電火花線切割加工模具或零件的過程，一般可分以下幾個(gè)步驟。

一、對圖樣進(jìn)行分析和審核

分析圖樣對保證工件加工質(zhì)量和工件的綜合技術(shù)指標(biāo)是有決定意義的第一步。在符合線切割加工工藝的條件下，應(yīng)著重在表面粗糙度、尺寸精度、工件厚度、工件材料、尺寸大小、配合間隙和沖制件厚度等方面仔細(xì)考慮。

二、實(shí)際軌跡的計(jì)算

根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，線切割加工后的實(shí)際尺寸大部分處于公差帶的中位值(或稱“中間尺寸”)附近，因此對于沖模零件圖樣中標(biāo)注公差的尺寸，應(yīng)采用中位值尺寸作為實(shí)際切割軌跡的編程數(shù)據(jù)，其計(jì)算公式為：中位值尺寸=基本尺寸+(上偏差+下偏差)。

由于線切割放電加工的特點(diǎn)，工件與電極絲之間始終存在放電間隙。因此，切割加工時(shí)，工件的理論輪廓(圖樣)與電極絲的實(shí)際軌跡應(yīng)保持一定的距離，即電極絲中心軌跡與工件輪廓的垂直距離，稱為偏移量f0(或稱為補(bǔ)償值)。

f0=R絲+δ電 ；式中R絲——電極絲半徑 ；δ電——單邊放電間隙；

線切割加工沖模的凸、凹模，應(yīng)綜合考慮電極絲半徑R絲、單邊放電間隙δ電以及凸、凹模之間的單邊配合間隙δ配，以確定合理的間隙補(bǔ)償值f0。

三、穿絲孔的確定

穿絲孔的位置對于加工精度及切割速度關(guān)系甚大。通常，穿絲孔的位置最好選在已知軌跡尺寸的交點(diǎn)處或便于計(jì)算的坐標(biāo)點(diǎn)上，以簡化編程中有關(guān)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算，減少誤差。當(dāng)切割帶有封閉型孔的凹模工件時(shí)，穿絲孔應(yīng)設(shè)在型孔的中心，這樣既可準(zhǔn)確地加工穿絲孔，又較方便地控制坐標(biāo)軌跡的計(jì)算，但無用的切入行程較長。對于大的型孔切割，穿絲孔可設(shè)在靠近加工軌跡的邊角處，以縮短無用行程。在切割凸模外形時(shí)，應(yīng)將穿絲孔選在型面外，最好設(shè)在靠近切割起始點(diǎn)處。切割窄槽時(shí)，穿絲孔應(yīng)設(shè)在圖形的最寬處，不允許穿絲孔與切割軌跡發(fā)生相交現(xiàn)象。此外，在同一塊坯件上切割出兩個(gè)以上工件時(shí)，應(yīng)設(shè)置各自獨(dú)立的穿絲孔，不可僅設(shè)一個(gè)穿絲孔一次切割出所有工件。切割大型凸模時(shí)，有條件者可沿加工軌跡設(shè)置數(shù)個(gè)穿絲孔，以便切割中發(fā)生斷絲時(shí)能夠就近重新穿絲，繼續(xù)切割。穿絲孔的直徑大小應(yīng)適宜，一般為Φ2mm～Φ8mm。若孔徑過小，既增加鉆孔難度又不方便穿絲;若孔徑太大，則會增加鉗工工作量。如果要求切割的型孔數(shù)較多，孔徑太小，排布較為密集，應(yīng)采用較小的穿絲孔(Φ0.3mm～Φ0.5mm)，以避免各穿絲孔相互打通或發(fā)生干涉現(xiàn)象。

四、切割路線的優(yōu)化

切割路線的合理與否將關(guān)系到工件變形的大小。因此，優(yōu)化切割路線有利于提高切割質(zhì)量和縮短加工時(shí)間。切割路線的安排應(yīng)有利于工件在加工過程中始終與裝夾支撐架保持在同一坐標(biāo)系內(nèi)，避免應(yīng)力變形的影響，并遵循以下原則。

(1)一般情況下，最好將切割起始點(diǎn)安排在靠近夾持端，將工件與其夾持部分分離的切割段安排在切割路線的末端，將暫停點(diǎn)設(shè)在靠近坯件夾持端部位。

(2)切割路線的起始點(diǎn)應(yīng)選擇在工件表面較為平坦、對工作性能影響較小的部位。對于精度要求較高的工件，最好將切割起始點(diǎn)取在坯件上預(yù)制的穿絲孔中，不可從坯件外部直接切入，以免引起工件切開處發(fā)生變形。

(3)為減小工件變形，切割路線與坯件外形應(yīng)保持一定的距離，一般不小于5mm。

五、切割前工件的準(zhǔn)備

為了減少切割過程中模具的變形及提高加工質(zhì)量，切割前凸凹模零件應(yīng)滿足以下要求：

(1)工件上、下兩平面的平行度誤差應(yīng)小于0.05mm。

(2)工件應(yīng)加工一對正交立面，作為定位、校驗(yàn)與測量基準(zhǔn)。

(3)模具切割應(yīng)采用封閉式切割，以降低切割溫度，減小變形。

(4）切割工件的四周邊料留量應(yīng)為模具厚度的1/4為宜，一般邊緣留量不小于5mm。

(5)為減小模具變形，并正確選擇加工方法和嚴(yán)格執(zhí)行熱處理規(guī)范，對于精度要求高的模具，最好進(jìn)行兩次回火處理。

(6)工件淬火前應(yīng)將所有銷孔、螺釘孔加工成形。

(7)模具熱處理后，穿絲孔內(nèi)應(yīng)去除氧化皮與雜質(zhì)，防止導(dǎo)電性能降低而引起斷絲故障。

(8)線切割前，工件表面應(yīng)去除氧化皮和銹跡，并進(jìn)行消磁處理。

六、結(jié)語

編程完成后、正式切割加工之前，應(yīng)對編制的程序進(jìn)行檢查與驗(yàn)證，確定其正確性。線切割機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)均提供程序驗(yàn)證的方法，常用的方法有：畫圖檢驗(yàn)法主要用于驗(yàn)證程序中是否存在錯(cuò)誤語法及是否符合圖樣加工輪廓;空行程檢驗(yàn)法可檢驗(yàn)程序的實(shí)際加工情況，檢查加工中是否存在碰撞或干涉現(xiàn)象，以及機(jī)床行程是否滿足加工要求等;動態(tài)模擬加工檢驗(yàn)法通過模擬動態(tài)加工實(shí)況，對程序及加工軌跡路線進(jìn)行全面驗(yàn)證。通常，可按編制的程序全部運(yùn)行一遍，觀察圖形是否“回零”。對于一些尺寸精度要求高、凸、凹模配合間隙小的沖模，可先用薄板料試切割，檢查有關(guān)尺寸精度與配合間隙，如發(fā)現(xiàn)不符要求處，應(yīng)及時(shí)修正程序，直至驗(yàn)證合格后，方可正式切割加工。正式切割結(jié)束后，不可急于拆下工件，應(yīng)檢查起始與終結(jié)坐標(biāo)點(diǎn)是否一致，如發(fā)現(xiàn)不符合要求，應(yīng)及時(shí)分析，找出問題，修改程序直至合格后才能正式加工模具。這一步驟是避免工件報(bào)廢的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

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