| 慢走絲線切割加（jiā）工在精密模具製造中有著不可或缺的（de）地位，尤其是在衝壓（yā）模具製（zhì）造中更為重要。衝壓模具（jù）的（de）凸模、凸模固定板、凹模及卸料板（bǎn）等零件都（dōu）需要進行慢走絲線切割加工。加工質量與效率直（zhí）接影響模具（jù）零件的裝配性能、產品質量（liàng）、模具壽命、製造周期及成本（běn），因此防範發生加工異常問題具有重要意義. 就慢走絲線切割加工效率、表麵質量、加工精度三（sān）方麵的異常問題。 1. 加工效率低（dī）問題 慢走絲線切割加工模具零件（jiàn）采用多次切割的工藝方法。加工效率低下時，需要（yào）區分是發生在主切加工還（hái）是修（xiū）切加工。 2. 主切加（jiā）工效率（lǜ）低 實際生產（chǎn）中，能否進行有效的高壓衝水是影響慢走絲線切割主切加工效率的主要原因。慢走絲線切割加工電極絲走絲速度較慢，加工需要采用高壓（yā）衝水的方（fāng）式來排屑。由於加工中上下噴嘴沒有貼於工件表麵，或者是沿邊緣進（jìn）行切割的情況，高壓水不能有（yǒu）效衝入切縫（féng），導致（zhì）加工效率大幅度降低。為了保證正常的加工效率，上下噴嘴與工件表麵之間應控製在0.1mm左右的距離。不能達（dá）到此要求時，也（yě）要盡可能實行（háng）近距離的（de）貼麵加工（gōng）。為了不使高壓（yā）衝水沿（yán）工件邊緣泄漏，切割的坯料要做成有利於衝水要求的形狀，例如坯料做成板料，多個零件排料在（zài）一起相（xiàng）互借用餘料裝夾。不論凸凹模盡量從小的穿絲孔開始（shǐ）切割。以預加工留（liú）餘（yú）量（liàng）來進行慢走絲線切（qiē）割加工的情況，則留量要盡量小，切割（gē）時要（yào）讓電極絲能露在外麵進行切割。對於台階形狀類的（de）工件（jiàn）,確實不能進行有效的高壓衝水的加工（gōng），隻能通過降低切割能量，犧牲一（yī）定的加工效率來防止加工頻繁斷絲，這時對加工效率就要有正確的認識。 電極絲的直徑與材料（liào）對主切加工的（de）效率影響較大。慢走絲線切割加工常用的電極絲直徑有0.20㎜、0.25㎜兩種。Φ0.2㎜電極絲在工（gōng）件高度小於10㎜可以獲得比Φ0.25mm電極絲更理想的主切加工效率，這是因為切縫窄，工件薄，總（zǒng）的蝕除量小。而在工件高度達到40mm以上時，Φ0.25mm的電極絲與Φ0.2mm電極絲相比，加工效（xiào）率就（jiù）會高出約（yuē）25%，因為厚度增加，較粗的電極絲（sī）可以承受更大的脈衝能量，較寬的切縫（féng）有利於排（pái）屑（xiè）。就電極絲材料而言，實際（jì）生產中（zhōng）應用最多的還是廉價的（de）黃銅絲。黃銅絲是純銅與鋅的合（hé）金。鋅的熔點較低能夠改善加（jiā）工過程中（zhōng）的衝洗性能，同時在切割過程中，鋅受高溫氣化使得熱（rè）量充分傳遞到工件加工（gōng）表（biǎo）麵，因此從理（lǐ）論（lùn）上講，鋅的（de）比例越（yuè）高越有利於提高加工效率。但在黃銅絲（sī）的製（zhì）造過程中，當（dāng）鋅的比例超過一定（dìng）範圍後材料就會變得太脆而（ér）不適合拉絲。後來人們想到了在黃（huáng）銅絲外麵單獨加一層鋅，也就（jiù）是鍍鋅絲，它的加工效率比黃銅絲能（néng）夠提高約（yuē）30%，並且不（bú）容易斷絲。在追求高效率加工的情況下可（kě）以優先選用鍍鋅絲。 慢走絲線切割加工機床的工藝專家係統，隻需要輸入電極絲材料（liào）、絲徑（jìng）、工件材料、工件（jiàn）厚度、表麵粗糙度，加工優先（xiān）權等，係統即可自動生成優化（huà）的加工參數。為了獲得正常的加工速度，應確保正確輸入（rù）相關的（de）工藝（yì）數據，例如追求高效率（lǜ）的加工場合，優先權應選擇速度。先進的慢走（zǒu）絲線切割加工機床具有的（de）自適應控製功（gōng）能，如瑞士GF加工方案公司CA20U機床（chuáng）的ACO功能，加工啟用此功能，對（duì）於（yú）台階類不能有效進行高壓衝水的工件，可以（yǐ）避免加工斷絲並保持穩定的切割。但對於能有效進行高壓衝水（shuǐ）的板類加工（gōng），就有可能會降低較多的加工效（xiào）率。因（yīn）此在（zài）切割穩定的情況（kuàng）下，可（kě）取（qǔ）消ACO自適應控製功能。同樣，慢走絲線切割（gē）加工機床豐（fēng）富的拐角保（bǎo）護策（cè）略功能（néng）也會（huì）降低加工效率，隻有在精（jīng）度要求高時才開啟此功能，其策略的強弱一般可以調（diào）節，可根據（jù）加工需要合理使用（yòng）。 對於特（tè）殊的加工（例如特殊材料、複雜形狀（zhuàng）的台階工件）頻繁發生斷絲的（de）情況，不得不修改電參數（shù）降低放電能量來避免斷絲。這時應優先加大脈衝間隙（xì）來降低脈衝放電的頻率，通常能有（yǒu）效解決問題（tí）。通過（guò）減小加工電流來避免斷絲也是一種有效的方法（fǎ），但這種方法會更多地降低加工效率。因此隻有在增大脈衝（chōng）間隙仍然斷絲的情況下才考慮減少加工電流。 對慢走絲線切割加工機床定期（qī）進行規範的維護保養工作，是高效率加工的基礎。電極絲通過導電塊獲得放電能量（liàng），需要確保它們接觸良好。當導電塊的磨損凹槽深度超過電極絲的半徑時，必須更換導電塊位置。導電塊的表麵需用砂紙打磨去除氧化層，以提高其導（dǎo）電率。長期不清（qīng）理下導（dǎo）絲芯座會堵塞（使用黃銅絲會掉銅粉）下導電塊冷卻水甚至下（xià）噴嘴加工用衝水會嚴重影響加（jiā）工效（xiào）率，需要定期進行下導（dǎo）絲芯座的的維護。當加工中水壓表的（de）讀數與工藝（yì）設定值差異很大時，應檢查（chá）噴嘴是（shì）否有損壞，它（tā）會影響高壓（yā）衝水（shuǐ）的實際壓力，會使加工效率大幅度降低，必要時及時更換。 3. 修（xiū）切加工效率低 工件在切割加工過程中若發生變（biàn）形，會明顯影（yǐng）響精修（xiū）加工的效率。輕則加工效率降低，變形較大時（shí）甚至會（huì）出現修不動的情況。為防止慢走絲線切割加工模具發生（shēng）變形，必須（xū）采取一定的措施。首先應選擇變形（xíng）量較小的材（cái）料，采用正（zhèng）確的熱處理工（gōng）藝；其次是合理安排加工工藝，大的型腔或（huò）窄長而複雜的型腔可對切（qiē）割部位進行（háng）釋放（fàng）應力的預加工，大（dà）型腔留多段暫留量，凸模零件應（yīng）在材料上加工穿絲孔進行（háng）封閉的（de）輪廓加工；再次（cì）是優化切割加工路徑，包括裝夾，暫留量的（de）位（wèi）置，引入路徑等。 為了獲得可靠的加工（gōng）質量，機床（chuáng）工藝專家係統（tǒng）生成的加工（gōng）參數一般偏保守，多次（cì）切割兩刀之間所預留的材料餘量會相對較多。實際生（shēng）產中，通過修改偏移量，減少材料餘量可以大幅度提高修切加工的效率（lǜ），比如工藝專家係統生成（chéng）的割一修三的偏移量為（wéi）0.246、0.166、0.146、0.136，可以（yǐ）修改為0.233、0.163、0.145、0.136。但需要注意，材料餘量不能減小太多，否則會導致加工表麵出現欠修（xiū）的（de）不良情況。 修切加工次（cì）數越多可以（yǐ）獲得更好的表麵（miàn）粗糙度，越是精修會成（chéng）倍地增加（jiā）加工時（shí）間。因此，應根據模具零件的加工（gōng）要求來確（què）定切割次數（shù），以夠用為原則，在滿足加工要求（qiú）的前提下（xià）盡可能減少修切次數，以保證高效率的模具生產。對於超過四次以上的多（duō）次切割，由於最後的精修能量很小，其放電狀態受各種因素的影（yǐng）響，很容易出（chū）現修切加工效率極低（dī）的情況，這種情況可以對最後一（yī）次精修工設定恒速切割，既能保證加工速度（dù），也能達到符合要求（qiú）的表麵粗糙度。 二、表麵質量問題 加（jiā）工的表（biǎo）麵質量問（wèn）題主（zhǔ）要包括表麵條紋、粗糙度達不（bú）到要求、表麵變質層過厚（hòu）三個（gè）方麵。 1. 表麵條紋 按照（zhào）慢走絲線切割機（jī）床指（zhǐ）定的工藝進行切割，如果表麵出現條紋，首先要看電極絲質量是否有問題，使用（yòng）市場上價格（gé）便宜的劣質電極（jí）絲很容易出現加工（gōng）條紋的問題，盡量使用正品耗材。同樣（yàng），使用含有雜質、低品質的工件材料，也會導致加工表麵出現密集條紋（wén）的情況。 對於錐度零件（jiàn）的加工，其表麵容易產生（shēng）條（tiáo）紋，使用柔性更好的（de）軟黃銅絲可以獲得明顯的改善效果。加工凹模時，經（jīng）常會發生進刀（dāo）處出現凹痕的現像，可以在編程時采用（yòng）弧進弧出的（de）方式來改善。 加工應確保機床運絲平穩，絲張力（lì）穩定，必要時校準絲速（sù）及張力。導電塊發生磨損的情況要及（jí）時旋轉或更換，清洗上下導絲（sī）部件，包（bāo）括導絲嘴（zuǐ）、導絲芯座、下導輪、導輪軸承等。 2.表麵粗糙度達不到要（yào）求 對於表麵沒有完全修光，表（biǎo）麵粗糙度達不到要求的異常情況（kuàng），應檢查程序的偏（piān）移量是否合（hé）理。可以適當增加修切兩刀之間的材料餘量，確保後一次修切能將前（qián）一（yī）次加工的表（biǎo）麵能完全修上。 切（qiē）割工件發生微量變形也會導致表麵粗糙度達不到要求，修切後的表麵局（jú）部不均勻，這（zhè）時（shí）就要控製加工變（biàn）形的發生。對於那些（xiē）大（dà）型、厚壁、形狀複雜、厚度不均勻（yún）的模具零件，宜（yí）采用增加修切（qiē）次數的辦法來減少和去除表麵缺陷。 表麵粗糙度要求Ra≧0.35μm時可使用普通黃銅絲進行加工。當Ra<0.35μm時，為了獲得好的加工表麵，應該選用鍍鋅絲進（jìn）行加工。 3. 表麵（miàn）變質層過厚 慢走絲線切割加工模具零件的表（biǎo）麵會產生一定厚度的變質層。變質層致使模具硬度下降，容易發生早期磨損，影響模具的使用壽命。 加工使用（yòng）純（chún）淨水作（zuò）為工作液，水（shuǐ）中離（lí）子的導電作用（yòng）會產（chǎn）生破壞性的電解作用（yòng），因此需要在水中（zhōng）添加離子交換樹脂來控製水的導電率（lǜ）。去離子水的電導率越高，加工表麵的（de）變質層（céng）會越厚。因此慢走絲線切割加工要（yào）將去離子水的導電（diàn）率（lǜ）控製在一定範圍內，精加工要保證去離子水的電導率小於10μS，超（chāo）過允許（xǔ）範圍時要及時（shí）更換離子交換樹脂。在加工硬質合金（jīn）、PCD刀具（jù）零件，對表麵變質層厚度有嚴格要求時（shí），可采用絕緣性能較高的油性介質作工作液。油性介質（zhì）的（de）絕緣性能較高，同樣電壓條件下（xià）較難擊穿放電，無電解腐蝕，可獲（huò）得比用去離子水加工更優越的表麵質量，加工表麵幾乎（hū）沒有變質層。 使用慢走絲線切割加工機床的防（fáng）電解加工工藝（yì），可較有（yǒu）效（xiào）地將加工過程中電解的（de）破壞作（zuò）用降到最低程度。其加工原理是（shì）在不產生放電的加工時間內（脈衝間隙（xì））施加一反極性電壓，這種交變（biàn）的（de）正負脈衝電壓，使得間隙的平均電壓為零，防止電解作用這種有（yǒu）害現（xiàn）象的發生。 電極絲選用（yòng）鍍鋅絲，其在（zài）加（jiā）工中（zhōng）不像黃銅絲那樣容易掉銅粉，加工的表麵不會積銅（tóng），表（biǎo）麵變質層可得到改（gǎi）善，工件表麵的硬度更高。 三、 加工精度問題 慢走絲（sī）線切割加工可以勝任高精度（dù）的模具零件加工。實（shí）際生（shēng）產中，由於操作（zuò）不當或者工藝（yì）欠合理，會導致加工精度出現問題，一般有以（yǐ）下幾種情況。 1. 加工尺寸不合格 切割後的工件，實際測量尺寸超出了圖樣要求尺寸（cùn）的公差範圍，尺寸偏大或者偏小。這種情況，一般可以通過修正程序偏移（yí）量來精確控製加工（gōng）尺寸。比如切割凸模，尺寸偏大時可以將程序偏（piān）移（yí）量減小。需要注意的是，這種調整是建立（lì）在機床本身（shēn）固有良好精度與穩定性的前提下，並且機床處於良好的維（wéi）護保養狀態。同時，環境因素（sù）對精密加工的影響也非（fēi）常大，室內要達到（dào）21±2℃的恒溫（wēn）要求、濕度40-80%，不能有陽光的直射或氣流。 2. 中凹或中凸情況 工件的上中下的尺寸不一致，實際生產中稱這種情況為凹心鼓肚。出現這（zhè）種情況的主要原（yuán）因是加工中電極絲與工件的伺服進給狀態（tài）沒有處於良好的狀態。正常的加工要保證（zhèng）電極絲的伺服進給（gěi）速度與蝕除速度大致相等，進給均勻平（píng）穩。若伺服（fú）進給速度過（guò）高（趨近於短路），即電（diàn）極絲的伺服進給速度明顯超過蝕除速度，在切凸模時，就會出現（xiàn）鼓（gǔ）肚的（de）不良情況，伺服（fú）進給速度太慢會（huì）出現凹芯（xīn）的不良情況，切割凹模具則相反。可以根據這一規（guī）律來調整機（jī）床的（de）伺服進給速度，有效解（jiě）決模具零件（jiàn）中凹（āo）或中（zhōng）凸的尺寸精度問題。 3. 錐度現象 慢走絲線切割加工走絲速度較慢（màn），主（zhǔ）切加工中（zhōng）電極絲會發生損耗。盡管慢走絲線切割加工的電極絲是一次性使用，但還是不可避免地存在電極絲損耗。因此其切縫特征（zhēng）為上寬下窄（zhǎi），這是模具零件加工存在微小（xiǎo）錐度現象的主要原因。切割凸（tū）模時，零件（jiàn）的上端小，下端大，呈（chéng）現一定的錐度，尺寸誤差在6μm左右。顯然（rán），可以通過適當提高機床的走絲速度來解決此問題。但該方法會增加加工成本，實際生產中可在編程時使用（yòng）錐度補償功能，也就是給（gěi）直身（shēn）零件添加一個微小的錐（zhuī）度來（lái）修正這種精度差異（yì）。另外，可以適當加大絲張（zhāng）力（lì），同時需要確認電（diàn）極絲進行過精確的垂直度找正，上下噴嘴完好無損壞，正確地（dì）調節了修切時的低壓（yā）衝液流量。 4. 形狀誤差大 一般來講，加工（gōng）變形是產生形狀誤（wù）差大的主要原因，可以參考上麵（miàn）相關介紹，從（cóng）加工工藝方麵（miàn）進行改善。 加工中火花通道的壓力對電極絲產生較大（dà）的後向推力，使（shǐ）電（diàn）極絲發生微量彎曲，電（diàn）極絲的這（zhè）種滯後表（biǎo）現，在切割拐角時容（róng）易造成角部（bù）塌（tā）陷。為了提高拐角切割精度，可以使用機（jī）床的拐角控製功能來改善（shàn）拐角（jiǎo）精度問題。當加工（gōng）至拐角位置時，機床自動（dòng）降低加工能（néng）量，降（jiàng）低衝水壓力，降低伺服（fú）進，采用延時等辦法（fǎ）來控製拐角精度。拐角策略分為內角和外（wài）角，可（kě）以分別設置它們的保護（hù）強度。應根據拐角（jiǎo）精度要求靈活應（yīng）用拐角策略。對於小圓角、窄（zhǎi）縫、微細零件的微精加工，可以采用細絲進行切割（gē），以獲得更小的內角半徑。使用鍍鋅絲加工的拐（guǎi）角加工精度高，特別是尖角（jiǎo）部位的形狀誤差比黃銅絲有明顯改善。 若電（diàn）極絲的張力偏小，衝流壓力（lì）太（tài）高，電極絲抖動，都會造成加工不穩定，導致幾（jǐ）何形（xíng）狀誤差增大（dà），需要（yào）合理進行控製來減小形狀誤差（chà）。 5. 位置精度（dù）誤差大 模（mó）板上型腔位置的精度很大程度取決於加工前的定位。為了實現高精度的定位精度，工件必須有精密、明確的基準麵。電極絲必須進行過自動垂直找正，不要使用火花（huā）校正的方法，因為它難以獲得較高精度的垂直度，會影響（xiǎng）定位精度。使用四麵分中（zhōng）的定位方式能獲得更高的（de）定位精度，兩基準邊的感知誤差可以相互抵消。定位找邊要（yào）多進行（háng）幾次，檢查並確認定位精度。跳步加工如果（guǒ）發生較大的位置精度誤差，要檢查加工是否發生變形。對於多型腔的加工，編程排工藝時，可以先對所有型孔進行粗加工，充分釋放材料的應力，再統一進行修切加工，可以實現更高（gāo）精度的跳步精度。編程時（shí）不要使用增（zēng）量編程方式，以免誤差疊（dié）加後產（chǎn）生較（jiào）大的差值。機床的軸應按時進行維護保養，加注潤滑油，及時進行（háng）機械精度的（de）檢測與（yǔ）修正，使機床處於良好的（de）精度狀態。 |
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