模具線切割加工中的工藝要點分析

張錦輝

摘 要：當前在模具的加工中，線切割工藝是應用最為廣泛的加工工藝。而且由于線切割技術的獨特優勢，模具加工企業更加偏愛對這一種技術的應用。因此必須對模具線切割技術在加工過程中的工藝要點有詳細的了解和分析，才能保證加工模具工作的順利進行，保證模具生產的質量和工作的效率。文章就是依據模具線切割加工過程工藝特點，對間隙補償量的確定方法進行分析，合理選擇切割路線和穿絲孔，從而減少工件在加工中出現變形的情況。對于塌角問題提出了改善該工藝的一些措施和建議，提高相關企業對線切割工作的關注度，從而達到提高模具線切割質量和效率的目的。

關鍵詞：模具；線切割加工；工藝要點分析

中圖分類號：TG48 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）14-0098-02

模具線切割工藝的獨特優勢已經被廣泛的應用于模具零件的加工制造中。在對模具進行加工的過程中，通過一次編程的結果，利用對間隙補償量的調整，就可以實現對凹模、凸模、凸模固定板和卸料板等零件的切割工作，并可以利用斜度線切割技術將凹、凸模具進行一次成形的加工，實現材料利用率的大大提高。由于這些特殊的優勢，使得模具線切割加工技術在模具零件的制造中占據越來越重要的地位。

在一定的加工設備條件下，要考慮加工模具的特點和相應的加工要求，并確定出電極絲間隙補償量的大小，由此制定合理的加工方案，這點對于模具切割質量的提高和工作效率的提高都有著重要的作用。

1 間歇補償量的正確確定

模具零件的大小是由工件的尺寸所確定的。尤其是凹、凸模具的刃口大小和工件的尺寸大小有著直接的關系。在對模具的零件進行線切割加工時，需要對間隙補償量進行正確的確定。電極絲本身具有一定的大小，在加工過程中會與工件有0.01 mm左右的放電間隙，且電極絲的中心軌跡要與工件的外部輪廓存在差異，即不能重合。在對凸模進行加工時，電極絲的中心軌跡要圍繞在所要加工圖形的外圍。

而對凹模進行加工時，電極絲的中心軌跡需要在要加工圖形的內部。而且間隙補償量的確定和電極絲的直徑大小、凹凸模具之間的單面配合間隙，以及電極絲和待加工零件之間的放電間隙都是息息相關的。

在對沖孔模具進行加工時，凸模的刃口大小要根據沖孔件的大小來確定，凸模間隙補償量的確定要考慮凹、凸模之間的單邊配合間隙。而凹模間隙補償量的確定要考慮凹模的單邊尺寸。落料模具的加工中，凹模刃口的大小要由落料部件的尺寸決定，凸模的刃口大小要比凹模的刃口尺寸小一個單邊的合理配合間隙。以此類比，一次編程完成后，只要對間隙補償量進行合理的調整，就可以切割不同的零件。

2 穿絲孔位置和直徑的確定

在對凹模之類的零件進行加工時，因為凹模輪廓的特點：封閉性，因此在對工件進行切割之前必須完成對穿絲孔的加工，這樣才能保證這類工件的完整性。在穿絲孔位置設在工件輪廓的內部時，需要盡可能縮小與切割點的位置，同時方便對軌跡坐標的計算。而在對凸模類零件進行加工時，不需要利用穿絲孔就可以直接從工件的外部切入，但是這點在切斷材料時會對材料內部的應力分布產生影響，造成工件材料出現變形的現象，嚴重時會阻礙整個切割工作的進行，如果采用穿絲孔時，就可以避免此類現象的發生，減小零件變形發生的概率。這時穿絲孔的位置要設在型面外部，盡可能接近加工輪廓軌跡的拐角位置，這樣就能減少對模具表面造成的影響。同時穿絲孔的大小要適中，不宜過大或過小，在1～8 mm之間為適合。但是在很多情況下，穿絲孔的大小是衡量加工的標準，因此在位置和尺寸的精度要求上要不小于工件本身的精度要求，通常情況下利用精密工作臺進行鉆孔。

另外，在對大型零件進行加工時，應沿著加工的軌跡增加對穿絲孔的設置，以方便在出現斷絲時能及時就近的補救，切入斷絲點。當需要在一塊材料上切割不少于兩個零件時，要注意不能進行一次連續的切割工作，而是通過設置不同的穿絲孔來進行加工。根據加工的要求更換穿絲孔位置和數量，來保證切割工作的高效進行。

3 切割路線和路線走向的合理選擇

模具線切割的結果直接影響整個工件的精工精度，嚴重時會造成工件的報廢。為了減小變形產生的概率，必須合理選擇切割路線和切割路線的走向。一般情況下，切割點的選取要靠近夾持端，然后沿著遠離夾具的方向進行切割工作，最后再轉到夾具的方向。要盡可能避免從工件的外部進行斷面切入，而是選擇從預制的穿絲孔位置進行切割，且加工路線要和坯料斷面相隔不小于5 mm的距離，來保證工件的精度要求和結構的強度要求。在對孔槽類的零件和精密沖模進行切割時，為達到減小變形的要求，可以采用多種切割方法依次進行，從而滿足對零件精度的要求。

4 線切割前的預加工工藝

在對零件進行線切割之前，一般都要經過淬火和鍛造處理，零件的內部會因此留有部分的應力，在對零件進行電加工時，由于去除了大量的材料，工件內部的應力場會受到影響出現重新分布，從而導致工件出現斷裂或者變形的現象。去除材料的多少與工件的變形有很大的關系，且材料去除的越多，工件變形的概率就越大。所以在對工件進行切割之前，可以進行預加工工藝來去除大部分的材料，使得大部分的殘留變形量發生在粗加工的階段。例如對凹模進行線加工之前，可以采用電火花成形法進行預加工留2～3 mm的余量。在對凸模進行線切割之前可以采用預加工槽的辦法，均勻應力的釋放，減小變形的出現。

5 解決塌角加工的策略分析

在對模具進行線切割加工的過程中，因為電極絲的運動受到阻力的作用，中間部分會落后于上下導絲嘴的運動速度，從而影響了拐角的加工精度，通常情況下會出現內拐角加工不足或外拐角加工過度的現象。為了避免以上現象的發生，可以采用以下解決策略：首先在拐角的地方，使電極絲程序向前多延伸0.5 mm，這樣就可以避免電極絲在拐角處發生拐彎的現象；其次是在拐角的位置增加一小段三角形或者正方形的過切路線；最后一種是在拐角的地方設置一個時間在3 s左右的停留功能程序，消除由于電極絲的滯后所造成的拐角精度不足的問題。這些方法都普遍適用于外拐角的加工，但是內拐角只能利用第三種方法來解決。除此之外還可以利用增加電極絲的張緊力來縮短上下導絲的距離，從而達到消除塌角問題的目的。

6 結 語

模具加工程序設置完成以后，必須要經過嚴格的檢驗才能投入到正式的工作中去。檢驗程序的辦法有很多，可以通過畫圖進行程序語法的檢驗，也可以利用空走的方法來檢驗加工過程中可能出現的碰撞和干涉，或者利用試切的方法，用廉價的材料在機床上進行切割來驗證整個程序的完成情況。并根據驗證的結果對程序進行改進。模具在線切割技術下產生的變形會嚴重影響模具的使用壽命，因此在對零件進行線切割時，要選擇合適的材料，改進零件工藝的構造，選擇科學的工藝參數來全面提高模具零件的質量。

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