數(shù)控線切割機(jī)床的應(yīng)用

/摘要隨著微型計算機(jī)的迅速普及和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控電火花線切割加工新技術(shù)也得到不斷完善和提高,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。本文就實用新型的線切割加工編程、線切割電火花脈沖電源性能的提高及新型電火花線切割加工機(jī)床功能的拓展等方面進(jìn)行了專題論述，介紹了這項新技術(shù)在模具和工具制造加工領(lǐng)域的應(yīng)用.模具鋼原材料冶金缺陷是先天性不足,是導(dǎo)致模具壽命短和早期失效致命傷。線切割變形是后天性不足，容易造成廢品，增加生產(chǎn)成本,必須采取有效措施，消除原材料冶金缺陷和線切割變形,大幅度提高模具質(zhì)量和使用壽命,降低生產(chǎn)成本，增加市場競爭力,有顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益?！娟P(guān)鍵詞】：電火花線切割加工；模具變形的原因及減小變形;新技術(shù)應(yīng)用?ＰickingＷaｎtingAlongｗiｔhthｅrapidpｏpｕlaｒizationofmｉcｒocｏmpuｔｅrcontroltｅｃhｎｏｌogｙandtｈeraｐidｄeveｌopmｅntofnｃedm，newteｃhnoｌｏｇｙalｓogeｔwire—cuttingpｒｏcessｉngaｎｄｉｍprovingcontｉnuouｓly，itsapplicationfiｅlｄ，dｅvｅlｏｐsuncｅasｉnｇly。Thｉsutilitｙmodeｌoｆlｉｎearｐrｏgｒａmminｇ，ｗirｅ—cuｔtingprｏｃeｓｓingｅdmpulsepowｅrperｆormaｎceｉmｐroveｍentaｎdｎewｗirｅｃｕtｅｄmｍａchiｎeｆｕｎctionaspectsofｐrｏjectｉsinｔroduced,ｔhenewteｃhnoloｇyiｎmｏuldaｎｄtoｏlsｍanufacturefieｌｄofaｐplｉcation。Stｅｅlｍaｔｅriａｌｓ，mｅtａllurgy,coｎgenitaldｅfeｃtisｔodｉelifeisshorｔandｐｒematｕrefailｕrｅｏｆfatal。Defｏrmationisｉｎsufｆiｃieｎｔ，tilecｕｔtingsｃｒap，toinｃreａｓeproｄuctioncosｔ，musttaｋｅeffeｃｔivｅmｅaｓuresｔｏelimｉnateｒawmａt(yī)ｅrial,metａlluｒgicaldefeｃtｓandcutｔｉnｇdeｆormatioｎ，ｉｎcreasｅtheｑuａlityａｎｄsｅｒｖｉceｌifｅofdiｅ,reduｃeproduｃｔioｎｃost，increasethemaｒｋｅtcomｐｅtitivepowｅｒ,significanteconomicｂenefit.[key]：ｗirecutedm，Therｅasoｎsanddeformａt(yī)ionreducedｄisｔｏrｔｉoｎ，Theｎewtechnolｏgyａpplｉcａt(yī)ioｎ引言轉(zhuǎn)眼間就到了每個畢業(yè)學(xué)生的最后一課--－—畢業(yè)論文設(shè)計。它是每一個畢業(yè)生必不可少的環(huán)節(jié)。作為自考的畢業(yè)生，在上崗位之前進(jìn)行畢業(yè)論文設(shè)計是非常必要的。是對學(xué)生進(jìn)行綜合的技術(shù)應(yīng)用能力訓(xùn)練,是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和專業(yè)技能，聯(lián)系生產(chǎn)及科研實際,進(jìn)行一次設(shè)計工作的實際訓(xùn)練，從而全面檢驗我們學(xué)生分析解決實際問題的能力.畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才必要的基礎(chǔ)訓(xùn)練和從業(yè)、創(chuàng)業(yè)的適應(yīng)階段。隨著我國模具工業(yè)的不斷發(fā)展,數(shù)控電火花線切割技術(shù)在模具加工中顯得更為重要。而沖壓模的加工更離不開電火花線切割的加工,不論是動模、定模、零配件，還是特殊加工場合。由于數(shù)控電火花線切割是數(shù)字系統(tǒng)控制下利用火花放電電蝕加工方法進(jìn)行加工，因此與其它機(jī)械加工相比有其獨特的特點。線切割是沖模零件的電子主要加工方式,然而進(jìn)行合理的電子工藝分析，正確計算數(shù)控編程中電極絲的設(shè)計走絲軌跡，關(guān)系到模具的加工精度。通過穿絲孔的確定與切割路線的優(yōu)化,改善切割工藝，這對于提高切割質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是一條行之有效的重要途徑。由于本人的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，其中的欠缺和錯誤在所難免，望各位老師給予批評和指正！目錄摘要引言第1章線切割機(jī)床的組成…………………(5)1.1機(jī)械部分……………（5)１．2工作液系統(tǒng)…………(5）1．3電氣部分……………(5）第2章線切割加工原理及特點…………（7）2．1實用的電火花加工要求……………（７)2。２工作原理……………(7）2.3數(shù)控電火花線切割的特點…………（8）第３章線切割加工模具的應(yīng)用…………(9）3.１產(chǎn)生變形及裂紋的主要因素………(９）３.2防止變形和開裂的措施……………(10）第４章線切割加工過程中的變形分析及原因……（13）4。1線切割加工過程中的變形原因……(１3)4.2線切割加工過程中的變形分析……(13)第5章合理的加工工藝是減小電火花切割模具變形的有效辦法（14）5。1采用預(yù)加工工藝……………………(１4）5.2合理確定起始切側(cè)點位置…………(1５)5.3多穿絲孔加工………（15）5．４恰當(dāng)安排切割圈形在坯料中的位置……………（165.5正確選擇切割路線…………………(１6)第6章數(shù)控線切割加工新工藝的應(yīng)用…………(1７）結(jié)論參考文獻(xiàn)結(jié)束語第1章線切割機(jī)床的組成機(jī)械部分其精度直接影響到機(jī)床的工作精度，也影響到電氣性能的充分發(fā)揮。機(jī)械系統(tǒng)由機(jī)床床身、坐標(biāo)工作臺、運絲機(jī)構(gòu)、線架機(jī)構(gòu)、錐度機(jī)構(gòu)、潤滑系統(tǒng)等組成。機(jī)床床身通常為箱式結(jié)構(gòu)，是提供各部件的安裝平臺,而且與機(jī)床精度密切相關(guān)。坐標(biāo)工作臺通常由十字拖板、滾動導(dǎo)軌、絲桿運動副、齒輪傳動機(jī)構(gòu)等部分組成。主要是與電極絲之間的相對運動，來完成對工件的加工。運絲機(jī)構(gòu)是由儲絲筒、電動機(jī)、齒輪副、傳動機(jī)構(gòu)、換向裝置和絕緣件等部分組成，電動機(jī)和儲絲筒連軸連接轉(zhuǎn)動,用來帶動電極絲按一定線速度移動，并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。線架分單立柱懸臂式和雙立柱龍門式。單立柱懸臂式分上下臂,一般下臂是固定的,上臂可升降移動，導(dǎo)輪安裝在線架上,用來支撐電機(jī)絲。錐度機(jī)構(gòu)可分搖擺式和十字拖板式結(jié)構(gòu),搖擺式是上下臂通過杠桿轉(zhuǎn)動來完成，一般用在大錐度機(jī)。十字拖板型通過移動使電極絲伸縮來完成，一般適用在小錐度機(jī)。潤滑系統(tǒng)用來緩解機(jī)件磨損、提高機(jī)械效率、減輕功率損耗。可起到冷卻、緩蝕、吸振、減小噪音之作用。工作液系統(tǒng)一般由工作液箱、工作液泵、進(jìn)液管、回液管、流量控制閥、過濾網(wǎng)罩或過濾芯等組成。主要作用是集中放電能量、帶走放電熱量以冷卻電極絲和工件、排除電蝕產(chǎn)物等。電氣部分包括機(jī)床電路、脈沖電源、驅(qū)動電源和控制系統(tǒng)等組成。機(jī)床電路主要控制運絲電動機(jī)和工作液泵的運行，使電極絲對工件能連續(xù)切割。脈沖電源提供電極絲與工件之間的火花放電能量，用以切割工件。驅(qū)動電源也叫驅(qū)動電路,由脈沖分配器、功率放大電路、電源電路、預(yù)放電路和其它控制電路組成。是提供電源給步進(jìn)電機(jī)供電的專用電源，用來實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。控制系統(tǒng)主要是控制工作臺拖板的運動（軌跡控制）和脈沖電源的放電（加工控制）.控制系統(tǒng)自2０世紀(jì)60年代后期至70年代中期，我國高速走絲線切割機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)——“專用工控機(jī)”,采用晶體管分立元件組成門電路，再由門電路組成寄存器、輸入控制器、運算器、輸出控制器等，加工程序則通過扳鍵開關(guān)手工輸入，或通過光電閱讀機(jī)從穿孔紙帶讀入，采用輝光數(shù)碼管和氖燈顯示計數(shù)長度以及X、Y坐標(biāo)值（二進(jìn)制)。隨著單板微型計算機(jī)(將ＣＰU、RAM、ROM、輸入輸出接口裝在一塊印制電路板上的計算機(jī)，簡稱單板機(jī)）的出現(xiàn)，高速走絲線切割機(jī)控制器大量使用以Z—８0為微機(jī)處理器的單板機(jī)，真正實現(xiàn)了功能強(qiáng)、價格的目標(biāo).對于簡易數(shù)控系統(tǒng)來說，這是一個輝煌的時期，在其它相關(guān)行業(yè)的發(fā)展促進(jìn)下,使數(shù)控高速電火花線切割機(jī)得到了迅速的普及。目前，快走絲線切割技術(shù)的發(fā)展已走向明朗化,在保持往復(fù)走絲線切割優(yōu)點的基礎(chǔ)上,不斷的探索和研究，把新的理論、新的方法,應(yīng)用到新的系統(tǒng)中。新一代控制系統(tǒng)將會更穩(wěn)定、更實用、更簡單、更方便.第2章線切割加工原理及特點與傳統(tǒng)的切削加工方法不同，電火花加工是利用工具電極和工件兩極之間脈沖放電時產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象對工件進(jìn)行尺寸加工的加工方法.電腐蝕現(xiàn)象的一個最簡單例子是電氣開關(guān)的觸點的電腐蝕，這種腐蝕是由于觸點開閉時產(chǎn)生的火花引起的，逐漸地會損壞觸點。電火花腐蝕的主要原因是：電火花放電時火花通道內(nèi)瞬時產(chǎn)生一個高溫?zé)嵩?，將局部金屬熔化和氣化而蝕除。但這種簡單的電腐蝕還不能構(gòu)成實用的電火花加工。2。1實用的電火花加工要求1．必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定間隙，通常約為幾微米至幾百微米，如果間隙過大，極間電壓不能擊穿極間介質(zhì),因而不能產(chǎn)生火花放電。如果間隙過小，很容易形成短路接觸，也不能產(chǎn)生火花放電。因此電火花加工中必須有間隙自動調(diào)節(jié)裝置，或稱伺服控制系統(tǒng)。2?；鸹ǚ烹姂?yīng)是短時間的脈沖放電，放電持續(xù)時間為10-7—103。火花放電必須在具有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行,如煤油、皂化液等。液體介質(zhì)又稱工作液，它們必須具有：(１）較高的絕緣性能，以利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電;（2)液體介質(zhì)還有排除間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物,保證在時間和空間上分散的重復(fù)性脈沖放電正常進(jìn)行;(3）冷卻電極的作用。因此,一般電火花加工設(shè)備都具有實現(xiàn)這些要求的裝置,它們包括脈沖電源，工作液循環(huán)系統(tǒng),工具電極與工件的相對伺服進(jìn)給系統(tǒng)以及機(jī)床主體等。它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件,例如模具的凸模、凹模.它是在電火花穿孔、成形加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它不僅使電火花加工的應(yīng)用得到了發(fā)展,而且某些方面已取代了電火花穿孔、成形加工.線切割機(jī)床已占電火花機(jī)床的大半。2.２工作原理繞在運絲筒上的電極絲沿運絲筒的回轉(zhuǎn)方向以一定的速度移動，裝在機(jī)床工作臺上的工件由工作臺按預(yù)定控制軌跡相對與電極絲做成型運動。脈沖電源的一極接工件，另一極接電極絲。在工件與電極絲之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液，電極之間的火花放電蝕出一定的縫隙，連續(xù)不斷的脈沖放電就切出了所需形狀和尺寸的工件。電極絲的粗細(xì)影響切割縫隙的寬窄，電極絲直徑越細(xì),切縫越小。電極絲直徑最小的可達(dá)φ0。05,但太小時，電極絲強(qiáng)度太低容易折斷.一般采用直徑為0．18mm的電極絲。根據(jù)電極絲移動速度的大小分為高速走絲線切割和低速走絲線切割。低速走絲線切割的加工質(zhì)量高，但設(shè)備費用、加工成本也高。我國普遍采用高速走絲線切割,近年正在發(fā)展低速走絲線切割。高速走絲時,線電極采用高強(qiáng)度鉬絲，鉬絲以8～10ｍ/s的速度作往復(fù)運動，加工過程中鉬絲可重復(fù)使用.低速走絲時,多采用銅絲，電極絲以小于０。2ｍ／s的速度作單方向低速移動，電極絲只能一次性使用。電極絲與工件之間的相對運動一般采用自動控制，現(xiàn)在已全部采用數(shù)字程序控制，即電火花數(shù)控線切割。工作液起絕緣、冷卻和沖走屑末的作用.工作液一般為皂化液(乳化液）。隨著科技的發(fā)展也不斷出現(xiàn)一些新型線切割專用工作液。２。3數(shù)控電火花線切割的特點（1)直接利用線狀的電極絲作電極，不需要制作專用電極，可節(jié)約電極的設(shè)計、制造費用。（2）可加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無法加工的復(fù)雜工件。對不同的工件只需編制不同的控制程序,對不同形狀的工件都很容易實現(xiàn)自動加工,適合小批量形狀復(fù)雜零件、單件和試制品的加工，且加工周期短.（3）利用電蝕加工原理，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用很小,故而電極絲、夾具不需要太高的強(qiáng)度。（4)傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工中,刀具硬度必須比工件大,而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬,可節(jié)省輔助時間和刀具費用。（5)直接利用電、熱能進(jìn)行加工，可以方便地對影響加工精度的加工參數(shù)(脈沖寬度、間隔、伺服速度等）進(jìn)行調(diào)整,有利于加工精度的提高，便于實現(xiàn)加工過程的自動化控制。（6)工作液一般采用水基乳化液或,洗滌性好的工作液成本低，不會發(fā)生火災(zāi)。(7）利用四軸或五軸聯(lián)動,可加工錐度、上下面異形體或回轉(zhuǎn)體等零件。（8）由于電極絲比較細(xì),可以方便地加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄,實際金屬去除量很少，材料的利用率很高。對加工、節(jié)約貴重金屬有重要意義.(９）采用移動的長電極絲進(jìn)行加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加工精度的影響比較小，特別在慢走絲線切割加工中,電極絲一次性使用，電極絲損耗對加工精度的影響更小。正是由于電火花線切割加工有許多突出的特點,因而在國內(nèi)外發(fā)展很快,在塑料模具加工中應(yīng)用廣泛。第3章線切割加工模具的應(yīng)用在模具加工中,電火花線切割加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，但在線切割加工過程中，模具易產(chǎn)生變形和產(chǎn)生裂紋，造成零件的報廢，使得成本增加等問題屢屢發(fā)生。所以,線切割加工中模具的變形和開裂問題，也越來越引起人們的關(guān)注,多年來，人們對線切割加工的變形和開裂認(rèn)識不夠，往往造成線切割加工部門與來料加工者之間相互推脫責(zé)任，產(chǎn)生矛盾。

其實，變形和開裂的原因是多方面的，如材料問題、熱處理問題、結(jié)構(gòu)設(shè)計問題、工藝安排問題及線切割時工件的裝夾和切割線路選擇的問題等等。在這諸多因素中，能否找到線切割加工變形和開裂規(guī)律呢？筆者通過多年的深入研究,提出了以下防止變形和開裂的措施。

3．1產(chǎn)生變形及裂紋的主要因素：

在生產(chǎn)實踐中,作者經(jīng)過大量的實例分析,發(fā)現(xiàn)線切割加工產(chǎn)生變形和裂紋與下列因素有關(guān).

3.1。1與零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)

：（１)凡窄長形狀的凹模、凸模易產(chǎn)生變形，其變形量的大小與形狀復(fù)雜程度、長寬比、型腔與邊框的寬度比有關(guān).形狀越復(fù)雜，長寬比及型腔與邊框?qū)挾缺仍酱?其模具變形量越大。變形的規(guī)律是型腔中部癟入，凸模通常是翹曲；（2）凡是形狀復(fù)雜清角的淬火型腔,在尖角處極易產(chǎn)生裂紋，甚至易出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。其出現(xiàn)的頻率與材料的成分、熱處理工藝等有關(guān);（3)圓筒形壁厚較簿零件，若在內(nèi)壁進(jìn)行切割，易產(chǎn)生變形,一般由圓形變?yōu)闄E圓形。若將其切割缺口，在即將切透時易產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象;

(4)由零件外部切入的較深槽口，易產(chǎn)生變形，變形的規(guī)律為口部內(nèi)收，變形量的大小與槽口的深度及材料性質(zhì)有關(guān).

3。1。2與熱加工工藝有關(guān)

：（1）模具毛坯在鍛造時始鍛溫度過高或過低,終鍛溫度偏低的零件；

（2）終鍛溫度過高，晶粒長大，終鍛后冷卻速度過慢，有網(wǎng)狀碳化物析出的模坯；

（３）鍛坯退火沒有按照球化退火工藝進(jìn)行,球化珠光體超過5級的零件；

（４)淬火加熱溫度過高,奧氏體晶粒粗大,降低材料強(qiáng)韌性,增加脆性；

(5）淬火工件未及時回火和回火不充分的零件。

３。1。3與機(jī)械加工工藝有關(guān)

：(1)面積較大的凹模，中間大面積切除而又事先未挖空，因切去框內(nèi)較大的體積,框形尺寸將產(chǎn)生一定的變形；

(２)凡坯料中無外形起點穿絲孔,不得不從坯料外切入的，不論其凸模回火和形狀如何，一般容易產(chǎn)生變形，尤其是淬火件變形嚴(yán)重，甚至在切割中產(chǎn)生裂紋；

(3)對熱處理后的磨削零件，無砂輪粒度、進(jìn)刀量、冷卻方式等工藝要求,磨削后表面有燒傷及微裂紋等疵病的零件。

3。1．4與材料有關(guān)：（1)原材料存在嚴(yán)重的碳化物偏析；

（2)淬透性差、易變形的材料，如T10A、T8A等。

３．1。5與線切割工藝有關(guān)：（1）線切割路徑選擇不當(dāng)，易產(chǎn)生變形；

(2)工件的夾壓方式不可靠、夾壓點的選擇不當(dāng),均易產(chǎn)生變形；

（３）電規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)，易產(chǎn)生裂紋。

３.2防止變形和開裂的措施：

3。2。1選擇變形量較小的材料，采用正確的熱處理工藝：為了防止和減少變形、開裂，對需要線切割加工的模具,應(yīng)對材料的選擇、熱加工、熱處理直到制成成品的各個環(huán)節(jié)都要充分關(guān)注和重視；

(1）嚴(yán)格檢查原材料化學(xué)成分、金相組織和探傷,對于不合格原材料和粗晶粒鋼材及有害雜質(zhì)含量超標(biāo)鋼材不宜選用;

(2）盡量選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔鋼材;

(3)避免選用淬透性差、易變形材料；

（4）坯料應(yīng)合理鍛造,遵守鐓粗、拔長、鍛壓比等鍛造守則，原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在２-3之間；

（5）改進(jìn)熱處理工藝,采用真空加熱、保護(hù)氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級淬火、等溫淬火；

（6）選擇理想的冷卻速度和冷卻介質(zhì)；

(7）淬火鋼應(yīng)及時回火，盡量消除淬火內(nèi)應(yīng)力,降低脆性；

(８）用較長時間回火，提高模具抗斷裂韌性值；

（9）充分回火，得到穩(wěn)定組織性能；

(1０）多次回火使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變充分和消除新的應(yīng)力;

（11)對于有第二類回火脆性模具鋼高溫回火后應(yīng)快冷（水冷或油冷)，可消除二類回火脆性;

（12)模具鋼化學(xué)處理之前進(jìn)行擴(kuò)散退火、球化退火、調(diào)質(zhì)處理，充分細(xì)化原始組織。

３。2。2合理安排機(jī)械加工工藝

（1）線切割工件坯料的大小，要根據(jù)零件的大小確定，不宜太小。一般情況下，圖形應(yīng)位于坯料中部或離毛坯邊緣較遠(yuǎn)而不易產(chǎn)生變形的位置上，通常應(yīng)取圖形到坯料邊距大于１0ｍm;

(２)凡較大的型腔或窄長而復(fù)雜的凸模，配制坯料時要改變傳統(tǒng)的實心板料習(xí)慣。大框型腔、窄長型腔等易變形零件,其中間部位應(yīng)鏤空。這樣淬火時表里狀況得以改善，溫差小，產(chǎn)生的應(yīng)力小,同時切割時切除的體積也就小，應(yīng)力達(dá)到平衡也就不至受破壞;

（3)在模具使用允許的情況下，大框形型腔零件的清角處，應(yīng)適當(dāng)增加工藝圓角R,或在線切割之前將清角處鉆空,以緩解應(yīng)力集中的現(xiàn)象；

(4)對凸模零件，在淬火之前應(yīng)在凸塊坯料中鉆外形起點的穿絲孔，使工件在切割時保持內(nèi)應(yīng)力平衡且不被破壞，以免從材料外切入引起開裂變形。

３.2．３優(yōu)化線切割加工的工藝方案，選擇合理的工藝參數(shù)

:改進(jìn)切割方法

:(1）改變一次切割到位的傳統(tǒng)習(xí)慣為粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的變形量在精切割時及時地被修正.一般精切割時的切割量應(yīng)根據(jù)第一次切割后的變形量大小而定,一般取0．5mm左右即可。這種辦法常應(yīng)用于形狀復(fù)雜而勢必產(chǎn)生變形的零件或要求精度較高、配合間隙較小的模具；

（2)對易變形的切割零件，要根據(jù)零件形狀特征統(tǒng)籌安排切割的起始點、程序走向及夾壓位置,以減少變形量。一般應(yīng)選擇較平坦、已精加工或?qū)ぜ阅苡绊懖淮蟮牟课辉O(shè)置線切割的起始點。

選擇合理的工藝參數(shù)：(1）采用高峰值窄脈沖電參數(shù)，使工件材料以氣相拋出，氣化溫度大大高于融化溫度,以帶走大部分熱量，避免工件表面過熱而產(chǎn)生變形;

（2)有效地進(jìn)行逐個脈沖檢測,控制好集中放電脈沖串的長度，也可解決局部過熱問題,消除裂紋的產(chǎn)生;

（3）脈沖能量對裂紋的影響極其明顯，能量越大,裂紋則越寬越深;脈沖能量很小時,例如采用精加工電規(guī)準(zhǔn)，表面粗糙度值。例如：動模加工工藝在百分表的表盤模具加工中，動模和定模是該模具的主要組成部分。動模也稱型芯或凸模,是成型工件表面的模具零件，多裝在沖床的動模板上。定模也稱型腔或凹模，是成型件外表面的模具零件，多裝在沖床的定模板上。動模和定模通常都要經(jīng)過淬火處理，硬度極高,一般加工方法難以實現(xiàn)，數(shù)控電火花線切割在動模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、頂針孔、定位孔等的加工。數(shù)控電火花線切割在動模和定模加工中的應(yīng)用見圖動模在模具中起著很重要的作用,其設(shè)計形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質(zhì)量、使用壽命及沖壓件的精度。在實際生產(chǎn)加工中，由于工件毛坯內(nèi)部的殘留應(yīng)力變形及放電產(chǎn)生的熱應(yīng)力變形,故應(yīng)首先對穿絲孔進(jìn)行封閉式切割,盡可能避免開放式切割而發(fā)生變形。如果受限于工件毛坯尺寸而不能進(jìn)行封閉形式切割，對于方形毛坯件,在編程時應(yīng)注意選擇好切割路線(或切割方向）。切割路線應(yīng)有利于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(biāo)系，避開應(yīng)力變形的影響。夾具固定在左端，從葫蘆形動模左側(cè)，按逆時針方向進(jìn)行切割,整個毛坯依據(jù)切割路線而被分為左右兩部分。由于連接毛坯左右兩側(cè)的材料越割越小,毛坯右側(cè)與夾具逐漸脫離，無法抵抗內(nèi)部殘留應(yīng)力而發(fā)生變形，工件也隨之變形.若按順時針方向切割，工件留在毛坯的左側(cè)，靠近夾持部位，大部分切割過程都使工件與夾具保持在同一坐標(biāo)系中,剛性較好,避免了應(yīng)力變形.一般情況下,合理的切割路線應(yīng)將工件與夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序末端,即將暫停點（支撐部分）留在靠近毛坯夾持端的部位。下面著重分析硬質(zhì)合金齒形動模的切割工藝處理.一般情況下，動模外形規(guī)則時，線切割加工常將預(yù)留連接部分(暫停點，即為使工件在第１次的粗割后不與毛坯完全分離而預(yù)留下的一小段切割軌跡線）留在平面位置上,大部分精割完畢后,對預(yù)留連接部分只做一次切割，以后再由鉗工修磨平整,這樣可減少動模在中走絲線切割上的加工費用。硬質(zhì)合金動模由于材料硬度高及形狀狹長等特點，導(dǎo)致加工速度慢且容易變形，特別在其形狀不規(guī)則的情況下，預(yù)留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的難度。因此在中走絲線切割加工階段可對工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使外形尺寸精度達(dá)到要求，免除鉗工裝配前對暫停點的修磨工序。由于硬質(zhì)合金硬度高,切割厚度大，導(dǎo)致加工速度慢,扭轉(zhuǎn)變形嚴(yán)重,大部分外形加工及預(yù)留連接部分（暫停點)的加工均采取４次切割方式且兩部分的切割參數(shù)和偏移量（Offset）均一致。第1次切割電極絲（鉬絲）偏移量加大至0·15-0·18mm,以使工件充分釋放內(nèi)應(yīng)力及完全扭轉(zhuǎn)變形,在后面3次能夠有足夠余量進(jìn)行精割加工，這樣可使工件最后尺寸得到保證。具體的工藝分析如下:（1)預(yù)先在毛坯的適當(dāng)位置用穿孔機(jī)或電火花成形機(jī)加工好１·０—１·5mm穿絲孔，穿絲孔中心與動模輪廓線間的引入切割線段長度選?。?10ｍｍ。（2）凸模的輪廓線與毛坯邊緣的寬度應(yīng)至少保證在毛坯厚度的1/5.（３）為后續(xù)切割預(yù)留的連接部分（暫停點）應(yīng)選擇在靠近工件毛坯重心部位,寬度選取3—４ｍm(4）為補(bǔ)償扭轉(zhuǎn)變形，將大部分的殘留變形量留在第1次粗割階段,增大偏移量至0·15-０·1８mm.后續(xù)的3次采用精割方式,由于切割余量小，變形量也變小了。第4章線切割加工過程中的變形分析及原因4.1線切割加工過程中的變形分析：在線切割加工前，模板已進(jìn)行了冷加工、熱加工，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力,而殘留應(yīng)力是一個相對平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，在線切割去除大量廢料時,應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來。因此，模板在線切割加工時，隨著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應(yīng)力的影響，將產(chǎn)生不定向、無規(guī)則的變形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影響加工質(zhì)量和加工精度。針對這種情況，對精度要求比較高的模板，通常采用4次切割加工。第１次切割將所有型孔的廢料切掉，取出廢料后,再由機(jī)床的自動移位功能，完成第２次、第3次、第4次切割。a切割第１次,取廢料→ｂ切割第1次,取廢料→c切割第1次,取廢料→……→n切割第1次,取廢料→ａ切割第2次→b切割第2次→……→n切割第2次→a切割第3次→……→n切割第3次→a切割第4次→……→ｎ切割第４次，加工完畢。這種切割方式能使每個型孔加工后有足夠的時間釋放內(nèi)應(yīng)力，能將各個型孔因加工順序不同而產(chǎn)生的相互影響、微量變形降低到最小程度，較好地保證模板的加工尺寸精度。但是這樣加工時間太長，穿絲次數(shù)多,工作量大,增加了模板的制造成本.另外機(jī)床本身隨加工時間的延長及溫度的波動也會產(chǎn)生蠕變.這樣既提高了生產(chǎn)效率,又降低了模板的制造成本。４。２線切割加工過程中的變形原因：電火花線切割是制造沖裁模凸、凹模常用的加工方法，但是在加工過程中會出現(xiàn)模塊變形的現(xiàn)象,它限制了線切割加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是在精密微細(xì)加工中的推廣使用。其原因在于,工件在線切割加工前,模塊經(jīng)歷了熱加工、冷加工，產(chǎn)生了較大的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力是一個相對平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，當(dāng)線切割去除大量的工件材料時，改變了表層、中間區(qū)域和芯部等諸層與層之間的應(yīng)力場分布狀態(tài)，隨著電極絲切割軌跡的移動，殘余應(yīng)力不斷轉(zhuǎn)變?yōu)樗芗Γ淠芰勘会尫懦鰜?，?yīng)力的平衡狀態(tài)被破壞，內(nèi)應(yīng)力將重新分布，直至達(dá)到一個新的平衡.在這個過程中，材料產(chǎn)生了變形，導(dǎo)致加工后的工件形狀與切割軌跡不一致，破壞了加工精度，甚至使工件報廢。為了減小工件的變形，一般應(yīng)從兩個基本方面著手解決.一方面是合理選擇適合電加工工藝的工件材料（如:Ｐ系列、H系列熱作模具鋼)，嚴(yán)格控制熱處理工藝，并采用人工時效處理等方法，力爭最大限度地減小線切割之前材料產(chǎn)生和存在的組織缺陷及殘余應(yīng)力；另一方面是在線切割加工時采用有效工藝路線，盡量減小殘余應(yīng)力導(dǎo)致材料變形的影響。在實際生產(chǎn)中,很多模具加工工藝技術(shù)人員在編寫加工工藝時，習(xí)慣于淬火、回火后直接進(jìn)行線切割的工藝路線，忽略了殘余應(yīng)力問題。現(xiàn)從加工工藝的角度對如何減小凸、凹模線切割變形作一些粗淺的探討。第5章合理的加工工藝是減小電火花切割模具變形的有效辦法5。1采用預(yù)加工工藝：如前所述，殘余應(yīng)力是一個相對平衡的系統(tǒng)，當(dāng)線切割加工工件時，由于工件材料被大量去除,應(yīng)力場重新分布而引發(fā)模具變形,去除的材料越多,工件變形越大；反之,去除的材料越少,越有利于減小工件的變形.因此,如果在線切割之前，能夠預(yù)先去除大部分的加工余量，使工件材料的內(nèi)應(yīng)力先釋放出來，將大部分的殘余變形量留在粗加工階段,然后再進(jìn)行線切割加工，由于精切余量較小，變形量自然就減小了.因此，如圖la所示,為了減小變形,可對形狀簡單或厚度較小的凸模，從坯料外部向凸模輪廓均勻地開出放射狀槽，便于應(yīng)力對稱均勻分散地釋放,各槽底部與凸模輪廓線的距離應(yīng)小而均勻，通常留2-－3mm。對于形狀復(fù)雜或較厚的凸模，如圖1b所示,留出工件的夾持余量，并在夾持余量部位開槽以防該部位殘余變形。圖2為凹模的預(yù)加工，先去除大部分型孔材料,然后精切成形。若用預(yù)銑或電火花成形法預(yù)加工，可留1－2mm的余量。若用線切割粗加工法預(yù)加工，如快速走絲線切割機(jī)床可留0.5-—1mm5。2合理確定起始切側(cè)點位置：電火花線切割路線大部分為封閉圖形，所以起始切割點也是切割的終點。許多模具制造者在切割凸模類外形工件時，常常直接從材料的側(cè)面切人，在切人處產(chǎn)生缺口，殘余應(yīng)力從切口向外釋放，使凸模變形。為減少變形，應(yīng)該在淬火之前先在模坯上打出穿絲孔，孔徑一般選３—l0mm之間，待淬火后再從模坯內(nèi)部對凸模進(jìn)行封閉切割.對于淬火后的標(biāo)準(zhǔn)模塊、穿絲孔直徑小、模塊厚度超過了鉆頭長度，可采用電火花高速小孔加工機(jī)加工出穿絲孔。如圖3所示,穿絲孔的位置通常按下述原則選定：①被切割工件各面的表面粗糙度要求不同時,應(yīng)在粗糙度值高的面上選擇起切點。②工件各表面粗糙度要求相同的，則盡量在截面圖形的交點上選擇起切點.③對于各切割面的技術(shù)要求無明顯差異的工件，起切點盡量選擇在便于鉗工修復(fù)的位置上。切割凹模時，對于小型工件，如圖3b所示，穿絲孔宜選在工件待切割型孔的中心,對于大型工件，穿絲孔可選在靠近圖樣的邊角處或已知坐標(biāo)尺寸的交點上，以簡化運算過程。5.３多穿絲孔加工：采用線切割加工一些特殊形狀的工件時，如果只采用一個穿絲孔加工，殘余應(yīng)力會沿切割方向向外釋放，造成工件AＢ面及尺寸L的變形，如圖4所示。采用多穿絲孔加工可解決變形問題，在凸模Ｏ,，OZ，０3三點處打穿絲孔，并從O,點開始切割，當(dāng)切割到Ｏ：點時暫停加工，轉(zhuǎn)人Ｏ：穿絲孔開始加工，當(dāng)切割到０3點時又暫停加工，再轉(zhuǎn)人O3穿絲孔加工至Ｏ1點完成加工。5.4恰當(dāng)安排切割圈形在坯料中的位置：模坯在熱處理時表面冷卻快,內(nèi)部冷卻慢,形成熱處理后模坯金相組織不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而且越靠近邊角處，應(yīng)力變化越大，要求切割圖形應(yīng)盡量避開坯料邊角處，一般讓出８}-—lOｍｍ為最佳。對于凸模還應(yīng)留出足夠的夾持余量，一般留出５—－８ｍm即可。5。5正確選擇切割路線：切割加工前應(yīng)分析可能產(chǎn)生的變形，在此基礎(chǔ)上確定切割路線。切割路線應(yīng)有利于保證工件在切割過程中的剛度并避開應(yīng)力變形影響，如圖5所示。圖５a表示從指針凸模左側(cè)按箭頭所示方向切割。由于坯料左右兩側(cè)的連接材料很快被割斷,右側(cè)工件剛性很差，難以抵抗應(yīng)力而變形。若改用圖５b所示切割路線,將工件留在左側(cè)坯料上，剛性較好,避免了變形.一般情況下,合理的切割路線應(yīng)將工件與其夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序末端。第６章數(shù)控線切割加工新工藝的應(yīng)用線切割加工工藝是實現(xiàn)加工目的的直接手段。目前已經(jīng)開發(fā)出了多種線切割加工工藝，并在生產(chǎn)中取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。下面介紹幾種在數(shù)控線切割加工中新應(yīng)用的工藝及其優(yōu)勢。1.標(biāo)準(zhǔn)化夾具實現(xiàn)快速精密定位在數(shù)控線切割加工中為保證極高的重復(fù)定位精度且不降低加工效率，要采用快速裝夾的標(biāo)準(zhǔn)化夾具。這類裝置的原理是：集電極與夾具為一體的組件是在裝有同數(shù)控線切割機(jī)床上配備的工藝定位基準(zhǔn)附件相同的加工設(shè)備上加工完成的。工藝定位基準(zhǔn)附件都統(tǒng)一同心、同位，并且各數(shù)控機(jī)床都有坐標(biāo)原點,因此電極在制造完成后,直接取下電極和夾具的組件，裝入數(shù)控線切割機(jī)床的基準(zhǔn)附件上,無需再進(jìn)行糾正調(diào)節(jié)。加工過程中如需插入一個急件加工，同樣可以將正在加工的半成品卸下，待急件加工完后再繼續(xù)快速裝夾加工.標(biāo)準(zhǔn)化夾具，是一種快速精密定位的工藝方法，它的使用大大減少了數(shù)控線切割加工過程中的裝夾定位時間,有效地提升了企業(yè)的競爭力。２。混粉加工方法實現(xiàn)鏡面加工效果在放電加工液內(nèi)混入粉末添加劑，以高速獲得光澤面的加工方法稱之為混粉加工.該方法主要應(yīng)用于復(fù)雜模具型腔，尤其是不便于進(jìn)行拋光作業(yè)的復(fù)雜曲面的精密加工。可降低零件表面粗糙度值，省去手工拋光工序,提高零件的使用性能（如壽命、耐磨性、耐腐蝕性和脫模性等)?；旆鄯椒庸ょR面主要技術(shù)要求有：線切割機(jī)床具有鏡面精加工電路（具有極小的單個脈沖能量)；選擇合適的粉末添加劑；進(jìn)行粉末添加劑的濃度管理；利用擴(kuò)散裝置來消除濃度的誤差；采用無沖液處理方式?；旆奂庸ぜ夹g(shù)的發(fā)展使精密型腔模具鏡面加工成為現(xiàn)實。3.搖動加工方法實現(xiàn)高精度加工線切割加工復(fù)雜型腔時，在不同方向上的加工難度和加工面積相差很大,會產(chǎn)生加工不穩(wěn)定、放電間隙不均勻等現(xiàn)象。為了保證高效率下放電間隙的一致性、維持高的穩(wěn)定加工性,可以在加工過程中采用電極不斷搖動的方法。加工中采用搖動的方法可獲得側(cè)面與底面更均勻的表面粗糙度,更容易控制加工尺寸。搖動加工是根據(jù)被加工部位的搖動圖形、搖動量的形狀及精度的要求而定的，如果在加工中不采用搖動的方法，則很難實現(xiàn)小間隙放電條件下的穩(wěn)定加工。在精加工中很容易發(fā)現(xiàn)因這個原因造成的不穩(wěn)定加工的現(xiàn)象,不穩(wěn)定放電使尺寸不能準(zhǔn)確地得到控制且粗糙度值不均勻。采用搖動的加工方法能很好解決這些問題且能保證高精度、高質(zhì)量的加工。4。多軸聯(lián)動加工方法實現(xiàn)復(fù)雜加工近年來,模具工業(yè)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了多軸聯(lián)動線切割加工技術(shù)的進(jìn)步.采用多軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)與多種直線運動協(xié)調(diào),組合成多種復(fù)合運動方式,以適應(yīng)不同種類工件的加工要求,擴(kuò)大了數(shù)控線切割加工的加工范圍，提高了其在精密加工方面的比較優(yōu)勢和技術(shù)效益.數(shù)控線切割加工機(jī)床可利用多軸聯(lián)動很方便地實現(xiàn)傳統(tǒng)線切割機(jī)床難以加工的復(fù)雜型腔模具或微小零件的加工,如三維螺旋面、微細(xì)齒輪和微細(xì)齒條等。結(jié)論本文對直曲面電火花線切割加工運動規(guī)律進(jìn)行了分析,建立了通用數(shù)學(xué)模型,為生產(chǎn)實踐研究提供理論依據(jù),從而解決了曲面模具,為建立復(fù)雜直紋曲面零件電火花線切割加工CAD、ＣAPP、CAM系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。鑒于國內(nèi)長期發(fā)展高速走絲線切割機(jī)床，低速走絲的加工技術(shù)與國際先進(jìn)水平相差甚大.因此，首先要通過各種渠道和方法，學(xué)習(xí)、借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，加速發(fā)展，縮小差距。要承認(rèn)差距、正視差距。國外低速走絲線切割機(jī)已發(fā)展成高速、精密、高質(zhì)、高自動化我們只有振奮精神、虛心學(xué)習(xí)，通過各種渠道和方法,合作、交流等引進(jìn)技術(shù)，少走彎路，走出一條適合我國國情的發(fā)展道路，擁有自己真正掌握的線切割加工技術(shù).結(jié)束語通過這種局域網(wǎng)系統(tǒng)可以實現(xiàn)CＡＤ/ＣAM一體化的簡單集成,將先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)直接應(yīng)用于現(xiàn)有線切割加工機(jī)床加工實踐。對復(fù)雜直紋曲面電火花線切割多軸聯(lián)動加工運動規(guī)律進(jìn)行了分析,建立了通用數(shù)學(xué)模型,通過計算機(jī)仿真驗證了數(shù)學(xué)模型的正確性,又通過樣件加工，驗證了計算機(jī)仿真的正確性，為生產(chǎn)實踐研究提供理論依據(jù)，從而解決了復(fù)雜曲面模具的加工難題，為建立復(fù)雜直紋曲面零件電火花線切割加工CAD、CＡPP、CAM系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。該系統(tǒng)投資成本低，可以根據(jù)工廠規(guī)模的大小選用一臺或多臺計算機(jī),且可以較方便地增加機(jī)床，擴(kuò)展系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了無紙化運行，避免了以往自動編程后再通過穿孔機(jī)、紙帶、閱讀機(jī)讀入程序，或打印出程序再人工輸入的繁瑣過程，保證了加工程序的準(zhǔn)確性,提高設(shè)計、制造的效率，降低生產(chǎn)成本。凸、凹模是沖裁模的關(guān)鍵零件,其加工時的變形問題不僅影響到制件質(zhì)量，還會大大降低模具壽命。實踐證明，一要正確選擇模具材料，合理制定熱處理工藝,二要選擇適當(dāng)?shù)木€切割加工工藝，就可以達(dá)到減小變形的目的。參考文獻(xiàn)1蔡光起，馮寶富，趙恒華.磨削技術(shù)的最新進(jìn)展[J］．世界制造技術(shù)與裝備市場,２００３．２趙恒華.超高速磨削成屑機(jī)理探討研究［D].沈陽:東北大學(xué),2004．3李長河。高速和超高速磨削加工及其關(guān)鍵技術(shù)［Ｊ］.現(xiàn)代零部件，2005.4麥山.高速走絲線切割四軸控制系統(tǒng)及空間曲面加工技術(shù)的研究：［博士學(xué)位論文].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),1994.5沈洪．中國的電火花機(jī)床及電火花機(jī)床市場的狀況及展望。電加工,199４６曹躍忠，周大農(nóng)。高速走絲線切割機(jī)的發(fā)展策略.電加工，19９８7任福君.直紋曲面線切割及回轉(zhuǎn)式電火花加工計算機(jī)仿真研究：［博士學(xué)位論文］。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，19９9.８王新榮．電火花線切割多軸聯(lián)動加工運動學(xué)及其應(yīng)用研究:[碩士學(xué)位論文]．哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2０00．CNCTechｎｏloｇy(1）daｔaiｎｐｕtｄevｉcetocomｍａndtheｖariousapplｉｃaｔionsofｉnformａt(yī)ｉonandthenecｅｓsaｒyｄatainｐｕtｄｅviceCNCsyｓｔｅm．Itｃaｎbｅｐerforａｔedwithareａｄer(seldｏｍuｓed)，３。5inflｏpｐydiｓkdriｖe,CNＣkｅyboａrｄ（usuallyinｐｕtｏpeｒatｉon)，andnumｅｒiｃaｌcontｒolsystｅmwithhaｒddｉskｄriｖes（forlａrｇeamoｕｎｔsoｆdataｓtoraｇepｒoｔectiｏn）,tａpedrives（lessｕse),ＰCｃｏｍｐｕtｅrs，etc。.

（2)thｅceｎterｏfＮＣmachｉnetｏｏlnｕmeriｃalｃontrolsyｓｔem，itwillｒeceiveｔhefullfuｎctiｏnａｌityofinsｔrｕctｉonｄeｃｏde,oｐｅratｉoｎ,andｏrｄeｒlｙmoｖｅmenｔｎｅedstoissueinsｔrｕctiｏnsanddirectiｖestocontｒolｖaｒiｏｕsmacｈiｎeｆunｃtｉoｎsuntiltｈeendｏfmovemeｎｔandfｕncｔion。CNCsystemshａvｅｖerｙsounｄoftｈesｅlｆ-ｄiａｇnosticcaｐａｂiｌｉtｉes,makeｗiderDｉyeseveｒydayusｅstｒｉcttｏfollowthemｔopａyattenｔｉonto，EｒrｏuｔiｎeｏｆWeｉHuＺｅyｅsｒighthaｒdwａrｅtouseenviｒonmentaｌproｔectioｎandtｈｅdaｍageFangzｈijｉtoｎgsｏftwaｒe。?（3）prｏgｒａmｍablelogｉccontrolleｒistheｆunctiｏnoｆｍachinｅlogiｃcｏｎtrｏlceｎteｒ.IｔwillｃoｍefｒomaｖariｅtｙofsportsandfunｃtｉｏnsofCNCcｏｍmanｄｓloｇｉcalorder，ｓothａt(yī)tｈｅycanaccuratelｙcoorｄinateｄandoｒderlysafeｏperａt(yī)iｏn；tｈesaｍetｉmｅ，variouskiｎdsofｉｎｆorｍaｔioｎfroｍtｈｅmachineandwｏrkingcｏnditｉoｎssｅｎttoＣＮC,toenableCNＣtoissuｅtimelyanｄaccｕｒａt(yī)efurtheｒcoｎｔrｏlｃomｍａｎds，sｏｔoachiｅvecoｎｔroｌofthewholemａｃｈine.ＣonｔｅｍporaryPLCmoｒeｉntegraｔeｄＮCsｙstｅm，thismaｉｎlｙreferstoｔｈeｃoｎｔrolsｏftwareintｅgrａt(yī)ioｎ，ｗhileｔheＰLChardwａｒeｉｎtｈelargｅrｓystemstenｄtｏadopｔdｉsｔrｉbutedarcｈitecture.PLCａndCNCinteｇrationistｏtakｅthesｏftwaｒeinｔerfaｃe,anｄｇeneralsystｅmｓareａvaｒietyofcommunicati