搞定模具的數(shù)控線切割加工技術(shù)（WEDM），就這幾招！
當(dāng)前，很多模具都采用快走絲線割機(jī)加工，線切割后的工件表面粗糙度Ra≥2.5μm，硬度分布和內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)都很差。模具加工中，線切割是非常重要的一個加工工藝，大到模板，小到小沖頭，只要是需要保證精度的零件，都會用到。
電火花線切割加工是實現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定設(shè)備條件下，合理的制定加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
1.電火花線切割加工基本原理
利用連續(xù)移動的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。英文為Wire cut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM，又稱線切割。
2.電火花線切割加工基本設(shè)備：電火花線切割加工機(jī)床。
3.電火花線切割加工主要特點
電火花線切割加工，除具有電火花加工的基本特點外，還有一些其他特點：
①不需要制造形狀復(fù)雜的工具電極，就能加工出以直線為母線的任何二維曲面；
②能切割0.05毫米左右的窄縫；
③加工中并不把全部多余材料加工成為廢屑，提高了能量和材料的利用率；
④在電極絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線切割加工中，由于電極絲不斷更新，有利于提高加工精度和減少表面粗糙度；
⑤電火花線切割能達(dá)到的切割效率一般為20-60毫米2/分，最高可達(dá)300毫米2/分；加工精度一般為±0.01至±0.02毫米，最高可達(dá)±0.004毫米；表面粗糙度一般為Ra2.5至1.25微米，最高可達(dá)Ra0.63微米；切割厚度一般為40-60毫米，最厚可達(dá)600毫米。
4.電火花線切割加工使用范圍
主要用于加工：各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等；成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極；各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等。具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60％以上。
5.電火花線切割加工模具或零件的過程，對圖樣進(jìn)行分析和審核,不是神馬都可以用線切割搞定!
分析圖樣對保證工件加工質(zhì)量和工件的綜合技術(shù)指標(biāo)是有決定意義的第一步。以沖裁模為例，根據(jù)現(xiàn)有加工設(shè)備的情況，考慮這種工藝方法的可行性，在消化圖樣時首先要挑出不能或不易用電火花線切割加工的工件圖樣，如下列情況就不能實現(xiàn)加工：
1.表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后無法進(jìn)行手工研磨的工件；
2.窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件，或圖形內(nèi)拐角處不允許帶有電極死板井架放電間隙所形成的圓角的工件；
3.非導(dǎo)電材料；
4.厚度超過絲架跨距的零件；
5.加工長度超過x,y拖板的有效行程長度，且精度要求較高的工件。
6.窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件。
7.圖形內(nèi)角不允許有R角或者內(nèi)角要求的R角比電極絲直徑要小的工件。
在符合線切割加工工藝的條件下，應(yīng)根據(jù)零件的加工要求，如表面質(zhì)量、尺寸精度要求，決定選用中走絲線切割加工還是慢走絲線切割加工來進(jìn)行。對于尺寸精度要求很高，表面粗糙度要好的零件，應(yīng)采用慢走絲線切割機(jī)床來完成。
6.數(shù)控線切割編程注意事項
1）.沖模間隙和過渡圓半徑的確定
合理確定沖模間隙。沖模間隙的合理選用，是關(guān)系到模具的壽命及沖制件毛刺大小的關(guān)鍵因素之一。不同材料的沖模間隙一般選擇在如下范圍：
軟的沖裁材料，如紫銅、軟鋁、半硬鋁、膠木板、紅紙板、云母片等，凸凹模間隙可選為沖材厚度的10%—15%。
硬質(zhì)沖裁材料，如鐵皮、鋼片、硅鋼片等，凸凹模間隙可選為沖裁厚度的15%—20%。
這是一些線切割加工沖裁模的實際經(jīng)驗數(shù)據(jù)，比國際上流行的大間隙沖模要小一些。因為線切割加工的工件表面有一層組織脆松的熔化層，加 工電參數(shù)越大，工件表面粗糙度越差，熔化層越厚。隨著模具沖次的增加，這層脆松的表面會漸漸磨去，是模具間隙逐漸增大。
合理確定過渡圓半徑。為了提高一般冷沖模具的使用壽命，在線線、線圓、遠(yuǎn)遠(yuǎn)相交處，特別是小角度的拐角上都應(yīng)加過渡圓。過渡圓的大小 可根據(jù)沖裁材料厚度、模具形狀和要求壽命及沖制件的技術(shù)條件考慮，隨著沖制件的曾厚，過渡圓亦可相應(yīng)增大。一般可在0.1—0.5㎜范圍內(nèi)選用。
對于沖件材料較薄、模具配合間隙較小、沖件又不允許加大的過渡圓，為了得到良好的凸凹模配合間隙，一般在圖形拐角處也要加一個過渡圓。因為電極絲加工軌跡會在內(nèi)拐角處自然加工出半徑等于電極絲半徑加單面放電間隙的過渡圓。
2）.計算和編寫加工程序
編程時，要根據(jù)配料的情況，選擇一個合理的裝夾位置，同時確定一個合理的起割點和切割路線。
起割點應(yīng)取在圖形的拐角處，或在容易將凸尖修去的部位。
切割路線主要以防止或減少模具變形為原則，一般應(yīng)考慮使靠近裝夾著一邊的圖形最后切割為易。
3）.穿制加工用的程序紙帶和校對紙帶
根據(jù)程序單把紙帶制作完畢后，一定把程序單與制作好的紙帶逐條進(jìn)行校對，用校對好的紙帶把程序輸入控制器后才能試切樣板，對簡單有把握的工件可以直接加工。對尺寸精度要求高、凸凹模配合間隙小的模具，必須要用薄料試切，從事切件上可檢查其精度和配合間隙。如發(fā)現(xiàn)不符合要求，應(yīng)及時分析，找出問題，修改程序直至合格后才能正式加工模具。這一步驟是避免工件報廢的一個重要環(huán)節(jié)。
根據(jù)實際情況，也可以直接由鍵盤輸入，或從編程機(jī)直接把程序傳輸?shù)娇刂破髦小?/span>
7.模具制造中的電火花線切割加工工藝操作要點：
線切割機(jī)加工時，放電區(qū)電流密度高達(dá)10000A/mm2，溫度高達(dá)10000℃-12000℃，加注的介質(zhì)液急劇冷卻，致使切割面表層硬度僅20HRC左右，而內(nèi)部淬火層硬度卻高達(dá)70HRC以上，其后為熱影響區(qū)，再后才是原硬度區(qū)。
尤為嚴(yán)重的是，原材料內(nèi)部因為淬火呈拉應(yīng)力狀態(tài)，線切割所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力，兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果很容易達(dá)到材料的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生微裂紋，從而大大縮短沖模壽命，因此，線切割不能作為凸模、凹模的最終加工工序。
目前，多數(shù)模具加工企業(yè)是在線切割后，用研磨的辦法去掉表層20HRC的灰白層（即白層）后便進(jìn)行裝配使用。這樣做雖然可以去掉硬度低的白層，但沒有改變線切割造成的應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，即使增大線切割后的研磨余量，但因高硬層硬度高（達(dá)70HRC），研磨困難，過大的研磨量容易破壞零件幾何形狀，故線切割產(chǎn)生的高硬度層并不能提高沖模壽命，因為其脆性大是產(chǎn)生裂紋、崩刃的根本原因。
線切割后磨削加工，可去掉低硬度的白層和高硬層，提高沖模壽命。因為磨削時產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力，與線切割產(chǎn)生的熱應(yīng)力疊加，無疑也會加劇沖模損壞。若在磨削后，再進(jìn)行低溫時效處理，則可消除應(yīng)力影響，顯著提高沖模韌性，使沖模壽命提高。因為幾何形狀復(fù)雜的沖模大多數(shù)是采用線切割加工，所以，磨削形狀復(fù)雜的沖模必須采用價格昂貴的坐標(biāo)磨床和光學(xué)曲線磨床，而這兩種設(shè)備一般線切割廠家都不具備，故推廣困難。
高速走絲電火花線切割加工中，工作液是脈沖放電的介質(zhì)，對加工的影響很大。工作液一般要求有一定的絕緣性能、較好的洗滌性能、較好的冷卻性能和對環(huán)境無污染，對人體無危害。工作液的配置也相當(dāng)重要，太濃、太淡時，均會引起斷絲，—般水液濃度比均在1:10到1:20范圍內(nèi)。切割速度要求高或大厚度工件切割時，濃度適當(dāng)?shù)托?，這樣加工比較穩(wěn)定，且不易斷絲。但工作液濃度也不能太低，否則，將使工作液絕緣性能降低，電阻率減小，冷卻能力增強(qiáng)，從而降低了對工件的潤滑作用，不利于排屑，也容易斷絲。
為保證工作液通道無阻塞，工作液流量的大小也應(yīng)適當(dāng)控制，一般在切割完畢時，因工件被切割段在工作液力作用下產(chǎn)生下垂，切割部位脫落，電極絲極易被夾斷，此時，應(yīng)使工作液保持一定的壓力和流量，及時把腐蝕物排出，從而防止斷絲現(xiàn)象的產(chǎn)生。切割鋁、銅等軟性材料時，特別是在切割材料比較厚的情況下，為了提高加工效率和表面光潔度，減少斷絲現(xiàn)象，可采用一些專用冷卻液，也有利于環(huán)境保護(hù)。
高速走絲電火花線切割加工中，為了高效地加工出符合要求的工件，對操作人員也有一定的要求。操作人員要正確地理解圖樣的各項技術(shù)要求。工作液要及時更換，保持一定的清潔度，保證上、下噴嘴不阻塞、流量合適。電極絲校準(zhǔn)垂直，工件裝夾正確。合理選用脈沖電源參數(shù)，加工不穩(wěn)定時要及時調(diào)整變頻進(jìn)給速度等。切換功能鍵時，切勿在加工過程中進(jìn)行，以免開關(guān)接觸不良造成短路或引起電極絲燒傷，以至斷絲。在切割完畢時，切除部位會在重力的作用下墜落，電極絲極易被夾斷，可采用磁鐵吸附、夾板夾持等方法及時固定，避免斷絲。
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