慢走絲無支撐面加工異形凸模工藝方法

蒲 林，林靜財，王周燕，楊金健，丁 楊

（成都宏明雙新科技股份有限公司，四川 成都 610091）

0 引言

慢走絲線切割（LS-WEDM）是電火花線切割的一種方式，是利用連續移動的細金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成形，主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件。

模具制造中，由于慢走絲線切割機是采取線電極連續供絲的方式，即線電極在運動過程中完成加工，即使線電極發生損耗，也能連續地予以補充，故能提高工件加工精度。慢走絲線切割機所加工的工件表面粗糙度通?？蛇_到Ra0.8 μm及以下，且慢走絲線切割加工的圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都比快走絲線切割加工好，所以在加工高精度工件時，慢走絲線切割機得到了廣泛應用。

慢走絲線切割機床在切割高精度工件時，會留一個支撐面以防止工件掉落時將其灼傷，如圖1所示。異形凸模常規制造方法是慢走絲線切割機床切割外形達到要求后，使用磨床接順支撐面。但制造過程中偶爾會遇到磨床無法找正基準并接順支撐面的凸模，使用常規加工工藝會使后工序無法進行加工，甚至造成加工的工件報廢。現從實際案例闡述慢走絲無支撐面加工異形凸模的工藝方法，如圖2所示。

圖1 慢走絲切割支撐面

圖2 凸 模

1 制造工藝分析

1.1 制造材料分析

凸模使用的材料是S290高速鋼，S290高速鋼具有極佳的耐磨性、較強的耐蝕性及韌性、優異的抗壓強度及優秀的紅硬性。熱處理硬度可達到66～70 HRC，主要應用于耐磨性要求高、重負荷、大批量生產的高速沖模。

1.2 制造難點分析

結合使用情況對制造過程進行分析，制造過程難點如下。

（1）材料硬度高。該材料硬度達到66～70 HRC，因常規高速鋼銑刀材料硬度和該凸模硬度相似，對機床也有較高的要求，所以銑床無法加工，只能使用電蝕和磨削加工。

（2）外形尺寸精度高。工件尺寸公差為-0.002～0 mm。

（3）去除慢走絲切割工藝支撐面困難。該凸模外形全部由不同的圓弧連接構成，按照常規工藝慢走絲線切割機床切割后，磨床無法找正基準，去除支撐面困難。

（4）該工件為沖裁凸模，對刀口鋒利程度有要求，刀口不能出現塌角、灼傷等情況。

1.3 制造過程工藝總結

在制造凸模的過程中，不能使用銑削工藝（包括數控銑床、加工中心、數控車床、鉆床等），只能采用電蝕加工（如快走絲線切割、慢走絲線切割、電火花、電穿孔等）、磨削加工（如平面磨床、成型磨床等）等制造工藝，凸模的加工設備可選擇范圍小，制作精度要求較高。

2 凸模制造過程

2.1 毛坯確認

凸模最大外形尺寸為51.942 2 mm×43.573 8 mm×50 mm，因后工序慢走絲切削需預留夾持部分，確認最終毛坯尺寸為70 mm×60 mm×50 mm。

2.2 制造過程

（1）使用快走絲線切割機床（HS-WEDM）按圖3所示切割成一塊70 mm×60 mm×50 mm的淬火方材，方材六面留磨削余量。

（2）使用平面磨床磨削毛坯方材，六面磨削留精磨余量，需注意六面須保證垂直度以便后工序加工找正基準。

（3）使用電火花穿孔機（spark-erosion drilling machine）按圖3加工穿絲孔，以便后工序在慢走絲線切割機床上穿絲加工。

圖3 電火花加工穿絲孔

（4）以φ2.0 mm穿絲孔為0點基準，使用慢走絲線切割機床加工凸模。因慢走絲線切割機床加工凸模后磨床無法找正基準，現將慢走絲加工程序分為兩段進行加工，如圖4所示。第一段程序為加工凸模外形至要求尺寸，留支撐面；待第一段程序加工完成后，使用銅條或銅紙鑲緊并使用膠水粘接，如圖5所示，膠水晾干后應用第二段程序加工，加工結果如圖6所示。加工時應注意第一段程序留支撐面的長度要能支撐工件，第二段程序加工前必須保證銅條或銅紙鑲緊，膠水干透。

圖4 慢走絲切割路徑

圖5 銅條粘接

圖6 加工的成品

（5）使用快走絲線切割機床切割掛臺留磨削余量。

（6）使用成型磨床精磨凸模刃口面并磨凸模掛臺到要求尺寸，保證刃口處光滑鋒利。

3 制造結果

工件加工完成后，經檢驗，工件符合尺寸及使用要求。慢走絲線切割機床的兩段加工面結合處無灼傷或接痕。

4 結束語

通過慢走絲無支撐面加工異形凸模的工藝方法加工符合尺寸及使用要求的工件，證明此制造工藝可行、有效。此方法解決了慢走絲線切割機床在加工異形凸模時磨床無法找正基準并接順支撐面的問題，為類似凸模的制造提供了新的思路和方法，為更多類似工件的加工起到了借鑒作用。但采用銅條或銅紙鑲緊并使用膠水粘接的方法比較耗時，還需繼續改進。