電火花線切割加工路線的編制及案例分析

謝新媚

（河源職業技術學院，廣東 河源517000）

電火花線切割加工是利用工具電極（鉬絲）和工件兩極之間脈沖放電時產生的電腐蝕現象對工件進行尺寸加工，工件與鉬絲之間不直接接觸，加工變形小，可以加工微細異形孔、窄縫和復雜形狀的工件，去除的材料很少，加工余料仍可利用。

線切割加工中產品的形狀是通過工作臺按給定的控制程序移動而合成的，只對工件進行輪廓圖形加工，加工前必須設置好加工路線。加工路線是鉬絲在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡，它不但包括了工序的內容，而且也反映出工序的順序，是編寫程序的依據之一。因此，在確定加工路線時最好畫一張工序簡圖，將已經擬定出的走刀路線畫上去（包括進刀、退刀路線），這樣可為編程帶來不少方便。

比如在一塊70mm×70mm×5mm的板料上加工一批25mm×10mm×5mm的零件，切割圖形的安排與切割路線如圖1所示，其中圓點為加工起點。

以下是對切割路線與圖形安排的詳細解析。首先，線切割加工用的坯料在熱處理時表面冷卻快，內部冷卻慢，形成熱處理后坯料金相組織不一致，產生內應力，而且越靠近邊角處，應力變化越大。所以，應恰當安排切割圖形，線切割的圖形應盡量安排在中間位置，避開坯料邊角處，一般讓出8～10 mm，本例子左右兩邊留出的坯料較大，也是為了做為裝夾的夾持余量。本例子采用兩端支撐的裝夾方式，線切割裝夾位置要合理，防止工件翹起或低頭，此零件可以采用懸臂支撐方式、板式支撐方式和兩端支撐方式，其中兩端支撐方式最簡單，受力均勻，板料的剛性也能保證。在線切割中工件坯料的內應力會失去平衡而產生變形，影響加工精度，電極絲有可能被切縫夾住或拉斷，在一般情況下，線切割都會在工件上鉆穿絲孔。穿絲孔的位置與加工零件輪廓的最小距離一般不小于3 mm，因為在實際中穿絲孔有可能打歪，若穿絲孔與欲加工零件圖形的最小距離過小，則可能導致工件報廢；若穿絲孔與欲加工零件圖形的位置過大，則會增加切割行程。另外，當切割到每個孔附近時暫停加工，然后轉入下一個穿絲孔開始加工，最后用手工方式將連接點分開，連接點應選擇在非使用端，加工沖模的連接點應設置在非刃口端。本例子沒有打穿絲孔，但是要設計好加工路線，先將靠邊的部位加工，靠近裝夾位置一邊的部位和加工余量較大的部位最后切割，是因為零件與坯料工件的主要連接部位要是被過早地割離，余下的材料被夾持部分少，工件剛性大大降低，容易產生變形，從而影響加工精度。所以，本例子右下角的圖形采用逆時針的加工方式，而左下角的圖形采用順時針的方式，加工到第三個零件時不先走13而是10，也就是為了防止或減少零件的變形。還有一個部位就是加工到最后兩個零件時，最后加工的位置是靠邊的部位，所以留的余量要足夠大，即使還夠加工兩個零件也必須留出來，不然就算是將零件加工出來也有可能是變形報廢的。零件與零件的間隙必須考慮放電間隙和鉬絲直徑。線切割加工過程中，鉬絲與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙，即放電間隙。放電間隙是放電時工具電極和工件間的距離，間隙的寬度由工作電壓 、加工量等加工條件而定，它的大小一般在0.01～0.5 mm之間，粗加工時間隙較大，精加工時則較小。線切割路線是以鉬絲的中線進行編程的，加工時根據走絲方向進行左補償或右補償，所以零件與零件之間必須留出鉬絲的直徑大小的寬度。假設鉬絲的直徑是0.2mm，單邊放電間隙是0.01mm，則零件與零件之間走一次絲則間隙為0.22mm，比如左右兩個零件的間隙為0.22mm，而圖形行與行之間因為是走兩次，間隙必須大于0.22mm，留了0.42mm的間隙是考慮到加工后的零件因為失去連接和重力的關系掉下一部分而使位置發生偏移，再走一次刀怕會對零件進行再一次放電而使零件報廢，所以至少留出兩個鉬絲的直徑寬度。

所以，線切割加工中，零件圖形的位置布置與加工路線的安排非常重要，它對零件的加工精度有非常大的影響，只有布置好圖形的位置，設置好合理的加工路線，才可能加工出合格的產品，提高加工效率，節約加工成本。

[1]劉晉春.特種加工[M].北京:機械工業出版社.2009.

[2]周旭光.特種加工技術[M].西安:西安電子科技大學出版社，2004.