数控线切割技术在冷冲模制造中的应用方法探索构架

谭阳伟

摘 要：随着我国科技水平的不断提升，使得相关模具的加工技术也得到了较大的改变。而冷冲模作为整个电动机制造行业中的一项重要工艺装备，其精准程度往往也直接决定了电动机的使用性能。而借助于数控线切割技术，能够有效地提升冷冲模的精度以及质量，从而进一步地提升我国电动机的制造水平。本文就数控切割技术在冷冲模制度中的相关应用方式进行了分析研究。

关键词：数控铣切割技术；冷冲模；制造；应用方法

中图分类号：TG659 文献标识码：A

随着我国制造水平的不断提升，冷冲模制造有了更高的标准。而传统的冷冲模制造方式，不仅加工时间长，还难以有效地保证冷冲模的制造精度，这也就难以符合现在制造业中对于冷冲模的制造要求。而借助于数控线切割技术，能够有效地提升整个冷冲模制造的精度以及效率，并进一步地提升了整个模具制造企业的经济效益。

一、数控线切割技术的概述

数控电切割技术是在电火花加工基础上发展起来的一种新的模具加工技术，并由其中的数控装置来进行机床运动的控制，并且采用线状的电极来进行工件的有效切割。而经过几十年的发展，数控切割技术也在切割能源与数控控制系统这两个方面取得了很大的进步，其切割能源也从刚开始单一的火焰能源发展为利用等离子、激光等多种能源来进行切割。而数控线切割技术中的控制系统也从最初的功能简单、自动化程度不足发展为现阶段的功能完善、智能化与网络化的控制方式，这也使得线切割方式逐步的演变成为了一种高精度与高自动化的加工方式。图1为数控线切割技术的加工原理图。

二、数控线切割技术的加工特点

1.可以直接借助于线状的电极作为其工具电极，而不需要利用像电火花加工一样的成形工具电极，这样就能够很好地减少在模具制造过程中的电极制造时间，这样就可以有效的降低整个模具制造企业的制造成本，并且能够缩短整个模具的制造周期。

2.在数控线切割技术中可以加工一些传统切削方法难以进行加工或者无法加工的窄缝或者形状复杂的零件。而数控线切割技术的尺寸精度能够达到0.01mm～0.02mm，其表面的粗糙度值甚至能够达到纳米级别。

3.借助传统的车、铣加工过程中，其刀具的硬度必须比工件的硬度要大，这样才能够确保模具的加工工作能够正常进行。而利用数控线切割技术进行零件加工时，其用来切割机床的电极丝不必比工件材料更坚硬，所以可以去加工一些有着很高硬度或者很脆的材料。而且在进行加工的过程中，作为刀具的电极丝也不需要进行刃磨这一个环节，从而很好地节省了辅助的时间以及刀具的费用。

4.借助于电蚀原理来进行模具的加工，其工具电极与需要加工的工件两者之间并不需要直接接触，这就使得工件的变形程度相对较小，而电极丝以及夹具等也不需要过高的强度，并且能够很好地进行一些低刚度工件与细小零件的加工工作。

5.在数控电切割技术中，其工具电极所用的电极丝比较细，其切缝也相对较窄，这就使得在进行工件材料的加工过程中其实际的金属去除量很少，进行轮廓加工的过程中所需要的余量也比较少，这就使其有了很高的材料利用率，并且能有效节约一些贵重的材料。

6.借助于移动的长电极丝来进行加工，能够有效地降低单位长度的电极丝的损耗程度，从而保证了整个零件的加工精度。特别是在进行低速走丝线的切割加工过程中，电极丝的一次使用，能够使得因为电极损耗而造成的加工影响变得更小。

三、在冷冲模制造中数控线切割技术的实际应用

（一）进行间隙补偿量的合理选择

在进行数控线切割工作中，进行编程的首要任务在于确定钼丝的中心运动轨迹以及切割轨迹这两者之间的偏移量f，而偏移量f的大小则是钼丝的半径以及单边的放电间隙两者之和。在实际的工作过程中，要想精准地确定相关的间隙补偿量是比较困难的，而现阶段许多的切割机都是运用着0.18mm的钼丝来作为其切割电极，这也就使得钼丝的半径非常容易进行确定。因此要想精准的计算出偏移量f，就需要进行单边放电间隙的确定，这也就要求在进行数控线切割工作时要对线切割机的脉冲电压以及单边的放电腐蚀量有一个精准的确定。而通过长期的实践总结，可以发现在相同的工作条件下，当脉冲波的标准冲电在4ms～80ms时，其工件的单边腐蚀量保持在0.015mm～0.040mm这一范围中。

而在数控线切割器编程的过程中，虽然选择了最佳补偿量f来进行编程，但是随着工件加工时间的不断增加，往往会使得线切割器中的钼丝也不断地处于损耗的过程中，这就对整个加工工件的表面尺寸精准程度造成了很大的影响。而现阶段市面上比较常见的0.18mm规格的钼丝，一般会在切割刀60000mm?的时候就难以有效地保证工件的表面质量以及其尺寸的精度，这就要求利用数控线切割技术进行羊曲、深蓄磁极等重要模具的加工过程时，需要在加工到60000mm?之前就进行钼丝的更换，从而有效的保证整个工件的加工质量。

（二）进行工件加工工艺的合理指导

冷冲模具的材料一般会使用Cr钢或者Cr12MoV钢等优质的钢材，而这些材料在进行加工之前也都需要进行相应的热处理工作。而羊曲、深蓄磁极冲模等重要的模具一般也都使用Cr12MoV钢作为其加工的原材料。

以Cr12MoV钢的加工作为例子，在进行Cr12MoV钢的热处理工作时，通常先将其加温到1050℃后，再进行急速的淬冷工作。而借助于热处理的工艺理论可以得知，常温状态下保持着某一形态的金属晶格，其内部的碳原子结构是确定的，而在温度达到1050℃这一标准时，原本晶格中的碳原子获得了更多的能量并且转变成为了高温下的晶格结构，而随着急速的淬冷工艺，也就使得这些碳原子保持在晶格之中，并且进一步提升了整个材料的硬度，同时也有效地增加了整个数控线切割过程中材料的热处理应力变形程度。这也就使得在进行数控线切割的过程中要注重根据材料的种类与规格不同而针对性地选择相关的电压等级，并且在此基础上要对加工的电流以及淬火冷却时介质的浓度进行合理地调整。

（三）进行工件的装夹

在进行程序的编制过程中，需要对工件装夹的位置以及切入点的位置保持足够的注意力，并且可以借助于适当的定位来进一步地简化其编程工作。而工件在工作台上位置的不同，也会直接地影响到整个工件的加工方位，并进一步地影响到编程中各个坐标点的计算过程以及结构。

而利用不同描述的程序段，其加工的稳定程度也不同，比如在进行45°角直线的切割过程中，可以通过差补运算来选择数控线切割机的最佳加工方式。但是切割45°直线角的过程中，其工件的几何精度以及表面粗糙度相对比较大，这也就要求在进行冷冲模程序的编制过程中，应当尽可能地避免其较大的45°的直线程序。

（四）进行编程的过程中所需要注意的事项

在进行编程的过程中，应当将凹模工件的尺寸大小进行合理地选择，并使其充分地接近于工件的最小极限尺寸。而凸模的公称尺寸则应当选取一个尺寸较小的合理间隙值。

而在进行凸模尺寸的选择过程中，应当将其尺寸的大小接近或者等于其最大的极限尺寸，这样才能够有效地确保整个工件的加工精准程度。

结语

随着我国各行各样的不断发展，对于一些工件制造的精度也就有了更高的标准与要求。而传统的铣切割工件加工技术也已经难以满足现阶段的模具加工要求。利用数控线切割技术来进行冷冲模的加工制造工作，不仅能够有效地提升整个模具的加工精度，确保其加工的质量，还可以在加工的过程中大幅度地减少一些加工材料的损失，从而有效地降低了模具制造企业的加工成本。而通过数控线切割技术，还可以最大限度地降低在模具加工过程中所需的人力成本，从而有效地降低了整个冷冲模加工制造过程中的各项成本，并进一步提升了模具制造企业的经济效益以及核心竞争能力。

参考文献

[1]赵丽辉，曹金军.数控线切割技术在冷冲模制造中的应用[J].金属加工，2015，2（7）：11-12.

[2]陈祥.微齿轮模具的微细电火花线切割加工技术研究[D].哈尔滨工业大学，2015.