摘 要 ：在模具加工的過程中，線切割加工技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。針對(duì)線切割在模具加工中的運(yùn)用進(jìn)行分析，通過對(duì)線切割加工過程、凹凸模加工工藝、模具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行闡述，旨在能夠有效地滿足工件對(duì)精度的要求。
隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的不斷提高，越來越多形狀復(fù)雜多樣的模具零件被廣泛應(yīng)用在模具行業(yè)中，傳統(tǒng)的模具加工方法已不能滿足要求。線切割技術(shù)作為一種以電火花為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的技術(shù)，具有加工周期短、自動(dòng)化水平高的優(yōu)點(diǎn)，并且不需要運(yùn)用特定的電極，就能夠滿足工件對(duì)加工精度和表面粗糙度的要求，快速完成加工任務(wù)，進(jìn)而提高加工效率，降低工件的加工成本。
1 、線切割技術(shù)的特點(diǎn)
運(yùn)用線切割技術(shù)對(duì)模具進(jìn)行加工，主要在沖裁模的落料模、沖孔模、切斷模、剖切模、切邊模、切口模以及整修模等方面應(yīng)用得比較多，尤其是對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模與落料沖孔復(fù)合模來說，對(duì)在模具上面的重復(fù)位置有很高的精度要求，主要運(yùn)用線切割加工技術(shù)。另外，線切割技術(shù)也應(yīng)用在型腔模加工中，型腔模主要包括塑料模、鍛模和壓鑄模，其中，塑料模最為常見，是由動(dòng)模和定模組成的。在一個(gè)成型的塑件模具零件中，型芯是主要的零件，安裝在動(dòng)模上。型腔成型在塑件的外表面，型腔板主要安裝在定模上。通常情況下，型芯和型腔板需要運(yùn)用淬火進(jìn)行處理，硬度較高，不宜進(jìn)行加工，尤其是對(duì)于微細(xì)孔和異型孔來說。
電火花線切割對(duì)型芯進(jìn)行加工時(shí)，主要對(duì)鑲件孔、推管孔、推桿孔和斜推桿孔進(jìn)行加工。模具精度的高低對(duì)于加工產(chǎn)品精度的高低具有直接的影響，在模具中，凹模和凸模的精度給工件精度產(chǎn)生最大的影響。大多數(shù)凸模和凹模能夠運(yùn)用快速走絲線切割機(jī)床進(jìn)行加工，例如凹模外形、凸模外形和型腔等。
2 、線切割加工的概念以及工作流程
2.1 線切割加工的概念
線切割加工，指的是一種高精加工，能夠在經(jīng)過熱處理后加工為成型零件。其將約0.1 mm 的電極絲作為刀具對(duì)工件進(jìn)行切割，與其他種類的數(shù)控機(jī)床具備的冷切削區(qū)別在于，其主要屬于放電加工，電極絲本身帶負(fù)電，工件自身帶有正電，在受到脈沖電源的影響下實(shí)現(xiàn)金屬的瞬間融化和氣化，其窄縫能夠達(dá)到0.11 mm。另外，由于屬于放電加工形式，在進(jìn)行加工的過程中，電極絲和工件不接觸，只要工件具有導(dǎo)電作用，那么不管多硬的金屬都能夠進(jìn)行切削。
2.2 線切割加工的工作流程
線切割加工主要運(yùn)用電腐蝕原理，通過將不間斷性、連續(xù)性運(yùn)動(dòng)的金屬絲的高頻率電源負(fù)極作為使用工具的電極，將工件和高頻脈沖電源的正極相連接，進(jìn)而運(yùn)用電火花放電切割。其工作流程為：首先，在脈沖電源給其提供足夠能量的情況下，讓金屬絲做正反向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；然后工件與電極絲之間的工作液介質(zhì)在電蝕產(chǎn)物進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)的狀態(tài)下自動(dòng)帶出；最后，工件處于x 軸與y 軸的坐標(biāo)位置進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在電火花進(jìn)行放電的間隙開始伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，最終進(jìn)行工件的加工。
3 、線切割在模具加工中的運(yùn)用
3.1 凹模和凸模的加工工藝
3.1.1 控制好凸模和凹模的加工質(zhì)量
凹模和凸模作為復(fù)合模中的重要部件，加工質(zhì)量的高低對(duì)于工件加工的精度和表面的粗糙程度具有直接的影響。在進(jìn)行沖裁時(shí)，容易受到?jīng)_裁力的影響，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)很大的應(yīng)力，進(jìn)行切割加工會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力出現(xiàn)重新分配的現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生變形。所以，在對(duì)凹模和凸模進(jìn)行加工之前，要運(yùn)用淬火進(jìn)行處理，另外，還要對(duì)毛坯件的材料和加工路線進(jìn)行考慮，容易出現(xiàn)變形情況。
3.1.2 凸模和凹模的尖角與凹角
運(yùn)用線切割技術(shù)進(jìn)行加工時(shí)，其中的鉬絲以電極絲為中心，圍繞其展開運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)在鉬絲運(yùn)動(dòng)的中心軌跡與加工面之間產(chǎn)生距離，距離用Δ 表示，之所以產(chǎn)生這個(gè)距離是由于受到鉬絲直徑d 和放電間隙ω 的影響，該距離用公式表示為Δ=d/2+ω。所以在計(jì)算電極絲的中心軌跡時(shí)，要注重考慮距離Δ 因素。除此之外，要注意將凹角進(jìn)行加工，使其變?yōu)閳A角。其中，Δ 越大，則越會(huì)導(dǎo)致拐角位置圓弧的誤差增加。因此，對(duì)于凸類零件進(jìn)行線切割加工時(shí)，要將鉬絲運(yùn)動(dòng)的中心軌跡加上距離Δ ；對(duì)凹類零件進(jìn)行線切割加工時(shí)，要適當(dāng)?shù)販p去距離Δ。
3.1.3 過渡圓半徑
對(duì)過渡圓半徑產(chǎn)生影響的主要因素就是工件形狀與加工精度，一般情況下，過渡圓半徑的大小隨著工件厚度的加大而加大。另外，在凹模和凸模之間的配合間隙中也需要增加過渡圓。
3.2 模具的重要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具的重要結(jié)構(gòu)主要指的是模具的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、沖裁壓力、凹模的厚度和外形尺寸、凹模的高度以及沖裁間隙等。
3.2.1 模具結(jié)構(gòu)形式
在對(duì)模具的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行確定時(shí)，要對(duì)鐵芯片零件自身的尺寸、材料以及結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行考慮，然后選擇恰當(dāng)?shù)膹?fù)合膜結(jié)構(gòu)形式。復(fù)合模結(jié)構(gòu)能夠有效確保沖裁的加工精度。
3.2.2 材料
選擇模具材料的過程中，要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的電磁鐵芯片零件技術(shù)規(guī)范進(jìn)行選擇，一般來說，凹凸模適宜運(yùn)用Cr12 材料。在對(duì)其進(jìn)行加熱處理后，硬度約為58-60HRC，在固定板和選料板方面，適宜運(yùn)用Q235 材料，因?yàn)闆_孔芯子運(yùn)用的是工具合金鋼材料。
3.2.3 沖裁壓力
在進(jìn)行沖裁壓力的計(jì)算過程中，主要包括以下三種參數(shù)，分別是凹模的刃口長度l、硅鋼板的抗剪強(qiáng)度r 和板料厚度t。
3.2.4 沖裁間隙
通過對(duì)相關(guān)的模具設(shè)計(jì)規(guī)范手冊(cè)進(jìn)行查閱，可以了解到硅鋼片厚度為5 mm，因此，沖裁間隙適宜設(shè)置在0.02 mm-0.03 mm范圍內(nèi)。在滿足工件加工精度和表面粗糙度的前提條件下，線切割的初始間隙適宜設(shè)置在0.01 mm。
3.2.5 凹模的厚度進(jìn)而外形尺寸
凹模的厚度運(yùn)用公式H= 3 0.1F 進(jìn)行計(jì)算，其中，F(xiàn) 指的是沖裁力的大小。另外，可以根據(jù)凹模刃口周長的大小來對(duì)凹模的厚度進(jìn)行確定。
3.2.6 凹凸模高度
根據(jù)相關(guān)的模具規(guī)范手冊(cè)進(jìn)行分析，可以知道，凹凸模自身的壁厚為1.6 mm，在能夠滿足強(qiáng)度的前提下，將凹凸模的厚度設(shè)置為2.6 mm。另外，確定凹凸模的高度h 時(shí)，要對(duì)固定板厚度和卸料板厚度因素進(jìn)行考慮，然后根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)定凹凸模的厚度約為56 mm。
4 、結(jié)束語
總之，進(jìn)行線切割加工時(shí)要對(duì)加工工件的材質(zhì)、凹凸模之間的配合間隙、結(jié)構(gòu)形式等因素進(jìn)行考慮，進(jìn)而制定科學(xué)合理的加工方案，提高加工精度，降低表面粗糙度，最終提高生產(chǎn)效率。
