线切割加工模具的工艺要点分析

1 引言

线切割是冲模零件的主要加工方式,然而进行合理的工艺分析,正确计算数控编程中电极丝的设计走丝轨迹,关系到模具的加工精度。通过穿丝孔的确定与切割路线的优化,改善切割工艺,这对于提高切割质量和生产效率,是一条行之有效的重要途径。

2 实际轨迹的计算

根据大量的统计数据表明,线切割加工后的实际尺寸大部分处于公差带的中位值(或称“中间尺寸”)附近,因此对于冲模零件图样中标注公差的尺寸,应采用中位值尺寸作为实际切割轨迹的编程数据,其计算公式为:中位值尺寸=基本尺寸+(上偏差+下偏差)。

例如:图样尺寸外圆半径R25–0.04,其中位值尺寸为25+(0–0.04)/2=24.98(mm)。

由于线切割放电加工的特点,工件与电极丝之间始终存在放电间隙。因此,切割加工时,工件的理论轮廓(图样)与电极丝的实际轨迹应保持一定的距离,即电极丝中心轨迹与工件轮廓的垂直距离,称为偏移量f0(或称为补偿值)。

f0=R丝+δ电

式中 R丝——电极丝半径

δ电——单边放电间隙

线切割加工冲模的凸、凹模,应综合考虑电极丝半径R丝、单边放电间隙δ电以及凸、凹模之间的单边配合间隙δ配,以确定合理的间隙补偿值f0。

例如:加工冲孔模(即要求保证工件的冲孔尺寸),以冲孔的凸模为基准,故凸模的间隙补偿值为:f凸=R丝+δ电,凹模尺寸应增加δ配。而加工落料模(即要求保证冲下的工件尺寸),以落料的凹模为基准,凹模的间隙补偿值f凸=R丝+δ电,凸模的尺寸应增加δ配。见图1。偏移量的大小将直接影响线切割的加工精度和表面质量。若偏移量过大,则间隙太大,放电不稳定,影响尺寸精度;偏移量过小,则间隙太小,会影响修切余量。修切加工时的电参数将依次减弱,非电参数也应作相应调整,以提高加工质量。

图1 凸模与凹模的间隙补偿值

(a)凸模 (b)凹模

根据实践经验,线切割加工冲裁模具的配合间隙应比国际上所流行的“大”间隙冲模(《手册》推荐值)应小些。因为凸、凹模线切割加工中,工件表面会形成一层组织脆松的熔化层,电参数越大,表面粗糙度越差,熔化层较厚。且随着模具冲裁次数的增加,这层脆松的表层会逐渐磨损,使模具的配合间隙逐渐增大,满足“大”间隙的要求。

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