線切割技術在機械加工中的應用

1、線切割技術原理及分類

線切割機床的鉬絲通過貯絲筒、上下絲架控制做高速來回往返運動，鉬絲的線性度和垂直精度由上下絲架的導輪控制，加工零件通過上下絲架間的墊板固定。將鉬絲和加工零件分別接上脈沖電源的正、負極，加工零件利用放電產生的高溫而熔化，切除加工零件的多余部分，得到需要的模具形狀。

線切割機床分為慢速走絲機床和快速走絲機床，慢走絲加工精度高，但其成本也較高?？熳呓z機床因為結構比較簡單、生產效率高、生產成本較低等優點而被國內大多數廠家廣泛使用，雖然其加工精度較低，但一般都能滿足生產的需要。從總的發展趨勢來看，慢走絲線切割機床是發展方向。我們平時所說的線切割機一般是指快走絲機床。

2、線切割技術的特點

科學技術和工業生產的發展推動了模具加工尤其是復雜模具加工的發展。作為模具加工行業最常用也是最關鍵的技術，數控電火花線切割技術集電子、機械、計算機應用和控制數學等多領域技術于一體，主要用于加工小錐度型腔模具和直壁模具，不僅能滿足模具精度的要求，而且還縮短了生產時間、提高了生產效率、降低了生產成本。

2.1 加工不同形狀的零件

隨著科技的發展，線切割技術已經形成了一套完整的智能化數字控制系統，加工什么樣的零件就編制相應的控制程序，只要在機床上輸入加工零件的圖形就可以自動完成加工過程。線切割技術的自動化使得生產過程更加靈活方便，任何形狀的零件都可以實現自動加工，尤其是加工形狀復雜和難度較高的零件(如沖壓模具中的凸凹模和注塑模中的鑲塊、復雜模具型腔中出現的尖角和帶有小錐度的通孔等)，線切割更能發揮其技術優勢。

2.2 加工高硬度材料

線切割機床正負極放電產生的溫度可高達一萬攝氏度以上，能熔化各種金屬材料。因此，在加工過程中不受零件硬度的限制，可加工任何高硬度材料，如硬質合金、聚晶金剛石和淬火的工具鋼等。

2.3 提高零件的精度

線切割機利用電和熱能對零件進行加工，可以靈活調整影響零件精度的各項參數，有利于提高零件精密度，從而實現加工過程的自動化。

線切割機床的缺點：只適合量少、形狀復雜的零件或研發產品的加工，而對大批量、相對形狀簡單的零件來說則成本太高;而且也不能加工非導電材料。

3、機械加工中線切割技術的運用

3.1 精確設置過渡圓半徑

機械加工過程中運用線切割技術，要精確設置過渡圓半徑，在實際應用中過渡圓半徑會受加工工件外形和零件加工精度的影響。一般情況下，機械加工零件壁厚度越大，過渡圓半徑也越大。同時，機械加工過程中，模具配合時應結合間隙大小適當調整過渡圓半徑，并且為了滿足機械加工零件切割精度，應加強機床精度控制，準確確定過渡圓半徑。

3.2 凸角和凹角加工

線切割技術在機械加工中的運用，根據電極絲運動情況設置細金屬絲運動軌跡，在實際應用中電極絲直徑有誤差，因此細金屬絲和工件加工表面產生一定間隙，使得機械加工產生誤差，為了最大程度的控制機械零件加工誤差，在計算電極絲運動軌跡時，要考慮到放電間隙和電極絲直徑誤差，運用線切割技術進行機械加工時，電極絲半徑越大，放電間隙和計算誤差就越大，而且凹角經過機械切割加工后只能成為圓角。

因此工作人員在加工凸角和凹角機械零件時，應具體問題具體分析，實際應用中加工凹形零件時，電極絲運動軌跡應減去放電間隙長度;加工凸形零件時，電極絲運動軌跡應加上放電間隙長度，這樣才能確保機械零件加工精度。

3.3 定模加工

如果模板型孔半徑在0.06——0.1mm 時，應盡量采用直徑小于0.1mm 的切割線，細線切割技術比粗線切割技術精度更高，在進行機械加工時，應合理控制加工速度，避免經常發生斷絲問題，但是整個型孔進行機械加工時全部使用細線，一方面會造成材料浪費。

另一方面機械加工效率較低，因此應結合模板的實際情況，仔細比較和分析，比如，使用粗絲切割所有型孔時，達到機械加工要求后，適當調節拐角半徑，再采用細絲講來切割型孔，最后使所有型孔都滿足機械切割加工要求，并且應注意機械加工時更換粗絲和細絲，應重新確定加工工件中心，確保工件原有中心和定位中心距離控制在0.15mm 以內。

3.4 動模加工

在模具機械加工中動模加工是一項非常重要的工藝，設計形狀、材料硬度、尺寸精度等因素對于模具沖裁質量有著直接影響，并且影響模具零件的使用壽命和沖壓精度。

動模機械加工工藝分為以下幾個步驟：

第一，按照機械加工要求，在毛坯合適位置穿孔機成型或者電火花，將工件加工好然后穿入控死，穿孔絲中心和動模輪廓線之間的切線段應保持在7——9mm;

第二，凸模輪廓線和毛坯邊緣寬度應小于毛坯厚度的1/4;

第三，選擇后續切割預留暫停點時，應盡量縮小工件毛坯中心點和暫停點之間的距離，結合工件尺寸，設置合適的寬度，通常情況下，寬度應大于3mm 小于4mm;

第四，工件扭曲變形時，一次性粗切割殘留變形，將偏移量控制在0.12——0.16mm，反復幾次進行精細切割，盡量減少切割余量，最大程度的控制工件扭曲變形量;

第五，機械加工工件完成4 次外形切割后，整個機械加工差不多已完成，工作人員使用酒精清洗干凈毛坯端面，利用壓縮空氣將毛坯端面吹干，然后再使用粘結劑或者502 膠水，在毛坯上粘貼金屬薄片，薄片厚度約0.25mm，并且為了避免膠水不導電影響機械加工，應嚴禁在工件預留連接區域滴膠水，最后按照機械加工偏移量來切割工件。

4、結語

隨著現代工業的迅猛發展，機械加工行業會向著生產周期短、成本低而精度高的方向發展。線切割技術因為在提高產品質量和工作效率、擴大生產范圍及降低生產成本等方面的優勢，在機械加工行業占據著重要地位，因此對線切割技術進行研究和探索具有重大而深遠的意義!