數控低速走絲線切割機與高速走絲線切割機相比, 其二高一低(高效率、高精度、低表面粗糙度值) 的優勢是眾所周知的。高速走絲線切割機由于受到電極絲損耗、機械部分的結構與精度、進給系統的開環控制、加工中乳化液導電率的變化、加工環境的溫度變化及機床本身加工的特點(如運絲速度快、振源較多、導輪磨損大) 等因素影響, 其加工精度、工藝指標、自動化程度等方面與低速走絲線切割機相比都有明顯的差距。但二者的價格差距有十幾倍之多, 如何使用高速走絲線切割機, 在加工中通過工藝參數的調整、改變操作方法及調整切割程序, 來提高被加工工件的技術指標, 使之接近低速走絲線切割機的加工效果, 正是企業經營者及技術人員十分關注的問題。因為這樣既可達到較理想的工藝效果, 又可以大大減少資金的投入, 提高企業的經濟效益。
低速走絲線切割機能達到很好的加工精度及其他技術指標的根本原因, 是采用了多次切割工藝。因此, 研究高速走絲線切割機的多次切割加工工藝, 是改善高速走絲線切割機加工品質的一條重要途徑。下面介紹如何采用二次切割加工工藝, 來提高生產效率、降低工件的表面粗糙度值及提高其幾何尺寸精度, 延長工件使用壽命。

(1) 高速走絲線切割機一次切割工藝的分析

以沖裁模的凸、凹模加工為例, 當用高速走絲線切割機一次切割工藝完成模具加工時, 為使被加工工件獲得較好的加工精度及表面質量, 一般都采用降低高頻電源的脈寬參數, 減少功放管的只數,輸出電流控制在0. 8～1. 2A 之間的方法。此時, 加工速度較低。這種以降低加工效率為代價來保證加工工件精度和表面質量的切割方法, 對加工高度為10mm 以下的工件尚能見效。但對高度在30mm 以上的工件, 由于乳化液不易進入加工表面、冷卻效果較差, 加之鉬絲與工件之間電弧的高溫作用和工件表面容易出現燒結現象等多種原因, 致使工件加工后表面質量不高, 出現較粗糙的硬化層, 表面粗糙度在Ra1. 6～3. 2μm 之間, 且不易清洗。

(2) 高速走絲線切割機二次切割工藝的分析

在高速走絲線切割機上進行二次切割, 首先遇到的問題就是如何編制程序。一次切割工藝的加工程序, 若以凸模尺寸為基準, 凹模程序即按照模具常規配合間隙進行編制。二次切割則不能按常規編程, 經過多次工藝分析和反復的實驗, 并考慮到機床二次切割時重復定位精度為2μm 和二次切割放電間隙等因素, 我們得出的經驗是: 采用二次切割方法加工時, 其程序編制應比一次切割方法編制的凹模尺寸單邊小5μm。例如一沖模的凸凹模的配合間隙要求是0. 01mm , 凸模按圖紙尺寸編制切割程序, 則凹模的切割程序應以零對零的間隙來編程。

二次切割時的第一次切割是以提高加工效率為目的的, 故進行第一次切割加工時, 可增加高頻電源的脈寬和功放管只數,加工電流參數可用1. 0～1. 5A , 使第一次切割以較高的速度完成, 并回到切割起點。

第二次切割過程的實質是為了提高工件加工精度和表面質量, 是一個低腐蝕放電的過程, 所以應在降低高頻電源的脈寬、減少功放管的只數, 使跟蹤電流調整到機床運行速度與空走速度相等時進行切割。

在實際操作中, 第二次切割之前必須進行的關鍵步驟是―――緊絲。影響高速走絲線切割機切割質量的主要因素是電極絲的振動。產生振動的原因主要有貯絲筒的動態不平衡和徑跳, 導輪的軸向、徑向的竄動, 電極絲張力等。由于本文闡述的是在現有設備基礎上切割方法的探討, 因此, 可排除設備因素的振源分析, 只針對電極絲張力進行分析。電極絲在加工中高速運動和切割中放電產生高溫作用下老化, 使電極絲損耗, 直徑減小, 造成張力下降,振幅增大。因此, 緊絲在第二次切割中是至關的環節。通過緊絲提高鉬絲張力, 減少鉬絲在切割過程中的振動, 以實現提高精度和表面質量的目的。

采用二次切割工藝后, 加工的工件不僅尺寸精度提高, 表面污漬有效去除, 手感光滑無毛刺, 表面粗糙度降低,而且由于二次切割時放電作用和乳化液的有效冷卻, 使切割面硬化層增加, 從而大大提高了模具的壽命。在25mm 厚的鋼件上, 切割100mm ×100mm 的方孔, 選用DK7725e 高速走絲線切割機, 應用不同的切割方法。

 二次切割方法的工效提高了4 % ,表面粗糙度也明顯降低。

綜上所述, 采用二次切割加工工藝, 只要程序編制正確, 參數選擇合理, 操作得當, 提高加工生產效率和技術指標是完全可行的。目前這種方法已經在我公司開發的大功率發射管及各種類型的開關管的模具中采用, 并取得了滿意的效果。

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