12.2.5電火花線切割加工工藝(模具設(shè)計(jì)與制造)12.2.5 電火花線切割加工工藝電火花線切割工藝是使用線切割機(jī)床，按工件圖紙要求，將毛坯按一定工藝技術(shù)與方法加工成符合設(shè)計(jì)要求的工件。在設(shè)備一定的情況下，合理地選擇工藝方法和工藝路線，是確保工件到達(dá)設(shè)計(jì)要求的重要環(huán)節(jié)之一。12.2.5 電火花線切割加工工藝1．工藝步驟；2、工藝要求；3．常用夾具和工件裝夾方法?！?〕認(rèn)真分析研究工件圖紙及其技術(shù)要求，以確定哪些工件適宜用線切割加工，哪些不宜采用線切割加工工藝?！?〕加工前的工裝夾具準(zhǔn)備及必要的工藝準(zhǔn)備?！?〕選擇切割參數(shù)及確定切割路線，工件進(jìn)行裝夾找正?！?〕編制加工程序?！?〕線切割加工?！?〕切割后工件清理與檢驗(yàn)。1．工藝步驟〔1〕認(rèn)真分析工件圖紙及其技術(shù)條件；〔2〕加工前的工裝夾具準(zhǔn)備及必要的工藝準(zhǔn)備；〔3〕編制程序；〔4〕工件裝夾與找正；〔5〕電極絲位置的調(diào)整；〔6〕切割加工；〔7〕切割后的工件應(yīng)進(jìn)行清洗、檢驗(yàn)。2、工藝要求〔1〕認(rèn)真分析工件圖紙及其技術(shù)條件1〕工件的拐角、夾角、窄縫的尺寸要求應(yīng)符合線切割加工的特點(diǎn)；2〕切割窄縫的寬度f(wàn)≥d+2s；3〕當(dāng)進(jìn)行凹凸模具成套加工時(shí)，應(yīng)注意電極絲的運(yùn)動(dòng)軌跡與圖形輪廓是不同的。1〕工件的拐角、夾角、窄縫的尺寸要求應(yīng)符合線切割加工的特點(diǎn)例如，工件拐角〔或凹角〕尺寸必須大于或等于電極絲半徑與放電間隙之和，也就是說，切割凹角時(shí)，得到的是一個(gè)過渡的圓弧。2〕切割窄縫的寬度f(wàn)≥d+2s式中d為電極絲直徑，s為單邊放電間隙〔如圖12.65所示〕。3〕進(jìn)行凹凸模具成套加工時(shí)的本卷須知切凹模時(shí)，電極絲的運(yùn)動(dòng)軌跡處在圖紙要求輪廓的內(nèi)部〔如圖12.66所示〕；而切割凸模時(shí)，電極絲的運(yùn)動(dòng)軌跡處于圖形輪廓的外部。〔2〕加工前的工裝夾具準(zhǔn)備及必要的工藝準(zhǔn)備1〕設(shè)備的檢查與調(diào)整；2〕保持器〔或限幅器〕的檢查與維護(hù)；3〕選擇適用的電極絲，并調(diào)整電極絲與工作臺(tái)的垂直度；4〕工件準(zhǔn)備。1〕設(shè)備的檢查與調(diào)整加工設(shè)備正常與否，直接影響著線切割加工的工藝指標(biāo)和切割質(zhì)量，因此必須經(jīng)常對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢查、維護(hù)與保養(yǎng)，尤其是在加工精度要求較高的重要工件之前，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的檢查與調(diào)整〔快速走絲線切割機(jī)床的檢查與調(diào)整可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?電火花線切割機(jī)精度?GB7926–87〕。檢驗(yàn)所用量具的精度等級(jí)一定要高于被檢驗(yàn)工程精度等級(jí)一級(jí)以上。2〕保持器〔或限幅器〕的檢查與維護(hù)由于電極絲外表有眾多放電凹坑，在高速移動(dòng)時(shí)會(huì)使與其接觸的保持器〔或限幅器〕磨出溝槽，容易卡絲，因此應(yīng)經(jīng)常調(diào)整保持器〔或限幅器〕的工作面位置。3〕選擇適用的電極絲，并調(diào)整電極絲與工作臺(tái)的垂直度①當(dāng)工件較厚且外形較簡(jiǎn)單時(shí)，宜選用直徑較粗〔如Ф0.16mm以上〕的電極絲；而當(dāng)工件厚度較小且形狀較復(fù)雜時(shí)，宜選用較細(xì)〔一般取Ф0.10~0.12mm〕的電極絲；②電極絲纏繞并張緊后，應(yīng)校正及調(diào)整電極絲工作段對(duì)工作臺(tái)面的垂直度〔X、Y兩個(gè)方向〕。4〕工件準(zhǔn)備①選一個(gè)適當(dāng)?shù)拿孀鳛楣ぜ墓に嚮鶞?zhǔn)面；②選定一基準(zhǔn)邊〔或基準(zhǔn)孔〕供找正時(shí)使用；③選擇適宜位置打穿絲孔；④選擇好切割路線。①選一個(gè)適當(dāng)?shù)拿孀鳛楣ぜ墓に嚮鶞?zhǔn)面由于線切割加工多為工件的最后一道工序，因此工件外形大多具有規(guī)那么的外形，可選一個(gè)適當(dāng)?shù)拿孀鳛楣ぜ墓に嚮鶞?zhǔn)面。對(duì)基準(zhǔn)面應(yīng)當(dāng)仔細(xì)去除其外表的毛刺及污物等，以免影響定位精度。②選定一基準(zhǔn)邊〔或基準(zhǔn)孔〕供找正時(shí)使用當(dāng)工件型腔與外形位置精度要求較高時(shí)，應(yīng)選定一基準(zhǔn)邊〔或基準(zhǔn)孔〕供找正時(shí)使用。③選擇適宜位置打穿絲孔根據(jù)型腔及工件材料的狀態(tài)，選擇適宜位置打穿絲孔，并記住穿絲孔對(duì)校準(zhǔn)邊的坐標(biāo)位置。在切割凸模時(shí)，為防止工件坯料變形，盡量在坯料內(nèi)部打穿絲孔〔如圖12.68所示〕。而對(duì)于對(duì)稱加工、屢次穿絲的工件，穿絲孔位置應(yīng)以圖12.68c方案為好。④選擇好切割路線一般應(yīng)將圖形最后切割部位盡量靠近裝夾部位。

〔3〕編制程序1〕首先確定坯料熱處理狀態(tài)、材質(zhì)、電極絲直徑、模具配合間隙、放電間隙〔由工件材質(zhì)及電參數(shù)確定〕、過渡圓半徑等條件。2〕計(jì)算和編寫加工程序。編程時(shí)，要根據(jù)坯料情況、工件輪廓形狀及找正方式，選擇合理的裝夾位置及起割點(diǎn)。起割點(diǎn)應(yīng)選擇在圖形拐角處，或容易將鋒利局部修去的地方。

編程時(shí)還應(yīng)考慮如何選用適當(dāng)?shù)亩ㄎ灰院?jiǎn)化編程工作

〔4〕工件裝夾與找正工件裝夾與找正是工件加工成敗的關(guān)鍵工序之一，一定要認(rèn)真操作。工件找正后，應(yīng)根據(jù)工件圖紙的技術(shù)要求如材質(zhì)、熱處理狀態(tài)及精度要求等，選擇適宜的加工參數(shù)?！?〕電極絲位置的調(diào)整線切割加工之前，應(yīng)將電極絲調(diào)整到切割的起始坐標(biāo)位置上，其調(diào)整方法有以下幾種：1〕目測(cè)法；2〕火花法；3〕自動(dòng)找中心。 1〕目測(cè)法對(duì)于加工要求較低的工件，在確定電極絲與工件上有關(guān)基準(zhǔn)間的相對(duì)位置時(shí)，可以直接利用目測(cè)或借助2～8倍的放大鏡來進(jìn)行觀察。2〕火花法如圖12.73所示，移開工作臺(tái)使工件的基準(zhǔn)面逐漸靠近電極絲，在出現(xiàn)火花的瞬時(shí)，記下工作臺(tái)的相應(yīng)坐標(biāo)值，再根據(jù)放電間隙推算電極絲中心的坐標(biāo)。3〕自動(dòng)找中心此法是根據(jù)線電極與工件的短路信號(hào)，來確定電極絲的中心位置。數(shù)控功能較強(qiáng)的線切割機(jī)床常用這種方法。首先讓線電極在X軸或Y軸方向與孔壁接觸〔使用半程移動(dòng)指令G82〕，接著在另一軸的方向進(jìn)行上述過程，這樣經(jīng)過幾次重復(fù)就可找到孔的中心位置，如圖12.74所示。〔6〕切割加工為了確保最終的加工能到達(dá)圖紙要求，在正式加工工件前，應(yīng)使用所編制的加工程序進(jìn)行樣板試切。這樣，既可檢驗(yàn)程序的正確性，又可對(duì)脈沖電源的電參數(shù)及進(jìn)給速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證加工的穩(wěn)定性。完成這些準(zhǔn)備工作后，就可以正式加工模具了。通常先加工固定板、卸料板，然后加工凸模，最后加工凹模?！?〕切割后的工件進(jìn)行清洗、檢驗(yàn)檢驗(yàn)內(nèi)容：1〕模具各局部尺寸精度及配合間隙；2〕可采用平板及刀口角尺等檢驗(yàn)垂直度；3〕加工外表粗糙度檢驗(yàn)?！?〕常用夾具名稱、規(guī)格和用途；〔2〕工件裝夾的一般要求；〔3〕常見的裝夾方式；〔4〕專用特殊夾具。3．常用夾具和工件裝夾方法〔1〕常用夾具名稱、規(guī)格和用途1〕壓板夾具；2〕分度夾具；3〕磁性?shī)A具。1〕壓板夾具主要用于固定平板式工件。當(dāng)工件尺寸較大時(shí)，那么應(yīng)成對(duì)使用。夾具基準(zhǔn)面的高度要一致。否那么，因毛坯傾斜，使切割出的工件型腔與工件端面傾斜而無(wú)法正常使用。如果在夾具基準(zhǔn)面上加工一個(gè)V形槽，那么可用來夾持軸類圓形工件。2〕分度夾具主要用于加工電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子等多型孔的旋轉(zhuǎn)形工件，可保證較高的分度精度。如圖12.75所示。近年來，因?yàn)榇蠖鄶?shù)線切割機(jī)床具有對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)等功能，所以此類分度夾具已較少使用。3〕磁性?shī)A具對(duì)于一些微小或極薄的片狀工件，采用磁力工作臺(tái)或磁性表座吸牢工件進(jìn)行加工。磁性?shī)A具的工作原理如圖12.76所示。1〕工件的基準(zhǔn)面應(yīng)清潔，無(wú)毛刺、污物及氧化皮等。2〕夾具自身要制作精確，且夾具與工作臺(tái)面要固定牢靠，不得松動(dòng)或歪斜。3〕工件裝夾后，既要有利于定位、找正，又要確保在加工范圍內(nèi)不得與絲架臂發(fā)生干預(yù)，否那么無(wú)法加工出合格的工件。4〕夾緊力要均勻，不得使工件局部受力過大而發(fā)生變形。5〕同一類工件批量切割時(shí)，最好制作便捷的專用夾具，以提高加工效率。6〕對(duì)細(xì)小、精密、薄壁的工件，應(yīng)先固定在不易變形的輔助夾具上，再安裝固定到機(jī)床上，以保證加工的順利進(jìn)行?！?〕工件裝夾的一般要求1〕懸臂支撐；2〕雙端支撐方式；3〕橋式支撐；4〕板式支撐；5〕復(fù)式支撐?！?〕常見的裝夾方式1〕懸臂支撐這種裝卡方式〔如圖12.77所示〕通用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾方便。但由于處于懸臂狀態(tài)，對(duì)工件尺寸及重量有較大限制。2〕雙端支撐方式當(dāng)工件尺寸較大時(shí)，將兩端分別固定在夾具上，支撐穩(wěn)定可靠，定位精度高。3〕橋式支撐用兩條墊鐵架在兩端支撐夾具體上，跨度寬窄可根據(jù)工件大小隨意調(diào)節(jié)。4〕板式支撐這種裝夾方式是按工件的常規(guī)加工尺寸制造托板，托板上加工出矩形或圓孔，并在板上配備有X和Y向定位基準(zhǔn)。其裝夾精度易于保證，適宜在常規(guī)生產(chǎn)中使用。5〕復(fù)式支撐這種方式是將橋式和板式支撐復(fù)合，只不過板式支撐的托板換成了專用夾具。這種夾具可以方便地實(shí)現(xiàn)工件的批量加工，又能快速地裝夾工件，節(jié)約輔助工時(shí)，保證成批工件加工的一致性?！?〕專用特殊夾具1〕當(dāng)工件夾持局部尺寸太少的夾具；2〕用細(xì)圓棒狀