慢走丝线切割加工工艺及操作技巧.pdf

慢走絲線 割加工工藝及操作技巧 慢走絲線 割加工工藝及操作技巧 1 引言 慢走絲線 割機床應用廣泛而又重要 在塑膠模 精密多工位級進模的生產加工過程中 能保證 得到 好的尺寸精 直接 影響模具的裝配精 件的精 以及模具的使用壽命等 由於加工工件精 要求高 因此在加工過程中 有一點疏忽 就會造成工件報廢 同時也會給模 具的製造成本和加工週期帶 負面影響 在從事慢走絲 割機床編程與操作加工過程中 結合多 的生產實踐 針對加工過程中所出現的 變形問題及遇到的困難 總結 幾點工藝處 方法和加工操作方案 2 凸模加工工藝 凸模在模具中起著很重要的作用 它的設計形 尺寸精 及材 硬 都直接影響模具的沖裁品 質 使用壽命及衝壓件的精 在實際生產加工中 由於工件毛坯內部的殘 應 變形及放電產生的熱 應 變形 故應首先加工好穿絲孔進 封閉式 割 盡可能避免開放式 割而發生變形 如果受限於工 件毛坯尺寸而 能進 封閉形式 割 對於方形毛坯件 在編程時應注意選擇好 割 線 或 割方向 割 線應有 於保證工件在加工過程中始終與夾具 裝夾支撐架 保持在同一坐標系 避開應 變 形的影響 夾具固定在左端 從葫 形凸模左側 按逆時針方向進 割 整個毛坯依據 割 線而被 分為左右 部分 由於 接毛坯左右 側的材 越割越小 毛坯右側與夾具逐漸脫 無法抵抗內部殘 應 而發生變形 工件也隨之變形 按順時針方向 割 工件 在毛坯的左側 靠近夾持部位 大 部分 割過程都使工件與夾具保持在同一坐標系中 剛性較好 避免 應 變形 一般情況下 合 的 割 線應將工件與夾持部位分 的 割段安排在總的 割程式末端 即將暫停點 Bridge 在靠近毛 坯夾持端的部位 下面著重分析一下硬質合 齒形凸模的 割工藝處 一般情況下 凸模外形規則時 線 割加工 常將預 接部分 暫停點 即為使工件在第 1 次的粗割後 與毛坯完全分 而預 下的一小段 割軌 跡線 在平面位置上 大部分精割完畢後 對預 接部分只做一次 割 以後再由鉗工修磨平整 這樣可減少凸模在慢走絲線 割上的加工費用 硬質合 凸模由於材 硬 高及形 狹長等特點 導致加工速 慢且容 變形 特別在其形 規 則的情況下 預 接部分的修磨給鉗工帶 很大的難 因此在慢走絲線 割加工階段可對工藝進 適當的調整 使外形尺寸精 達到要求 免除鉗工裝配前對暫停點的修磨工序 由於硬質合 硬 高 割厚 大 導致加工速 慢 扭轉變形嚴重 大部分外形加工及預 接 部分 暫停點 的加工均採取 4 次 割方式且 部分的 割 和偏移 Offset 均一致 第 1 次 割電 極絲偏移 加大至 0 5 0 8mm 以使工件充分釋放內應 及完全扭轉變形 在後面 3 次能夠有足夠餘 進 精割加工 這樣可使工件最後尺寸得到保證 具體的工藝分析如下 1 預先在毛坯的適當位置用穿孔機或電火花成形機加工好 1 0 1 5mm 穿絲孔 穿絲孔中心與 凸模 線間的引入 割線段 l 長 選取 5 10mm 2 凸模的 線與毛坯邊緣的寬 應至少保證在毛坯厚 的 1 5 3 為後續 割預 的 接部分 暫停點 應選擇在靠近工件毛坯重心部位 寬 選取 3 4mm 4 為補償扭轉變形 將大部分的殘 變形 在第 1 次粗割階段 增大偏移 至 0 5 0 8mm 後 續的 3 次採用精割方式 由於 割餘 小 變形 也變小 5 大部分外形 4 次 割加工完成後 將工件用壓縮空氣吹幹 再用酒精溶液將毛坯端面洗淨 涼 幹 然後用粘結劑或液態快幹膠 通常採用 502 快幹膠水 將經磨床磨平的厚 約 1 5mm 的 屬薄片粘 在毛坯上 再按原先 4 次的偏移 割工件的預 接部分 注意 勿把膠水滴進下水嘴或滴到工件 的預 接部分上 以免造成 導電而 能加工 3 凹範本加工中的變形分析 線上 割加工前 範本已進 加工 熱加工 內部已產生 較大的殘 應 而殘 應 是 1 引言 慢走絲線 割機床應用廣泛而又重要 在塑膠模 精密多工位級進模的生產加工過程中 能保證 得到 好的尺寸精 直接 影響模具的裝配精 件的精 以及模具的使用壽命等 由於加工工件精 要求高 因此在加工過程中 有一點疏忽 就會造成工件報廢 同時也會給模 具的製造成本和加工週期帶 負面影響 在從事慢走絲 割機床編程與操作加工過程中 結合多 的生產實踐 針對加工過程中所出現的 變形問題及遇到的困難 總結 幾點工藝處 方法和加工操作方案 2 凸模加工工藝 凸模在模具中起著很重要的作用 它的設計形 尺寸精 及材 硬 都直接影響模具的沖裁品 質 使用壽命及衝壓件的精 在實際生產加工中 由於工件毛坯內部的殘 應 變形及放電產生的熱 應 變形 故應首先加工好穿絲孔進 封閉式 割 盡可能避免開放式 割而發生變形 如果受限於工 件毛坯尺寸而 能進 封閉形式 割 對於方形毛坯件 在編程時應注意選擇好 割 線 或 割方向 割 線應有 於保證工件在加工過程中始終與夾具 裝夾支撐架 保持在同一坐標系 避開應 變 形的影響 夾具固定在左端 從葫 形凸模左側 按逆時針方向進 割 整個毛坯依據 割 線而被 分為左右 部分 由於 接毛坯左右 側的材 越割越小 毛坯右側與夾具逐漸脫 無法抵抗內部殘 應 而發生變形 工件也隨之變形 按順時針方向 割 工件 在毛坯的左側 靠近夾持部位 大 部分 割過程都使工件與夾具保持在同一坐標系中 剛性較好 避免 應 變形 一般情況下 合 的 割 線應將工件與夾持部位分 的 割段安排在總的 割程式末端 即將暫停點 Bridge 在靠近毛 坯夾持端的部位 下面著重分析一下硬質合 齒形凸模的 割工藝處 一般情況下 凸模外形規則時 線 割加工 常將預 接部分 暫停點 即為使工件在第 1 次的粗割後 與毛坯完全分 而預 下的一小段 割軌 跡線 在平面位置上 大部分精割完畢後 對預 接部分只做一次 割 以後再由鉗工修磨平整 這樣可減少凸模在慢走絲線 割上的加工費用 硬質合 凸模由於材 硬 高及形 狹長等特點 導致加工速 慢且容 變形 特別在其形 規 則的情況下 預 接部分的修磨給鉗工帶 很大的難 因此在慢走絲線 割加工階段可對工藝進 適當的調整 使外形尺寸精 達到要求 免除鉗工裝配前對暫停點的修磨工序 由於硬質合 硬 高 割厚 大 導致加工速 慢 扭轉變形嚴重 大部分外形加工及預 接 部分 暫停點 的加工均採取 4 次 割方式且 部分的 割 和偏移 Offset 均一致 第 1 次 割電 極絲偏移 加大至 0 5 0 8mm 以使工件充分釋放內應 及完全扭轉變形 在後面 3 次能夠有足夠餘 進 精割加工 這樣可使工件最後尺寸得到保證 具體的工藝分析如下 1 預先在毛坯的適當位置用穿孔機或電火花成形機加工好 1 0 1 5mm 穿絲孔 穿絲孔中心與 凸模 線間的引入 割線段 l 長 選取 5 10mm 2 凸模的 線與毛坯邊緣的寬 應至少保證在毛坯厚 的 1 5 3 為後續 割預 的 接部分 暫停點 應選擇在靠近工件毛坯重心部位 寬 選取 3 4mm 4 為補償扭轉變形 將大部分的殘 變形 在第 1 次粗割階段 增大偏移 至 0 5 0 8mm 後 續的 3 次採用精割方式 由於 割餘 小 變形 也變小 5 大部分外形 4 次 割加工完成後 將工件用壓縮空氣吹幹 再用酒精溶液將毛坯端面洗淨 涼 幹 然後用粘結劑或液態快幹膠 通常採用 502 快幹膠水 將經磨床磨平的厚 約 1 5mm 的 屬薄片粘 在毛坯上 再按原先 4 次的偏移 割工件的預 接部分 注意 勿把膠水滴進下水嘴或滴到工件 的預 接部分上 以免造成 導電而 能加工 3 凹範本加工中的變形分析 線上 割加工前 範本已進 加工 熱加工 內部已產生 較大的殘 應 而殘 應 是 一個相對平衡的應 系統 線上 割去除大 廢 時 應 隨著平衡遭到破壞而釋放出 因此 範本 線上 割加工時 隨著原有內應 的作用及火花放電所產生的加工熱應 的影響 將產生 定向 無規 則的變形 使後面的 割吃刀 厚薄 均 影響 加工品質和加工精 針對此種情況 對精 要求比較高的範本 通常採用 4 次 割加工 第 1 次 割將所有型孔的廢 掉 取出廢 後 再由機床的自動移位 自動穿絲功能 完成第 2 次 第 3 次 第 4 次 割 a 割第 1 次 取廢 b 割第 1 次 取廢 c 割第 1 次 取廢 n 割第 1 次 取廢 a 割第 2 次 b 割第 2 次 n 割第 2 次 a 割第 3 次 n 割第 3 次 a 割第 4 次 n 割第 4 次 加工完畢 這種 割方式能使每個型孔加工後有足夠的時間釋放內應 能將各個型孔因加工順序 同而產 生的相互影響 微 變形 低到最小程 較好地保證範本的加工尺寸精 但是這樣加工時間太長 機床 損件消耗 大 增加 範本的製造成本 另外機床本身隨加工時間的延長及溫 的波動也會產生 蠕變 因此 根據實際測 和比較 範本在加工精 允許的情況下 可採用第 1 次統一加工取廢 變 而將後面的 2 3 4 次合在一起進 割 即 a 割第 2 次後 移位 剪絲緊接著割第 3 4 次 b c n 或 去第 4 次 割而做 3 次 割 這樣 割完後經測 形位尺寸基本符合要求 4 次及 3 次 割中各次的加工餘 加工精 表面粗糙 的 考值 表 1 及表 2 初步估算一下 型孔之間 的移位 穿絲 剪絲 上水 下水等均按 1min 計算 採用這種 割方法 加工 1 塊有 100 個型孔的範 本 每次將會節 大約 9h 的加工時間 割 4 次共節 大約 30h 這樣對使用費用昂貴的慢走絲線 割 機床 既提高 生產效 又 低費用消耗 因此也 低 範本的製造成本 4 凹範本型孔小拐角的加工工藝 由於選用的 割絲直徑越大 割出的型孔拐角半徑也越大 當範本型孔的拐角半徑要求很小時 如 R0 07 R0 10mm 則必須換用細絲 如 0 10mm 但是相對粗絲而言 細絲加工速 較慢 且費 用昂貴 大多需進口絲 如果將整個型孔都用細絲加工 就會延長加工時間 造成 費 經過仔細比較 和分析 採取先將拐角半徑適當增大 用粗絲 割所有型孔達到尺寸要求 再 換細絲統一修割所有型 孔的拐角達到規定尺寸 下面是矩齒形凹範本 內拐角半徑為 R0 07mm 的線 割加工工藝 1 先用 0 20mm 割絲加工範本型孔至要求尺寸 內拐角部分加工至 R0 15mm 2 退磁 關機 3 換 0 10mm 細絲 將 割絲輸送帶移至未使用過的位置 如果輸送帶 3 個位置均已使用且咬 送細絲的效果 佳 則 換新的輸送帶 4 重新找正中心 帶有 2 個 剛石錐體的 割絲導向插件 本導向插件為 AGIE 公司慢走絲線 割 機床專用 點式支撐可使 割絲的下偏點被精確的定位 使 割絲精確地進 導向 當 割絲直徑為 0 20mm 時 找正中心在 b 點 當 割絲直徑為 0 10mm 時 找正中心在 a 點 ab bo ao 0 1 KF 2 KF 0 05 KF 2 KF 0 0707mm 因此 換 0 10mm 的細絲重新找正中心的座 標值應與原中心座標值相差大約 0 0707mm 5 修改圖形圓角半徑 重新編程 避開其他型孔 線 將型孔的拐角半徑修整為 R0 07mm 5 多型孔凹模 固定板 卸 板的加工順序 多型孔凹模 固定板 卸 板考慮到各個型孔在加工過程中受殘 應 及加工熱 影響而產生的 微 變形 因此在實際生產中採用型孔加工順序一致的方法保證其型孔位置變形的一致性 從而保證 凹模 固定板 卸 板型孔的同軸 6 結束語 慢走絲線 割機床加工精 高 功能強 但加工成本高 要充分發揮機床的作用 創造好的經 濟效益 必須對工件進 合 的加工工藝分析和技術性能分析 充分瞭解機床的結構性能以及熟 掌握 機床的操作技能 合 選用水 和電 減少加工過程中的斷絲情況 在實踐中 斷總結經驗教訓 這樣才能最大限 地發揮機床的潛 提高生產效 一個相對平衡的應 系統 線上 割去除大 廢 時 應 隨著平衡遭到破壞而釋放出 因此 範本 線上 割加工時 隨著原有內應 的作用及火花放電所產生的加工熱應 的影響 將產生 定向 無規 則的變形 使後面的 割吃刀 厚薄 均 影響 加工品質和加工精 針對此種情況 對精 要求比較高的範本 通常採用 4 次 割加工 第 1 次 割將所有型孔的廢 掉 取出廢 後 再由機床的自動移位 自動穿絲功能 完成第 2 次 第 3 次 第 4 次 割 a 割第 1 次 取廢 b 割第 1 次 取廢 c 割第 1 次 取廢 n 割第 1 次 取廢 a 割第 2 次 b 割第 2 次 n 割第 2 次 a 割第 3 次 n 割第 3 次 a 割第 4 次 n 割第 4 次 加工完畢 這種 割方式能使每個型孔加工後有足夠的時間釋放內應 能將各個型孔因加工順序 同而產 生的相互影響 微 變形 低到最小程 較好地保證範本的加工尺寸精 但是這樣加工時間太長 機床 損件消耗 大 增加 範本的製造成本 另外機床本身隨加工時間的延長及溫 的波動也會產生 蠕變 因此 根據實際測 和比較 範本在加工精 允許的情況下 可採用第 1 次統一加工取廢 變 而將後面的 2 3 4 次合在一起進 割 即 a 割第 2 次後 移位 剪絲緊接著割第 3 4 次 b c n 或 去第 4 次 割而做 3 次 割 這樣 割完後經測 形位尺寸基本符合要求 4 次及 3 次 割中各次的加工餘 加工精 表面粗糙 的 考值 表 1 及表 2 初步估算一下 型孔之間 的移位 穿絲 剪絲 上水 下水等均按 1min 計算 採用這種 割方法 加工 1 塊有 100 個型孔的範 本 每次將會節 大約 9h 的加工時間 割 4 次共節 大約 30h 這樣對使用費用昂貴的慢走絲線 割 機床 既提高 生產效 又 低費用消耗 因此也 低 範本的製造成本 4 凹範本型孔小拐角的加工工藝 由於選用的 割絲直徑越大 割出的型孔拐角半徑也越大 當範本型孔的拐角半徑要求很小時 如 R0 07 R0 10mm 則必須換用細絲 如 0 10mm 但是相對粗絲而言 細絲加工速 較慢 且費 用昂貴 大多需進口絲 如果將整個型孔都用細絲加工 就會延長加工時間 造成 費 經過仔細比較 和分析 採取先將拐角半徑適當增大 用粗絲 割所有型孔達到尺寸要求 再 換細絲統一修割所有型 孔的拐角達到規定尺寸 下面是矩齒形凹範本 內拐角半徑為 R0 07mm 的線 割加工工藝 1 先用 0 20mm 割絲加工範本型孔至要求尺寸 內拐角部分加工至 R0 15mm 2 退磁 關機 3 換 0 10mm 細絲 將 割絲輸送帶移至未使用過的位置 如果輸送帶 3 個位置均已使用且咬 送細絲的效果 佳 則 換新的輸送帶 4 重新找正中心 帶有 2 個 剛石錐體的 割絲導向插件 本導向插件為 AGIE 公司慢走絲線 割 機床專用 點式支撐可使 割絲的下偏點被精確的定位 使 割絲精確地進 導向 當 割絲直徑為 0 20mm 時 找正中心在 b 點 當 割絲直徑為 0 10mm 時 找正中心在 a 點 ab bo ao 0 1 KF 2 KF 0 05 KF 2 KF 0 0707mm 因此 換 0 10mm 的細絲重新找正中心的座 標值應與原中心座標值相差大約 0 0707mm 5 修改圖形圓角半徑 重新編程 避開其他型孔 線 將型孔的拐角半徑修整為 R0 07mm 5 多型孔凹模 固定板 卸 板的加工順序 多型孔凹模 固定板 卸 板考慮到各個型孔在加工過程中受殘 應 及加工熱 影響而產生的 微 變形 因此在實際生產中採用型孔加工順序一致的方法保證其型孔位置變形的一致性 從而保證 凹模 固定板 卸 板型孔的同軸 6 結束語 慢走絲線 割機床加工精 高 功能強 但加工成本高 要充分發揮機床的作用 創造好的經 濟效益 必須對工件進 合 的加工工藝分析和技術性能分析 充分瞭解機床的結構性能以及熟 掌握 機床的操作技能 合 選用水 和電 減少加工過程中的斷絲情況 在實踐中 斷總結經驗教訓 這樣才能最大限 地發揮機床的潛 提高生產效 sodick 加工技术 1 上導線嘴的安裝 其安裝的好壞直接影響到加工品質 安裝時先安裝上導線嘴之後半部分 擰上螺絲 切勿擰緊 再裝上前半部分 用 GUIDE 開關進行開關幾次導正前後兩塊 保正兩塊合起來能成一整圓 最後將螺絲擰緊 注意 切勿擰得過緊 否則會造成下次拆卸的麻煩 2 下導線嘴的安裝 用導線嘴專用扳手 將其擰緊 3 校正銅線與工作台的垂直度 先校好垂直塊之面在 Z 方向平行度 再用 C777 的加工條件 往垂直 塊的方向割過去 看切割的上下火花 調整 UV 座標 使上下的火花均勻 這時說明垂直度已調好 用 座標設定指令將 UV 座標設零 4 測定上導線嘴 下導線嘴到工作台這距離 用 TD TL 程式 校好垂直塊 XYZ 之平行度 執行程式 程 式結束後 看程式頭部的數值 將兩值輸入到設定裡面 下導線嘴到工作台及 Z 正極限時上導線嘴到工 作台的距離 5 下機頭定位 當發生撞機時需要重新調整下機頭高度 即將機器原配的圓環放置於水蓋上 用千分 表校驗平面度 且要比工作台低 0 05 0 15MM 6 上機頭噴水蓋與工件保持有 0 1 0 3MM 的間隙 貼得過緊 上機頭移動過程會受阻礙 導致割出之工 件會偏位及傾斜 間隙過大 則會斷線 影響加工速度 7 斷線原因 A 銅線剛接觸工件 瞬間能量過大 B 導電塊燒深 需要換新的位置 C 出線口被線卡死 D 下導線輪卡死 E 導線嘴太臟 F 割到焊疤 G 水蓋裡面用短銅線 H 噴水不良 沒有開高壓水 機頭過高 太靠近板模的邊緣 I 極間線斷落 8 精修不良 A 極間線斷落 PIK B 上次切割余量過多 C 粗割沖水不良 D 工件變形 工件引入線不正碓 太靠近邊緣 材料切割過程產生應力集中 9 短路 A 有廢料被割落 B 水蓋裡有廢銅線 C 在正負極之間有銅線 D 穿線孔打斜或太小 1 將 UV 置斜 使之不短路 再切割回垂直狀態 2 將 WT 改為 0 手 輕按斷線感應輪 處理完後再將 WT 改到正常狀態 10 G05 G06 G08 之間的配合使用 圖形旋轉 A G05 G08 旋轉 90 度 B G05 G06 旋轉 180 度 C G06 G08 旋轉 90 度 D G08 是 45 度線對稱 鏡像 11 冰水箱報警 應立即關上水箱循環泵開關 原因是水箱裡液面不夠 可能進水開關有問題或者水 處理有故障 12 穿線管沒水出 水箱不能上水 A 馬達被燒壞 B 馬達被熱保護 C 水箱液面不夠 D 馬達吸水口被堵住 E 電磁閥故障 sodick 加工技术 1 上導線嘴的安裝 其安裝的好壞直接影響到加工品質 安裝時先安裝上導線嘴之後半部分 擰上螺絲 切勿擰緊 再裝上前半部分 用 GUIDE 開關進行開關幾次導正前後兩塊 保正兩塊合起來能成一整圓 最後將螺絲擰緊 注意 切勿擰得過緊 否則會造成下次拆卸的麻煩 2 下導線嘴的安裝 用導線嘴專用扳手 將其擰緊 3 校正銅線與工作台的垂直度 先校好垂直塊之面在 Z 方向平行度 再用 C777 的加工條件 往垂直 塊的方向割過去 看切割的上下火花 調整 UV 座標 使上下的火花均勻 這時說明垂直度已調好 用 座標設定指令將 UV 座標設零 4 測定上導線嘴 下導線嘴到工作台這距離 用 TD TL 程式 校好垂直塊 XYZ 之平行度 執行程式 程 式結束後 看程式頭部的數值 將兩值輸入到設定裡面 下導線嘴到工作台及 Z 正極限時上導線嘴到工 作台的距離 5 下機頭定位 當發生撞機時需要重新調整下機頭高度 即將機器原配的圓環放置於水蓋上 用千分 表校驗平面度 且要比工作台低 0 05 0 15MM 6 上機頭噴水蓋與工件保持有 0 1 0 3MM 的間隙 貼得過緊 上機頭移動過程會受阻礙 導致割出之工 件會偏位及傾斜 間隙過大 則會斷線 影響加工速度 7 斷線原因 A 銅線剛接觸工件 瞬間能量過大 B 導電塊燒深 需要換新的位置 C 出線口被線卡死 D 下導線輪卡死 E 導線嘴太臟 F 割到焊疤 G 水蓋裡面用短銅線 H 噴水不良 沒有開高壓水 機頭過高 太靠近板模的邊緣 I 極間線斷落 8 精修不良 A 極間線斷落 PIK B 上次切割余量過多 C 粗割沖水不良 D 工件變形 工件引入線不正碓 太靠近邊緣 材料切割過程產生應力集中 9 短路 A 有廢料被割落 B 水蓋裡有廢銅線 C 在正負極之間有銅線 D 穿線孔打斜或太小 1 將 UV 置斜 使之不短路 再切割回垂直狀態 2 將 WT 改為 0 手 輕按斷線感應輪 處理完後再將 WT 改到正常狀態 10 G05 G06 G08 之間的配合使用 圖形旋轉 A G05 G08 旋轉 90 度 B G05 G06 旋轉 180 度 C G06 G08 旋轉 90 度 D G08 是 45 度線對稱 鏡像 11 冰水箱報警 應立即關上水箱循環泵開關 原因是水箱裡液面不夠 可能進水開關有問題或者水 處理有故障 12 穿線管沒水出 水箱不能上水 A 馬達被燒壞 B 馬達被熱保護 C 水箱液面不夠 D 馬達吸水口被堵住 E 電磁閥故障 线 割锥 加工与编程技术应用 数控线 割机床加工解决 很多传统加工难以解决的难题 尤其是在锐角 小 R 及锥 割的产品加工 过程中 具优势 已广泛应用于机械模具 航空 航天等工业领域 凸凹模拔模面的精 对于模具的开 模和使用寿命有着重要的影响 因此 拔模角锥 加工尤为重要 一 大厚工件及锥 割的加工要点 大厚工件及锥 产品加工一直是线 割的重点加工对象 也是难点之一 提高大厚工件的垂直精 及加 工效 一直是线 割加工追求的目标之一 大厚工件 割常呈现如图 1 所示的凹模形和拱形 产生拱 形或凹模形的原因一般是由于加工液的电阻比过低 割丝的张 过小 导头间的距离过大等原因综合 造成的 对于出现凹形的情况 可以通过 低二次 削时的平均加工电压 伺服基准电压 来解决 而对 于出现拱形的情况 则要提高二次 削时的平均加工电压 1 割大厚工件时的加工要点 在加工大厚工件时 可通过以下手段来提高大厚工件的垂直 和 割精 1 加大 割丝的张 减小喷头导头间的距离 2 采用直径较粗的 割丝进 加工 并增加加工次数 3 采用专用的喷嘴改善 削液的 却效果 2 锥 割的加工要点 对于锥 割 其尺寸往往难以控制 且 割效 与无锥 割相比低很多 尤其是在锥 很大的情况 下 差别 大 这主要是由于锥 加工时排屑困难 削液的环境 想及电参数 合 等多方面的原 因造成的 下面是笔者从实践中 针对锥 割时的具体情形总结出的一些加工要点 1 由于锥 割时排屑困难 导丝模导头部的 割丝拖动 较大 容 断丝 因此必须 低加工能 增大放电间隔时间 增加加工过程中的平均电压 2 改善喷 状况 使用专用喷嘴 采取大开口朝上增加喷 采用闭合加工法 减小 Z 轴高 尽 使两喷嘴之间的距离最小 3 由于在锥 的加工过程中 各个断面层上的加工周长 同 放电间隙也 同 因此精加工时应采用比 无锥 加工 多的 削 4 由于 割丝自身的刚性等原因 上下导丝模导头与 割丝的倾斜会产生误差 改硬丝为软丝进 加工 可减小因 割丝刚性引起的误差 5 由于线 割加工其数控程序补偿是在 xy 平面内进 的 对于锥 加工 其补偿 与实际的补偿值会 产生误差 如图 1c 所示 当程序的补偿 是 A 时 在锥角为 的情况下锥 表面实际的补偿 只有 Acos 由此产生的误差双边为 2A 1 cos 所以在大锥 割时 对程序补偿进 修正也是提高其 割 精 的有效措施之一 a 凹模型 b 拱形 c 锥 补偿 二 锥 数控加工编程 锥 割的数控编程可以根据实际情况采取相对灵活的方式进 1 固定锥 加工编程 对于上下形状相同的固定锥 只需按对应的基准参考平面编制二维的轮 加工程序 然后 用数控线 割系统本身固有的固定锥 割加工功能即可进 锥 的 割 这种方法直观 程序简洁 容 发现 出程序中的错误 是常用的固定锥 割加工编程手段 2 变锥 割加工编程 在实际产品的加工中 经常碰到产品的上下形状各异或形状大致相似而锥 等的变锥 割加工 针 对这类产品常采用上下异形的编程方法 即将工件上下平面的轮 按实际产品进 三维造型 然后 用 CAM 软件的四轴联动锥 割的刀具轨迹进 编程 这种方式产生的程序 较大 3 固定锥 换向编程 产品的内表面和外表面的锥 方向一致 如采用固定锥 能一次将轮 全部加工出来 采用上下 异形的变锥 法进 编程 产生的程序 很大 为此笔者结合固定锥 的编程方法 将内表面和外表面 采用锥 换向的方法在一个程序中同时完成内外表面的加工 在保证 产品质 的同时提高 加工的效 线 割锥 加工与编程技术应用 数控线 割机床加工解决 很多传统加工难以解决的难题 尤其是在锐角 小 R 及锥 割的产品加工 过程中 具优势 已广泛应用于机械模具 航空 航天等工业领域 凸凹模拔模面的精 对于模具的开 模和使用寿命有着重要的影响 因此 拔模角锥 加工尤为重要 一 大厚工件及锥 割的加工要点 大厚工件及锥 产品加工一直是线 割的重点加工对象 也是难点之一 提高大厚工件的垂直精 及加 工效 一直是线 割加工追求的目标之一 大厚工件 割常呈现如图 1 所示的凹模形和拱形 产生拱 形或凹模形的原因一般是由于加工液的电阻比过低 割丝的张 过小 导头间的距离过大等原因综合 造成的 对于出现凹形的情况 可以通过 低二次 削时的平均加工电压 伺服基准电压 来解决 而对 于出现拱形的情况 则要提高二次 削时的平均加工电压 1 割大厚工件时的加工要点 在加工大厚工件时 可通过以下手段来提高大厚工件的垂直 和 割精 1 加大 割丝的张 减小喷头导头间的距离 2 采用直径较粗的 割丝进 加工 并增加加工次数 3 采用专用的喷嘴改善 削液的 却效果 2 锥 割的加工要点 对于锥 割 其尺寸往往难以控制 且 割效 与无锥 割相比低很多 尤其是在锥 很大的情况 下 差别 大 这主要是由于锥 加工时排屑困难 削液的环境 想及电参数 合 等多方面的原 因造成的 下面是笔者从实践中 针对锥 割时的具体情形总结出的一些加工要点 1 由于锥 割时排屑困难 导丝模导头部的 割丝拖动 较大 容 断丝 因此必须 低加工能 增大放电间隔时间 增加加工过程中的平均电压 2 改善喷 状况 使用专用喷嘴 采取大开口朝上增加喷 采用闭合加工法 减小 Z 轴高 尽 使两喷嘴之间的距离最小 3 由于在锥 的加工过程中 各个断面层上的加工周长 同 放电间隙也 同 因此精加工时应采用比 无锥 加工 多的 削 4 由于 割丝自身的刚性等原因 上下导丝模导头与 割丝的倾斜会产生误差 改硬丝为软丝进 加工 可减小因 割丝刚性引起的误差 5 由于线 割加工其数控程序补偿是在 xy 平面内进 的 对于锥 加工 其补偿 与实际的补偿值会 产生误差 如图 1c 所示 当程序的补偿 是 A 时 在锥角为 的情况下锥 表面实际的补偿 只有 Acos 由此产生的误差双边为 2A 1 cos 所以在大锥 割时 对程序补偿进 修正也是提高其 割 精 的有效措施之一 a 凹模型 b 拱形 c 锥 补偿 二 锥 数控加工编程 锥 割的数控编程可以根据实际情况采取相对灵活的方式进 1 固定锥 加工编程 对于上下形状相同的固定锥 只需按对应的基准参考平面编制二维的轮 加工程序 然后 用数控线 割系统本身固有的固定锥 割加工功能即可进 锥 的 割 这种方法直观 程序简洁 容 发现 出程序中的错误 是常用的固定锥 割加工编程手段 2 变锥 割加工编程 在实际产品的加工中 经常碰到产品的上下形状各异或形状大致相似而锥 等的变锥 割加工 针 对这类产品常采用上下异形的编程方法 即将工件上下平面的轮 按实际产品进 三维造型 然后 用 CAM 软件的四轴联动锥 割的刀具轨迹进 编程 这种方式产生的程序 较大 3 固定锥 换向编程 产品的内表面和外表面的锥 方向一致 如采用固定锥 能一次将轮 全部加工出来 采用上下 异形的变锥 法进 编程 产生的程序 很大 为此笔者结合固定锥 的编程方法 将内表面和外表面 采用锥 换向的方法在一个程序中同时完成内外表面的加工 在保证 产品质 的同时提高 加工的效 慢走丝线割部分疑难问题的解决方法 1 细小孔径及细槽的加工方法 小於 2 50 的小孔 细槽小於 1 5 寬 加工时注意的是废 的处 废 没有一下子 断 则会发生短 或断线 废 未取出 则移动时 下机头会与废 相撞 所以在 小孔加工时 以做无屑加工为最好 做无屑时 用 0 2mm 的线以 0 2 0 26mm 的间距进 形状扩大 然后 精修 要注意的是 精修前的粗加工须以相同的补正值进 二次加工即 T85C001 重跑一刀 因为在做无屑 时 铜线只用单侧进 放电 与通常的粗割相比 削 增多 加工尺寸会变小 故须多跑一刀 除多余余 2 对于细小槽的加工 以 0 2mm 的线为 当槽的大小在 0 3mm 0 5mm 宽以上时可用无屑加工 当槽 宽为 0 3mm 时 以割一修三为论 最好的加工方法为 用 H150 的补正作粗加工 第二刀 用加工 直接修第 三刀 第四刀 遇到细槽处有拐角时 请注意在拐角和回 槽处换弱水加工 如图所示同样精修前的粗 加工须以相同的补正二次加工 2 如何提高较厚工件的精 对于厚 较厚的工件 最 使垂直方法精庋 好 产生凹形和凸形 其原因主要有 A 水质过低 B 线的张 太弱 C 上下机头与工件距离太分开等多种原因 D 断时的电 太大 ON 如果 微有点拱形 则可调整第二刀的伺服电压 SV 来修正 凸形时 应提高第二刀的伺服电 压 SV 反之则反 3 如何提高细齿状加工精 通常在电极和塑模会碰到此类加工 这类加工容 使齿部变形 弯曲 对于这种现象 以下几点可供考虑 A 用较小能 的加工条件 或用较小的线径 B 应从齿根向齿顶一个侧面一个侧面来加工 C 增加 割刀数 4 大锥 工件的加工 A 和割直体相比 其加工废屑较难排出 且铜线在 割中拖动阻 较大 产生断线 因此须 低能 ON 减小 OFF 加大 SV 加大和调整 MAO B 由于程序上的补正是平面作用 所能割大斜 时与实际补正产生较大误差 故须算出此部分误差 如 下图所示 其公式为 B cos C 换大喷水嘴 保证喷水 好 D 如果斜 过大机台无法加工且大斜 容 损害眼模 通常采用正弦磁盘将斜 摆出后加工 5 经常发生断线的情况经常发生线其原因通常有以下几点 放电离机头距离太长 放电能 太大 上下机头贴的太紧 导电块的磨损 机台 线轮卡线 走线轮转动 畅 工件自身原因 如焊疤 有杂质 生锈 水太污濁 9 高压喷水没有打开 慢走丝线割部分疑难问题的解决方法 1 细小孔径及细槽的加工方法 小於 2 50 的小孔 细槽小於 1 5 寬 加工时注意的是废 的处 废 没有一下子 断 则会发生短 或断线 废 未取出 则移动时 下机头会与废 相撞 所以在 小孔加工时 以做无屑加工为最好 做无屑时 用 0 2mm 的线以 0 2 0 26mm 的间距进 形状扩大 然后 精修 要注意的是 精修前的粗加工须以相同的补正值进 二次加工即 T85C001 重跑一刀 因为在做无屑 时 铜线只用单侧进 放电 与通常的粗割相比 削 增多 加工尺寸会变小 故须多跑一刀 除多余余 2 对于细小槽的加工 以 0 2mm 的线为 当槽的大小在 0 3mm 0 5mm 宽以上时可用无屑加工 当槽 宽为 0 3mm 时 以割一修三为论 最好的加工方法为 用 H150 的补正作粗加工 第二刀 用加工 直接修第 三刀 第四刀 遇到细槽处有拐角时 请注意在拐角和回 槽处换弱水加工 如图所示同样精修前的粗 加工须以相同的补正二次加工 2 如何提高较厚工件的精 对于厚 较厚的工件 最 使垂直方法精庋 好 产生凹形和凸形 其原因主要有 A 水质过低 B 线的张 太弱 C 上下机头与工件距离太分开等多种原因 D 断时的电 太大 ON 如果 微有点拱形 则可调整第二刀的伺服电压 SV 来修正 凸形时 应提高第二刀的伺服电 压 SV 反之则反 3 如何提高细齿状加工精 通常在电极和塑模会碰到此类加工 这类加工容 使齿部变形 弯曲 对于这种现象 以下几点可供考虑 A 用较小能 的加工条件 或用较小的线径 B 应从齿根向齿顶一个侧面一个侧面来加工 C 增加 割刀数 4 大锥 工件的加工 A 和割直体相比 其加工废屑较难排出 且铜线在 割中拖动阻 较大 产生断线 因此须 低能 ON 减小 OFF 加大 SV 加大和调整 MAO B 由于程序上的补正是平面作用 所能割大斜 时与实际补正产生较大误差 故须算出此部分误差 如 下图所示 其公式为 B cos C 换大喷水嘴 保证喷水 好 D 如果斜 过大机台无法加工且大斜 容 损害眼模 通常采用正弦磁盘将斜 摆出后加工 5 经常发生断线的情况经常发生线其原因通常有以下几点 放电离机头距离太长 放电能 太大 上下机头贴的太紧 导电块的磨损 机台 线轮卡线 走线轮转动 畅 工件自身原因 如焊疤 有杂质 生锈 水太污濁 9 高压喷水没有打开 浅析慢走丝线切割断丝现象及对策 如今 随着慢走丝相对于快走丝的种种优势被人们逐渐发现及认识 加工高精度零件时慢走丝线切割机 得到了广泛应用 电火花线切割按切割速度可分为快走丝和慢走丝 由于快走丝所加工的工件表面粗糙度一般在 Ra 1 25 2 5 微米范围内 而慢走丝可达 Ra 0 16 微米 且慢走丝切割机的固定误差 直线误差和 尺寸误差都较快走丝好 所以加工高精度零件时慢走丝线切割机得到了广泛应用 由于慢走丝是采取线电极连续供丝的方式 即线电极在运动过程中完成加工 因此即使线电极发生损耗 也能连续的予以补充 故能提高零件加工精度 但电火花线切割的断丝却成为这些优势的障碍 解决此 问题十分必要 断丝机理 一般认为断丝主要是由于电火花放电集中引起电极丝温度过高而熔断 这点与检测到的断丝先兆是一致 的 因此从热传导理论研究电极丝的温度分布成为研究断丝机理的主要途径 研究结果表明 断丝前的 热载荷超过平均值 脉冲宽度和丝径大小对丝温的影响大 热对流系数对丝温的影响大 冲液的状态对 避免断丝十分重要 焦耳热和丝振的作用可以相对忽略 对于等能量脉冲电流电源 研究表明断丝有两个重要先兆 1 火花放电频率短时间内突然上升 由于 放电频率过高使电极丝局部温度过高 进而导致断丝 2 正常火花几率下降 异常火花几率逐渐上升 也是断丝的先兆 由于丝损上升 电极丝变细最终被拉断 K P Rajurkar 等指出加工过程中工件厚度 的突变是引起放电集中的主要原因之一 因此需要在线检测工件厚度的变化 调整相应的工艺参数 控 制电极丝的进给速度和放电频率 在不断丝的情况下得到较佳的切割速度 由于断丝先兆持续时间短 防断丝的实时控制较高 因此控制参数的选择十分重要 在线切割加工中 脉冲间隔放大 会使放电间隙电蚀产物排除的时间增加 能有效改善放电集中现象 使断丝发生的机会 大大降低 因此脉冲间隔成为防断控制的首选控制参数 一 与电极丝相关的断丝因素 1 电极丝材料特性 电极丝要求具有良好的放电特性和高抗拉强度 因此选用以含锌量低 10 的黄铜作内芯 含锌量高 的黄铜作涂层的电极丝正好满足线切割的要求 电极丝选用名牌钼丝 精度高 抗拉力大 质量好 对 电极丝做低温处理也是降低断丝几率的措施之一 美国俄亥俄州一家公司用 2000C 低温下冷却 24H 的 电极丝与没做低温处理的电极丝作对比 结果前者断丝概率比后者低了 30 在加工过程中电极丝承载放电能力的大小由电极丝丝径大小决定 所以丝径大小直接影响断丝率 因此 在加工中应根据实际需要 选择直径大小适当 涂层表面光滑 没有氧化斑点或经过低温处理的高速切 割电极丝 从而减少断丝 2 丝张力和丝振动 低速走丝电火花切割加工中 在电极丝强度极限下维持尽可能高和稳定的张力 可使粗加工时丝在放电 爆炸力下维持最小的滞后弯曲而不会断丝 合适的张力能有效减小丝的振动幅度 在加工过程中使丝保 持稳定 3 电极丝移动速度 由于线切割加工中的电极丝直径较小 一般为 0 1 0 3mm 若电极丝移动过慢 电极丝上的某一点可 能产生多次放电 使得这一点的蚀除量过大 在丝张力和火花放电的爆炸力作用下很易断丝 所以在丝 允许一点连续放电次数的条件下 要结合工件厚度 根据放电频率调节丝速 粗加工和精加工的放电频 率不一样 走丝速度也不一样 如电极丝直径小 工件厚 粗加工 而且要求放电频率高 则丝速相对 要快些 实际加工中 可参考低速走丝电火花切割机所配的工艺数据库所给出的电极丝移动速度 4 导电块 浅析慢走丝线切割断丝现象及对策 如今 随着慢走丝相对于快走丝的种种优势被人们逐渐发现及认识 加工高精度零件时慢走丝线切割机 得到了广泛应用 电火花线切割按切割速度可分为快走丝和慢走丝 由于快走丝所加工的工件表面粗糙度一般在 Ra 1 25 2 5 微米范围内 而慢走丝可达 Ra 0 16 微米 且慢走丝切割机的固定误差 直线误差和 尺寸误差都较快走丝好 所以加工高精度零件时慢走丝线切割机得到了广泛应用 由于慢走丝是采取线电极连续供丝的方式 即线电极在运动过程中完成加工 因此即使线电极发生损耗 也能连续的予以补充 故能提高零件加工精度 但电火花线切割的断丝却成为这些优势的障碍 解决此 问题十分必要 断丝机理 一般认为断丝主要是由于电火花放电集中引起电极丝温度过高而熔断 这点与检测到的断丝先兆是一致 的 因此从热传导理论研究电极丝的温度分布成为研究断丝机理的主要途径 研究结果表明 断丝前的 热载荷超过平均值 脉冲宽度和丝径大小对丝温的影响大 热对流系数对丝温的影响大 冲液的状态对 避免断丝十分重要 焦耳热和丝振的作用可以相对忽略 对于等能量脉冲电流电源 研究表明断丝有两个重要先兆 1 火花放电频率短时间内突然上升 由于 放电频率过高使电极丝局部温度过高 进而导致断丝 2 正常火花几率下降 异常火花几率逐渐上升 也是断丝的先兆 由于丝损上升 电极丝变细最终被拉断 K P Rajurkar 等指出加工过程中工件厚度 的突变是引起放电集中的主要原因之一 因此需要在线检测工件厚度的变化 调整相应的工艺参数 控 制电极丝的进给速度和放电频率 在不断丝的情况下得到较佳的切割速度 由于断丝先兆持续时间短 防断丝的实时控制较高 因此控制参数的选择十分重要 在线切割加工中 脉冲间隔放大 会使放电间隙电蚀产物排除的时间增加 能有效改善放电集中现象 使断丝发生的机会 大大降低 因此脉冲间隔成为防断控制的首选控制参数 一 与电极丝相关的断丝因素 1 电极丝材料特性 电极丝要求具有良好的放电特性和高抗拉强度 因此选用以含锌量低 10 的黄铜作内芯 含锌量高 的黄铜作涂层的电极丝正好满足线切割的要求 电极丝选用名牌钼丝 精度高 抗拉力大 质量好 对 电极丝做低温处理也是降低断丝几率的措施之一 美国俄亥俄州一家公司用 2000C 低温下冷却 24H 的 电极丝与没做低温处理的电极丝作对比 结果前者断丝概率比后者低了 30 在加工过程中电极丝承载放电能力的大小由电极丝丝径大小决定 所以丝径大小直接影响断丝率 因此 在加工中应根据实际需要 选择直径大小适当 涂层表面光滑 没有氧化斑点或经过低温处理的高速切 割电极丝 从而减少断丝 2 丝张力和丝振动 低速走丝电火花切割加工中 在电极丝强度极限下维持尽可能高和稳定的张力 可使粗加工时丝在放电 爆炸力下维持最小的滞后弯曲而不会断丝 合适的张力能有效减小丝的振动幅度 在加工过程中使丝保 持稳定 3 电极丝移动速度 由于线切割加工中的电极丝直径较小 一般为 0 1 0 3mm 若电极丝移动过慢 电极丝上的某一点可 能产生多次放电 使得这一点的蚀除量过大 在丝张力和火花放电的爆炸力作用下很易断丝 所以在丝 允许一点连续放电次数的条件下 要结合工件厚度 根据放电频率调节丝速 粗加工和精加工的放电频 率不一样 走丝速度也不一样 如电极丝直径小 工件厚 粗加工 而且要求放电频率高 则丝速相对 要快些 实际加工中 可参考低速走丝电火花切割机所配的工艺数据库所给出的电极丝移动速度 4 导电块 导电块多用银钨合金做成 导电性好且耐磨 在加工过程中 导电块和移动着的电极丝一直保持接触 从而导致导电块磨损 一般低速走丝电火花切割机中用的导电块应及时检查 将其卸下 用清洗液清洗 掉上面粘着的脏物 若磨损严重可换个位置或更新导电块 5 废丝处理 低速走丝电火花切割加工是单向走丝 加工中会产生大量废丝 废丝如不及时取出 易在极间产生附加 电容 并且有可能与加工区域的电极丝直接导通 从而产生能量集中释放 引起断丝甚至短路 以至无 法正常加工 因此废丝落下时要及时取出 目前高档机床都有废丝自动处理装置 处理方式有两种 一 是把切丝装置放在废丝排除口 二是把断丝装置安装在加工头 切断的废丝用冲出管道排除 二 与工作液相关的断丝因素 目前低速走丝电火花切割大多用纯净水和蒸馏水 廉价无污染 使用工作液主要有两个作用 绝缘和冷 却 因此工作液应该有良好的吸热 传热和散热功能 当工作液的性能变差 意味着工作液中存在的杂质离子大大增加 工作液的介电性能明显降低 一方面 会造成由介质粒子构成的导电桥导致的接触放电概率增加 另一方面 由于工作液的导电性能增加 使 得加工间隙增大 此时的加工波形特征是一连串几乎没有开路和击穿延时的放电脉冲 这时输入到加工 间隙的能量密度非常大 极易造成断丝 此时必须更换工作液 放电过程中产生的加工屑也是造成断丝的因素之一 有加工屑搭桥而成 或两极上相对突出的尖点偶尔 相遇而形成的微短路状态具有较大的接触电阻 由于电极丝运动 这种微短路很容易被拉开形成火花放 电 故此时脉冲电源输入到加工间隙的能量密度远大于正常加工时 使得电极丝的黏着部位产生脉冲能 量集中释放 导致电极丝产生裂纹 从而可能造成断丝 因此加工过程中必须冲走这些微粒 为了有效 的冲走固体微粒 在没有工件几何形状的限制时 还应尽量选择密着加工 使水冲进割缝 更好的改善 冲刷状况 若喷水的方向不准确也易断丝 因为喷水方向不准 工作液无法喷入切割逢 电极丝不能够 冷却 使得电极丝局部温度突然升高 引起烧丝 喷水位置应以水柱包住电极丝为好 并且上下喷水压 力要相当 三 与伺服控制相关的断丝因素 伺服进给速度应与工件的蚀除速度保持一定关系 即保持加工间隙为一定值 因为当伺服速度超过蚀除 速度 就会出现频繁的短路现象 同时增大了断丝的可能性 反之 伺服速度过慢 两极见偏于开路 加工过程中也会因开路而短路 使切割速度降低 表面粗糙值增大 所以伺服应均匀 稳定的进给 避 免爬行 超调量要小 传动刚度应高 传动链中不得有明显间隙 抗干扰能力要强 放电加工的频率很 高 而且放电间隙的状态瞬息万变 要求进给调节系统根据间隙状态的微弱信号能相应的快速调节 因 此整个过程中的不灵敏区 时间常数 可动部分的惯性要求要小 放大倍数应足够 过度过程应短 四 与脉冲电源相关的断丝因素 1 主要电参数影响 1 脉冲宽度 脉冲宽度是单个脉冲能量的决定因素之一 由实验可知脉冲宽度增加 单个脉冲放电能量增加 切割速 度逐渐提高 但当脉冲宽度超过某一范围时 散失在工件和电极间的放电脉冲能量增多 反而削弱了蚀 除作用 同