搞定模具的數(shù)控線切割加工技術(shù)（WEDM），就這幾招！
當(dāng)前，很多模具都采用快走絲線割機(jī)加工，線切割后的工件表面粗糙度Ra≥2.5μm，硬度分布和內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)都很差。模具加工中，線切割是非常重要的一個(gè)加工工藝，大到模板，小到小沖頭，只要是需要保證精度的零件，都會(huì)用到。
電火花線切割加工是實(shí)現(xiàn)工件尺寸加工的一種技術(shù)。在一定設(shè)備條件下，合理的制定加工工藝路線是保證工件加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
1.電火花線切割加工基本原理
利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。英文為Wire cut Electrical Discharge Machining，簡(jiǎn)稱WEDM，又稱線切割。
2.電火花線切割加工基本設(shè)備：電火花線切割加工機(jī)床。
3.電火花線切割加工主要特點(diǎn)
電火花線切割加工，除具有電火花加工的基本特點(diǎn)外，還有一些其他特點(diǎn)：
①不需要制造形狀復(fù)雜的工具電極，就能加工出以直線為母線的任何二維曲面；
②能切割0.05毫米左右的窄縫；
③加工中并不把全部多余材料加工成為廢屑，提高了能量和材料的利用率；
④在電極絲不循環(huán)使用的低速走絲電火花線切割加工中，由于電極絲不斷更新，有利于提高加工精度和減少表面粗糙度；
⑤電火花線切割能達(dá)到的切割效率一般為20-60毫米2/分，最高可達(dá)300毫米2/分；加工精度一般為±0.01至±0.02毫米，最高可達(dá)±0.004毫米；表面粗糙度一般為Ra2.5至1.25微米，最高可達(dá)Ra0.63微米；切割厚度一般為40-60毫米，最厚可達(dá)600毫米。
4.電火花線切割加工使用范圍
主要用于加工：各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等；成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極；各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等。具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60％以上。
5.電火花線切割加工模具或零件的過程，對(duì)圖樣進(jìn)行分析和審核,不是神馬都可以用線切割搞定!
分析圖樣對(duì)保證工件加工質(zhì)量和工件的綜合技術(shù)指標(biāo)是有決定意義的第一步。以沖裁模為例，根據(jù)現(xiàn)有加工設(shè)備的情況，考慮這種工藝方法的可行性，在消化圖樣時(shí)首先要挑出不能或不易用電火花線切割加工的工件圖樣，如下列情況就不能實(shí)現(xiàn)加工：
1.表面粗糙度和尺寸精度要求很高，切割后無法進(jìn)行手工研磨的工件；
2.窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件，或圖形內(nèi)拐角處不允許帶有電極死板井架放電間隙所形成的圓角的工件；
3.非導(dǎo)電材料；
4.厚度超過絲架跨距的零件；
5.加工長(zhǎng)度超過x,y拖板的有效行程長(zhǎng)度，且精度要求較高的工件。
6.窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件。
7.圖形內(nèi)角不允許有R角或者內(nèi)角要求的R角比電極絲直徑要小的工件。
在符合線切割加工工藝的條件下，應(yīng)根據(jù)零件的加工要求，如表面質(zhì)量、尺寸精度要求，決定選用中走絲線切割加工還是慢走絲線切割加工來進(jìn)行。對(duì)于尺寸精度要求很高，表面粗糙度要好的零件，應(yīng)采用慢走絲線切割機(jī)床來完成。
6.數(shù)控線切割編程注意事項(xiàng)
1）.沖模間隙和過渡圓半徑的確定
合理確定沖模間隙。沖模間隙的合理選用，是關(guān)系到模具的壽命及沖制件毛刺大小的關(guān)鍵因素之一。不同材料的沖模間隙一般選擇在如下范圍：
軟的沖裁材料，如紫銅、軟鋁、半硬鋁、膠木板、紅紙板、云母片等，凸凹模間隙可選為沖材厚度的10%—15%。
硬質(zhì)沖裁材料，如鐵皮、鋼片、硅鋼片等，凸凹模間隙可選為沖裁厚度的15%—20%。
這是一些線切割加工沖裁模的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比國際上流行的大間隙沖模要小一些。因?yàn)榫€切割加工的工件表面有一層組織脆松的熔化層，加 工電參數(shù)越大，工件表面粗糙度越差，熔化層越厚。隨著模具沖次的增加，這層脆松的表面會(huì)漸漸磨去，是模具間隙逐漸增大。
合理確定過渡圓半徑。為了提高一般冷沖模具的使用壽命，在線線、線圓、遠(yuǎn)遠(yuǎn)相交處，特別是小角度的拐角上都應(yīng)加過渡圓。過渡圓的大小 可根據(jù)沖裁材料厚度、模具形狀和要求壽命及沖制件的技術(shù)條件考慮，隨著沖制件的曾厚，過渡圓亦可相應(yīng)增大。一般可在0.1—0.5㎜范圍內(nèi)選用。
對(duì)于沖件材料較薄、模具配合間隙較小、沖件又不允許加大的過渡圓，為了得到良好的凸凹模配合間隙，一般在圖形拐角處也要加一個(gè)過渡圓。因?yàn)殡姌O絲加工軌跡會(huì)在內(nèi)拐角處自然加工出半徑等于電極絲半徑加單面放電間隙的過渡圓。
2）.計(jì)算和編寫加工程序
編程時(shí)，要根據(jù)配料的情況，選擇一個(gè)合理的裝夾位置，同時(shí)確定一個(gè)合理的起割點(diǎn)和切割路線。
起割點(diǎn)應(yīng)取在圖形的拐角處，或在容易將凸尖修去的部位。
切割路線主要以防止或減少模具變形為原則，一般應(yīng)考慮使靠近裝夾著一邊的圖形最后切割為易。
3）.穿制加工用的程序紙帶和校對(duì)紙帶
根據(jù)程序單把紙帶制作完畢后，一定把程序單與制作好的紙帶逐條進(jìn)行校對(duì)，用校對(duì)好的紙帶把程序輸入控制器后才能試切樣板，對(duì)簡(jiǎn)單有把握的工件可以直接加工。對(duì)尺寸精度要求高、凸凹模配合間隙小的模具，必須要用薄料試切，從事切件上可檢查其精度和配合間隙。如發(fā)現(xiàn)不符合要求，應(yīng)及時(shí)分析，找出問題，修改程序直至合格后才能正式加工模具。這一步驟是避免工件報(bào)廢的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
根據(jù)實(shí)際情況，也可以直接由鍵盤輸入，或從編程機(jī)直接把程序傳輸?shù)娇刂破髦小?/span>
7.模具制造中的電火花線切割加工工藝操作要點(diǎn)：
線切割機(jī)加工時(shí)，放電區(qū)電流密度高達(dá)10000A/mm2，溫度高達(dá)10000℃-12000℃，加注的介質(zhì)液急劇冷卻，致使切割面表層硬度僅20HRC左右，而內(nèi)部淬火層硬度卻高達(dá)70HRC以上，其后為熱影響區(qū)，再后才是原硬度區(qū)。
尤為嚴(yán)重的是，原材料內(nèi)部因?yàn)榇慊鸪世瓚?yīng)力狀態(tài)，線切割所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力，兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果很容易達(dá)到材料的強(qiáng)度極限而產(chǎn)生微裂紋，從而大大縮短沖模壽命，因此，線切割不能作為凸模、凹模的最終加工工序。
目前，多數(shù)模具加工企業(yè)是在線切割后，用研磨的辦法去掉表層20HRC的灰白層（即白層）后便進(jìn)行裝配使用。這樣做雖然可以去掉硬度低的白層，但沒有改變線切割造成的應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，即使增大線切割后的研磨余量，但因高硬層硬度高（達(dá)70HRC），研磨困難，過大的研磨量容易破壞零件幾何形狀，故線切割產(chǎn)生的高硬度層并不能提高沖模壽命，因?yàn)槠浯嘈源笫钱a(chǎn)生裂紋、崩刃的根本原因。
線切割后磨削加工，可去掉低硬度的白層和高硬層，提高沖模壽命。因?yàn)槟ハ鲿r(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力也是拉應(yīng)力，與線切割產(chǎn)生的熱應(yīng)力疊加，無疑也會(huì)加劇沖模損壞。若在磨削后，再進(jìn)行低溫時(shí)效處理，則可消除應(yīng)力影響，顯著提高沖模韌性，使沖模壽命提高。因?yàn)閹缀涡螤顝?fù)雜的沖模大多數(shù)是采用線切割加工，所以，磨削形狀復(fù)雜的沖模必須采用價(jià)格昂貴的坐標(biāo)磨床和光學(xué)曲線磨床，而這兩種設(shè)備一般線切割廠家都不具備，故推廣困難。
高速走絲電火花線切割加工中，工作液是脈沖放電的介質(zhì)，對(duì)加工的影響很大。工作液一般要求有一定的絕緣性能、較好的洗滌性能、較好的冷卻性能和對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)人體無危害。工作液的配置也相當(dāng)重要，太濃、太淡時(shí)，均會(huì)引起斷絲，—般水液濃度比均在1:10到1:20范圍內(nèi)。切割速度要求高或大厚度工件切割時(shí)，濃度適當(dāng)?shù)托?，這樣加工比較穩(wěn)定，且不易斷絲。但工作液濃度也不能太低，否則，將使工作液絕緣性能降低，電阻率減小，冷卻能力增強(qiáng)，從而降低了對(duì)工件的潤(rùn)滑作用，不利于排屑，也容易斷絲。
為保證工作液通道無阻塞，工作液流量的大小也應(yīng)適當(dāng)控制，一般在切割完畢時(shí)，因工件被切割段在工作液力作用下產(chǎn)生下垂，切割部位脫落，電極絲極易被夾斷，此時(shí)，應(yīng)使工作液保持一定的壓力和流量，及時(shí)把腐蝕物排出，從而防止斷絲現(xiàn)象的產(chǎn)生。切割鋁、銅等軟性材料時(shí)，特別是在切割材料比較厚的情況下，為了提高加工效率和表面光潔度，減少斷絲現(xiàn)象，可采用一些專用冷卻液，也有利于環(huán)境保護(hù)。
高速走絲電火花線切割加工中，為了高效地加工出符合要求的工件，對(duì)操作人員也有一定的要求。操作人員要正確地理解圖樣的各項(xiàng)技術(shù)要求。工作液要及時(shí)更換，保持一定的清潔度，保證上、下噴嘴不阻塞、流量合適。電極絲校準(zhǔn)垂直，工件裝夾正確。合理選用脈沖電源參數(shù)，加工不穩(wěn)定時(shí)要及時(shí)調(diào)整變頻進(jìn)給速度等。切換功能鍵時(shí)，切勿在加工過程中進(jìn)行，以免開關(guān)接觸不良造成短路或引起電極絲燒傷，以至斷絲。在切割完畢時(shí)，切除部位會(huì)在重力的作用下墜落，電極絲極易被夾斷，可采用磁鐵吸附、夾板夾持等方法及時(shí)固定，避免斷絲。
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