如何用數(shù)控線切割加工“天圓地方”工件

麥錦勝

〓根據(jù)電極絲的運動速度，數(shù)控線切割機床通常分為兩大類：一類是快走絲數(shù)控線切割機床，一般走絲速度為8～12m/s；另一類是慢走絲數(shù)控線切割機床，一般走絲速度為0.2 m/s。數(shù)控線切割加工目前應用廣泛：1線切割廣泛用于加工硬質(zhì)合金、淬火鋼模具零件、模板各種形狀復雜的細小零件，窄縫異形工件。本文就圍繞如何在HL系統(tǒng)上加工“天圓地方”的異形工件進行闡析。

〓一、工件的分析

所謂“天圓地方”這個異形工件，指的是用線切割加工出一工件上表面為圓形，下表面為方形，上下表面為兩個不同形狀的工件。加工兩個不同形狀的工件就要有兩個程式，上表面圓形與下表面方形固然有一定的錐度，所以我們還要考慮線切割機床軸的最大行程，這樣才能保證工件不因錐度而影響工件割出來不是“天圓地方”的形狀。

〓二、工件的繪圖及加工程序要點

“天圓地方”這個工件，包括所有的異形工件，必須要注意的就是兩個工件的繪圖的“方位”要一致，因為“天圓地方”這個異形工件是由兩個圖形疊在一起組成的，如果方位不一致，兩個工件疊在一起后就會出現(xiàn)如圖1所示情況。

〓如果先畫圓，文件名為01，我們是以坐標原點（0，0）來畫的，那么畫方形時，文件名為02，這時候就要注意了，要保證圓與方形相切，所以方形的中心點也應是圓的圓心點01，在繪圖時，務必要注意的一個問題是兩個工件的入絲點要一致，要在同一個方向，同一個位置入絲，如圖2所示。

〓當繪好圖后，接著就是做圖形的加工路線程序了。加工程序的方向有正方向和反方向兩個方向，圓形的繪圖和方形的繪圖是分開來繪的，所以兩個圖形的加工程序路線也是要分開來的。要注意的是，兩個圖形的加工方向必須要一樣，不能一個圖形是正方向，一個圖形是負方向，如圖3，如果兩個圖形的加工路線方向不一樣，那么這個異形工件是加工不出來的。

三、文件的調(diào)出及加工前的設置

在加工前，要進行模擬一次，檢查是否有超程的現(xiàn)象，文件的調(diào)出有先后之分，先后之分決定了異形工件的上下形狀之分，“天圓地方”這個工件上面是圓形，下面是方形，所以在調(diào)出文件時要注意調(diào)出文件的順序。圓的文件名是01，方形的文件名是02，我們要的形狀是上圓下方，所以在模擬切割調(diào)出文件時，先調(diào)出02方形文件，后調(diào)出01圓形文件。

模擬切割完，如果行程沒有出現(xiàn)超程的現(xiàn)象，下一步就是對工件進行加工了。加工前，要先對鉬絲進行校正，主要是檢查鉬絲是否垂直，從而不影響加工的錐度，如圖4所示，還要對X、Y方向進行校正，校正時鉬絲在校正工具上的火花要均勻一致。鉬絲校正好，工件裝夾好，就可以進行加工了。首先把文件調(diào)出，在HL的界面按“W”快捷鍵選擇“切割”指令，然后選擇02文件（方形），選擇了02文件之后屏幕上已顯示出方形工件的圖形，我們還要將01文件（圓形）疊加上來，按F3參數(shù)選擇鍵后，選擇錐度進入異形文件指令，然后選擇01（圓形），此時，兩圖形已疊在一起了，還要輸入絲架距，輸入下導輪中心到刀面的距離（注意是下導輪中心到下刀面的距離），錐度為零，材料的厚度一定要輸入，所以在安裝材料前要把厚度測量好，這個厚度值決定所加工的度數(shù)及工件形狀。

四、工件加工注意事項

為了加工出尺寸精度高、表面質(zhì)量好的線切割產(chǎn)品，必須對所用工件材料進行細致考慮。

（1）由于工件材料不同，熔點、氣化點、導熱系數(shù)等都不一樣，因而即使按同樣方式加工，所獲得的工件表面質(zhì)量也不相同，因此必須根據(jù)實際需要的表面質(zhì)量對工件材料作相應的選擇。例如要達到高精度，就必須選擇硬質(zhì)合金類材料，而不應該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等，否則很難達到所需要求。

（2）由于工件材料內(nèi)部殘余應力對加工的影響較大，在對熱處理后的材料進行加工時，由于大面積去除金屬和切斷加工會使材料內(nèi)部殘余應力的相對平衡受到破壞，從而可能影響零件的加工精度和表面質(zhì)量。為了避免這些情況，應選擇鍛造性好、淬透性好、熱處理變形小的材料。

（3）加工過程中應將各項參數(shù)調(diào)到最佳狀態(tài)，以減少斷絲現(xiàn)象。如果發(fā)生斷絲勢必會回到起始點，重新上絲再次進行加工，使加工工件表面質(zhì)量和加工精度下降。在加工過程中還應注意傾聽機床發(fā)出的聲音，正常加工的聲音應為很光滑的“哧-哧”聲。同時，正常加工時，機床的電流表、電壓表的指針應是振幅很小，處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時進給速度均勻而且平穩(wěn)。

影響電火花線切割加工工件表面質(zhì)量的因素很多，但只要對其進行系統(tǒng)的分析和科學的分類，就可以對這類復雜而且零亂的因素進行控制與調(diào)配，從而改善和提高工件表面質(zhì)量。

五、結(jié)語

用數(shù)控線切割加工異形工件的過程不是特別的復雜，只要注意以下幾點問題，要加工異形工件也不是一件很困難的事。

（1）要注意兩個工件的方位要一致。

（2）兩個工件的走刀方向要一樣。

（3）還要輸入絲架距，輸入下導輪中心到刀面的距離，（注意是下導輪中心到下刀面的距離），錐度為零，材料的厚度一定要輸入。

（作者單位：開平市機電中等職業(yè)技術(shù)學校）

參考文獻：

[1]王愛玲.數(shù)控編程技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]單巖，夏天.數(shù)控線切割加工[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

責任編輯何麗華責任編輯何麗華