快走絲加工編程路線的工藝分析

畢建俠 李之超

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司工裝制造廠，遼寧 沈陽 110043）

電火花加工技術是現代化生產制造技術中的一個重要組成部分，它已成為現代化制造業不可缺少的關鍵技術。電火花線切割加工是比較常見的加工方法之一，是直接利用電能和熱能進行加工的工藝方法。由于電火花線切割加工工藝與普通的機械加工工藝存在很大的差別，所以它對材料的可加工性和結構性起到了改變性的作用，從而使得電火花線切割加工得到了廣泛的應用。如：金剛石、硬質合金、高溫合金、淬火鋼等高熔點高硬度貴重難加工的金屬材料，或者被認為工藝性很差的小孔、窄槽、夾縫等設計結構的零件，使用線切割加工既經濟又能保證精度，充分的體現了這種加工方法的優越性。用快走絲線切割機床加工時，會切割掉大塊金屬，會使材料的內部殘余應力的相對平衡狀態受到破壞，應力將重新分布到材料中，殘余應力有時比機床精度等因素對加工精度的影響還嚴重，可使變形達到宏觀可見的程度，甚至在切割中材料會破裂。

1 穿絲孔的位置選擇

穿絲孔的位置對于加工精度及切割速度關系甚大。通常，穿絲孔的位置最好選在已知軌跡尺寸的交點處或便于計算的坐標點上，以簡化編程中有關坐標尺寸的計算，減少誤差。當切割帶有封閉型孔的凹模工件時，穿絲孔應設在型孔的中心，這樣既可準確地加工穿絲孔，又較方便地控制坐標軌跡的計算，但無用的切入行程較長。對于大的型孔切割，穿絲孔可設在靠近加工軌跡的邊角處，以縮短無用行程。在切割凸模外形時，應將穿絲孔選在型面外，最好設在靠近切割起始點處，因為材料在切斷時，會破壞材料內部應力的平衡狀態而造成零件的變形，影響加工精度，采用穿絲孔，保證了零件的完整性，避免了夾絲和斷絲，也提高了零件的加工精度，如圖1所示。切割窄槽時，穿絲孔應設在圖形的最寬處，不允許穿絲孔與切割軌跡發生相交現象。此外，在同一塊坯件上切割出兩個以上工件時，應設置各自獨立的穿絲孔，不可僅設一個穿絲孔一次切割出所有工件。切割大型凸模時，有條件者可沿加工軌跡設置數個穿絲孔，以便切割中發生斷絲時能夠就近重新穿絲，繼續切割。

圖1 有無穿絲孔的比較

穿絲孔的直徑大小應適宜，一般為Φ2mm～Φ8mm。若孔徑過小，既增加鉆孔難度又不方便穿絲；若孔徑太大，則會增加鉗工工作量。如果要求切割的型孔數較多，孔徑太小，排布較為密集，應采用較小的穿絲孔(Φ0.3mm～Φ0.5mm)，以避免各穿絲孔相互打通或發生干涉現象。如果要利用穿絲孔作為加工找正基準，必須保證其位置精度、尺寸精度和粗糙度，可采用坐標鏜床鏜削加工，如果不作為加工找正基準，可以采用鉆孔加工，或者采用電火花穿孔加工。

2 加工路線的選擇

線切割加工過程中，合理地安排工件的切割路線，并在此基礎上編制程序，才能優質、高效地完成切割加工。

如圖2所示，程序的起點可以分別為A、B。切割路線可有兩種，路線B→a→b→c→d→a→B,由于一開始零件就和夾持部分就大部分分割開，零件的強度降低，會產生變形，導致加工誤差，而路線A→d→c→b→a→d→A切割加工，情況就會好很多。

圖2 加工路線的選擇

一般情況下，切割加工路線應從零件裝夾位置的附近開始向離開工件裝夾位置的方向切割，最后回到零件裝夾位置的附近。線切割加工的多為封閉圖形，加工的起點往往就是加工終點，由于二次放電切割加工和重力的作用，往往會在起點處形成二次切痕，因此，加工的起點應盡量選擇在工件截形的相交點，例如拐角處或是精度要求不高且便于修整的位置。

3 減少線切割加工的變形

有些零件在切割后，尺寸總是出現明顯偏差，檢查機床、程序都正常，最后發現是由于零件變形引起的尺寸變化。

零件切去的實體部分太多時，零件內應力變化很大，容易產生變形、開裂。所以在零件淬火前進行粗加工，給線切割工序留2-3mm的余量，能夠很好的減少線切割時產生的應力。為了滿足零件的精度要求，還可以通過粗、精二次切割，使粗切后的變形量在精切時被修正，粗切后為精切留得余量約0.5mm。在切割開口零件時：對于未淬火的零件切割后在開口處張開，使開口尺寸增大，如圖3所示。對于淬火的零件切割后在開口處閉合，使開口尺寸減小，如圖4所示。通過粗、精二次切割減少變形量。回火是減少淬火產生應力的重要手段，回火的效果與回火溫度、回火持續時間有關。對于易變形、開裂的工件，可以在線切割后再進行180-200℃、4小時的回火，以達到減小應力和穩定金相組織的目的。

圖3 未淬火零件張口變形

圖4 淬火零件切割后開口變小

4 3B程序格式

編程完成后、正式切割加工之前，應對編制的程序進行檢查與驗證，確定其正確性。線切割機床的數控系統均提供程序驗證的方法，常用的方法有：畫圖檢驗法主要用于驗證程序中是否存在錯誤語法及是否符合圖樣加工輪廓;空行程檢驗法可檢驗程序的實際加工情況，檢查加工中是否存在碰撞或干涉現象，以及機床行程是否滿足加工要求等;動態模擬加工檢驗法通過模擬動態加工實況，對程序及加工軌跡路線進行全面驗證。通常，可按編制的程序全部運行一遍，觀察圖形是否“回零”。對于一些尺寸精度要求高、凸、凹模配合間隙小的沖模，可先用薄板料試切割，檢查有關尺寸精度與配合間隙，如發現不符要求處，應及時修正程序，直至驗證合格后，方可正式切割加工。正式切割結束后，不可急于拆下工件，應檢查起始與終結坐標點是否一致，如發現有問題，應及時采取“補救”措施。

結語

數控線切割在機械加工領域應用非常廣泛，只有在實踐中不斷探索和完善，才能得到最佳的加工參數和加工方法，才能有效地控制加工中零件變形，才會加工出符合設計要求的零件，才會取得令人滿意的效果。

[1]金屬切削原理與刀具[M].北京：哈爾濱工業大學出版社.2002∶7-5603-1232-2.

[2]金屬切削加工技術.[M]北京：機械工業出版社. 1998∶7-111-06233-7.

[3]電火花加工技術問答 [M].化學工業出版社. 2008.