模具线切割加工中的工艺要点分析

张锦辉

摘 要：当前在模具的加工中，线切割工艺是应用最为广泛的加工工艺。而且由于线切割技术的独特优势，模具加工企业更加偏爱对这一种技术的应用。因此必须对模具线切割技术在加工过程中的工艺要点有详细的了解和分析，才能保证加工模具工作的顺利进行，保证模具生产的质量和工作的效率。文章就是依据模具线切割加工过程工艺特点，对间隙补偿量的确定方法进行分析，合理选择切割路线和穿丝孔，从而减少工件在加工中出现变形的情况。对于塌角问题提出了改善该工艺的一些措施和建议，提高相关企业对线切割工作的关注度，从而达到提高模具线切割质量和效率的目的。

关键词：模具；线切割加工；工艺要点分析

中图分类号：TG48 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0098-02

模具线切割工艺的独特优势已经被广泛的应用于模具零件的加工制造中。在对模具进行加工的过程中，通过一次编程的结果，利用对间隙补偿量的调整，就可以实现对凹模、凸模、凸模固定板和卸料板等零件的切割工作，并可以利用斜度线切割技术将凹、凸模具进行一次成形的加工，实现材料利用率的大大提高。由于这些特殊的优势，使得模具线切割加工技术在模具零件的制造中占据越来越重要的地位。

在一定的加工设备条件下，要考虑加工模具的特点和相应的加工要求，并确定出电极丝间隙补偿量的大小，由此制定合理的加工方案，这点对于模具切割质量的提高和工作效率的提高都有着重要的作用。

1 间歇补偿量的正确确定

模具零件的大小是由工件的尺寸所确定的。尤其是凹、凸模具的刃口大小和工件的尺寸大小有着直接的关系。在对模具的零件进行线切割加工时，需要对间隙补偿量进行正确的确定。电极丝本身具有一定的大小，在加工过程中会与工件有0.01 mm左右的放电间隙，且电极丝的中心轨迹要与工件的外部轮廓存在差异，即不能重合。在对凸模进行加工时，电极丝的中心轨迹要围绕在所要加工图形的外围。

而对凹模进行加工时，电极丝的中心轨迹需要在要加工图形的内部。而且间隙补偿量的确定和电极丝的直径大小、凹凸模具之间的单面配合间隙，以及电极丝和待加工零件之间的放电间隙都是息息相关的。

在对冲孔模具进行加工时，凸模的刃口大小要根据冲孔件的大小来确定，凸模间隙补偿量的确定要考虑凹、凸模之间的单边配合间隙。而凹模间隙补偿量的确定要考虑凹模的单边尺寸。落料模具的加工中，凹模刃口的大小要由落料部件的尺寸决定，凸模的刃口大小要比凹模的刃口尺寸小一个单边的合理配合间隙。以此类比，一次编程完成后，只要对间隙补偿量进行合理的调整，就可以切割不同的零件。

2 穿丝孔位置和直径的确定

在对凹模之类的零件进行加工时，因为凹模轮廓的特点：封闭性，因此在对工件进行切割之前必须完成对穿丝孔的加工，这样才能保证这类工件的完整性。在穿丝孔位置设在工件轮廓的内部时，需要尽可能缩小与切割点的位置，同时方便对轨迹坐标的计算。而在对凸模类零件进行加工时，不需要利用穿丝孔就可以直接从工件的外部切入，但是这点在切断材料时会对材料内部的应力分布产生影响，造成工件材料出现变形的现象，严重时会阻碍整个切割工作的进行，如果采用穿丝孔时，就可以避免此类现象的发生，减小零件变形发生的概率。这时穿丝孔的位置要设在型面外部，尽可能接近加工轮廓轨迹的拐角位置，这样就能减少对模具表面造成的影响。同时穿丝孔的大小要适中，不宜过大或过小，在1～8 mm之间为适合。但是在很多情况下，穿丝孔的大小是衡量加工的标准，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，通常情况下利用精密工作台进行钻孔。

另外，在对大型零件进行加工时，应沿着加工的轨迹增加对穿丝孔的设置，以方便在出现断丝时能及时就近的补救，切入断丝点。当需要在一块材料上切割不少于两个零件时，要注意不能进行一次连续的切割工作，而是通过设置不同的穿丝孔来进行加工。根据加工的要求更换穿丝孔位置和数量，来保证切割工作的高效进行。

3 切割路线和路线走向的合理选择

模具线切割的结果直接影响整个工件的精工精度，严重时会造成工件的报废。为了减小变形产生的概率，必须合理选择切割路线和切割路线的走向。一般情况下，切割点的选取要靠近夹持端，然后沿着远离夹具的方向进行切割工作，最后再转到夹具的方向。要尽可能避免从工件的外部进行断面切入，而是选择从预制的穿丝孔位置进行切割，且加工路线要和坯料断面相隔不小于5 mm的距离，来保证工件的精度要求和结构的强度要求。在对孔槽类的零件和精密冲模进行切割时，为达到减小变形的要求，可以采用多种切割方法依次进行，从而满足对零件精度的要求。

4 线切割前的预加工工艺

在对零件进行线切割之前，一般都要经过淬火和锻造处理，零件的内部会因此留有部分的应力，在对零件进行电加工时，由于去除了大量的材料，工件内部的应力场会受到影响出现重新分布，从而导致工件出现断裂或者变形的现象。去除材料的多少与工件的变形有很大的关系，且材料去除的越多，工件变形的概率就越大。所以在对工件进行切割之前，可以进行预加工工艺来去除大部分的材料，使得大部分的残留变形量发生在粗加工的阶段。例如对凹模进行线加工之前，可以采用电火花成形法进行预加工留2～3 mm的余量。在对凸模进行线切割之前可以采用预加工槽的办法，均匀应力的释放，减小变形的出现。

5 解决塌角加工的策略分析

在对模具进行线切割加工的过程中，因为电极丝的运动受到阻力的作用，中间部分会落后于上下导丝嘴的运动速度，从而影响了拐角的加工精度，通常情况下会出现内拐角加工不足或外拐角加工过度的现象。为了避免以上现象的发生，可以采用以下解决策略：首先在拐角的地方，使电极丝程序向前多延伸0.5 mm，这样就可以避免电极丝在拐角处发生拐弯的现象；其次是在拐角的位置增加一小段三角形或者正方形的过切路线；最后一种是在拐角的地方设置一个时间在3 s左右的停留功能程序，消除由于电极丝的滞后所造成的拐角精度不足的问题。这些方法都普遍适用于外拐角的加工，但是内拐角只能利用第三种方法来解决。除此之外还可以利用增加电极丝的张紧力来缩短上下导丝的距离，从而达到消除塌角问题的目的。

6 结 语

模具加工程序设置完成以后，必须要经过严格的检验才能投入到正式的工作中去。检验程序的办法有很多，可以通过画图进行程序语法的检验，也可以利用空走的方法来检验加工过程中可能出现的碰撞和干涉，或者利用试切的方法，用廉价的材料在机床上进行切割来验证整个程序的完成情况。并根据验证的结果对程序进行改进。模具在线切割技术下产生的变形会严重影响模具的使用寿命，因此在对零件进行线切割时，要选择合适的材料，改进零件工艺的构造，选择科学的工艺参数来全面提高模具零件的质量。

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