精密線切割加工中工件余留部位切割的處理方法與技巧

夏敏

(中國(guó)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司工模具分公司,湖南株洲 412002)

精密線切割加工中工件余留部位切割的處理方法與技巧

夏敏

(中國(guó)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司工模具分公司,湖南株洲 412002)

在現(xiàn)在的許多高強(qiáng)度、高硬度、高精度的復(fù)雜工件加工中,應(yīng)用得最為廣泛的就是用精密度非常高的電火花線切割機(jī)進(jìn)行切割。但如果遇到復(fù)雜形狀的模具,需要對(duì)工件的余留部位進(jìn)行加工時(shí),普通的精密線切割方法就難以解決問題了。本文所討論的就是如何用正確的方法來處理精密線切割加工中工件的余留部位,使工件加工精度高而不損失工件。

精密線切割加工 工件余留部位切割 工件精密切割

目前的高精度、高強(qiáng)度工件加工工作中，用到最多的切割方法是用電火花線切割機(jī)進(jìn)行切割，相比于傳統(tǒng)的切割工具，具有更高的切割強(qiáng)度與精度。而隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，許多工件正在走向復(fù)雜化，不光具有很高的強(qiáng)度與精度要求，還有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，很容易出現(xiàn)許多難以加工的余留部位，傳統(tǒng)的線切割加工工藝已經(jīng)漸漸地滿足不了工件加工的需求。

1 使用傳統(tǒng)電火花線切割機(jī)加工方法的不足

傳統(tǒng)的電火花線切割機(jī)加工方法的不足主要體現(xiàn)在精密復(fù)雜的高強(qiáng)度工件加工的時(shí)候，對(duì)于工件余留部位的加工難以解決。這類工件的余留部位，由于本身的高強(qiáng)度，一般的切割設(shè)備難以完成，而如果一次性用線切割方法切割又容易受到工件復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響，破壞工件的精度。而要采用多次加工的方法進(jìn)行余留部位的線切割，又容易出現(xiàn)電火花線電路斷電的情況，無法持續(xù)進(jìn)行線切割加工。

特別是線切割工作時(shí)的斷電情況更是難以避免，因?yàn)楣ぜ械挠嗔舨课煌ǔＪ遣灰?guī)則地分布在工件多處，在切割時(shí)導(dǎo)電回路一旦切割掉一塊余留部位，就肯定會(huì)導(dǎo)致電火花切割機(jī)器斷電。因此，鑒于傳統(tǒng)切割方法在對(duì)精密工件余留部位進(jìn)行切割時(shí)所存在的不足，就必須要采用更加新穎的技巧來處理。

2 精密工件余留部位的切割加工處理方法

要解決精密工件余留部位的切割問題，最關(guān)鍵的切入點(diǎn)是要解決切割設(shè)備的斷電問題，讓電火花線切割機(jī)能夠進(jìn)行持續(xù)的切割工作。為了解決這一情況，就要保證在切割過程中一直有導(dǎo)體與切割回路連接，保持電路暢通。本文討論的解決思路是使用銅作為導(dǎo)體保持電火花線切割的電路連接。

(1)銅導(dǎo)體的選擇。為了保持工件的精密性，應(yīng)該選用較為光滑干凈的薄銅片作為材料，銅片要具有一定的可塑性，方便對(duì)其進(jìn)行整形處理。選用的銅片分別作為兩種情況下的導(dǎo)電用途，一種是將銅片固定在被切割部分作為導(dǎo)電之用，另一種是將銅片作為填充物塞入切割部分的間隙中使其起到導(dǎo)電的作用。

(2)銅片固定在切割部分的方法。將銅片固定在切割部位與母體材料之間，就是為了切割部分在切割時(shí)有好的定位，從而保障工件的切割加工質(zhì)量。銅片的固定法相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單，只需要將銅片整形并插入切割縫隙，用粘貼材料固定就可以了。1)銅片整形：將選用的銅片進(jìn)行整形處理主要是為了提高切割時(shí)的精度，保證切割質(zhì)量。一般是將一根銅片折疊成一長(zhǎng)一短的兩部分，并將兩部分合并在一起用小錘錘平，最后再將銅片重疊部分的彎曲處修成尖狀，就基本上完成了對(duì)銅片的整形。2)銅片固定：將銅片固定這一步是一項(xiàng)比較細(xì)致的工作，在將銅片塞入縫隙中的時(shí)候既不能太緊也不能太松，太緊有可能會(huì)損傷到工件表面，而太松則很容易不導(dǎo)電，起不到固定銅片應(yīng)有的效果。因此為了形成良好的導(dǎo)電性，一般使用粘貼材料對(duì)銅片進(jìn)行輔助固定，比如說常用的環(huán)氧樹脂瞬時(shí)快干膠，就是一種非常合適的粘貼材料。另外，在固定銅片時(shí)，為了使噴嘴靠近工件，增加工件切割精度，需要在銅片插入縫隙后將其外面裸露的一段掰下，使其與工件表面貼合。將AD段銅片掰下與工件表面貼合之后，就可以使切割噴嘴與切割部位的D點(diǎn)更好地接近，保證工件余留部位的精密加工。

(3)銅片填充在加工縫隙中的方法。在加工縫隙中填充入銅片的目的同樣是為了導(dǎo)電，只是由于適合的情況不一樣，銅片固定所用的粘貼材料不導(dǎo)電，在遇到要使銅片與加工縫隙內(nèi)部緊密接觸的情況時(shí)，就需要用到銅片填充的方法充實(shí)加工縫隙。在填充縫隙之前，和固定銅片的方法一樣，也需要對(duì)銅片進(jìn)行整形處理，其整形步驟可以參考上文，整形形狀也大致與銅片固定方法的整形形狀相同。而銅片填充進(jìn)入加工縫隙時(shí)，通常是以對(duì)稱布置為原則，使填入的銅片松緊程度適中即可以了。而在一些如齒輪加工等不方便加入銅片的工件中，也可以將銅片換成銅絲。總之，可以根據(jù)具體的工件形狀來選擇合適的銅導(dǎo)體。

(4)電火花線切割方法。對(duì)切割縫隙進(jìn)行了精密度提高以及切割設(shè)備的持續(xù)性導(dǎo)電處理之后，就可以進(jìn)行下一步的正式切割了。在切割時(shí)所用的方法與尋常的精密工件的切割加工類似，只是在工件余留部位的切割中，更需要提高加工的精密度，讓工件在不受到額外損傷的同時(shí)能夠完成完美切割，以高效高質(zhì)的效果應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中。如圖，左邊的工件是采用加入銅片的方法，而右邊的工件沒有加入銅片。通過對(duì)工件中每一個(gè)齒口弧度的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，加入銅片進(jìn)行加工所得到的工件具有更加高的精密度。

3 精密線切割加工工件余留部位的技巧注意要點(diǎn)

要使以上的工件余留部位的精密高強(qiáng)度加工成功實(shí)現(xiàn)，除了掌握其基本處理方法之外，還要知道切割處理中的技巧要點(diǎn)，在加工時(shí)對(duì)其要點(diǎn)多加注意，特別是對(duì)容易被忽視的細(xì)節(jié)更要著重關(guān)注。

(1)在固定或者填充銅片的時(shí)候要注意銅片的對(duì)稱分布，并要將其塞緊，以免加工工件發(fā)生偏移，對(duì)加工的精度造成影響。特別是固定銅片時(shí)，在沒有用粘貼材料進(jìn)行加固處理之前，就應(yīng)該使銅片具有一定的穩(wěn)定性，否則難免會(huì)出現(xiàn)工件部位的偏移。(2)在使用粘貼材料的時(shí)候，要注意粘貼材料盡量不要靠近工件需要切割的余留部位。因?yàn)樗玫恼迟N材料多為液體，如果過于靠近余留部位的話，很容易造成切割設(shè)備的堵塞，中斷切割工作進(jìn)行。(3)在將銅片填充如加工縫隙的時(shí)候，要注意銅片表面的光滑潔凈。因?yàn)榧庸すぜm然具有高強(qiáng)度，但其對(duì)精密度的要求同樣非常高，如果銅片表面過于粗糙，則非常容易對(duì)工件造成損傷，對(duì)于精密工件的加工來說，一點(diǎn)微小的損傷往往就代表著極大的加工偏差。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)精密線切割加工在工件余留部位中的應(yīng)用探討可以發(fā)現(xiàn)，采用銅片進(jìn)行導(dǎo)電改進(jìn)的方法非常具有實(shí)用性。并且所使用到的材料都比較廉價(jià)，更可以在工件加工過程中現(xiàn)場(chǎng)制作，具有很高的推廣性。總體來說，這種工件余留部位的加工處理方法簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，可以為精密高強(qiáng)度工件的加工精度與加工效率起到較大的提升作用。

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[2]禇旭陽(yáng).微細(xì)電火花集成加工技術(shù)的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2010.

[3]杜文正.電火花線切割加工質(zhì)量控制的研究[D].西華大學(xué),2012.