數(shù)控線切割技術(shù)在冷沖模制造中的應(yīng)用方法探索構(gòu)架

譚陽(yáng)偉

摘 要：隨著我國(guó)科技水平的不斷提升，使得相關(guān)模具的加工技術(shù)也得到了較大的改變。而冷沖模作為整個(gè)電動(dòng)機(jī)制造行業(yè)中的一項(xiàng)重要工藝裝備，其精準(zhǔn)程度往往也直接決定了電動(dòng)機(jī)的使用性能。而借助于數(shù)控線切割技術(shù)，能夠有效地提升冷沖模的精度以及質(zhì)量，從而進(jìn)一步地提升我國(guó)電動(dòng)機(jī)的制造水平。本文就數(shù)控切割技術(shù)在冷沖模制度中的相關(guān)應(yīng)用方式進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑切割技術(shù)；冷沖模；制造；應(yīng)用方法

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著我國(guó)制造水平的不斷提升，冷沖模制造有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。而傳統(tǒng)的冷沖模制造方式，不僅加工時(shí)間長(zhǎng)，還難以有效地保證冷沖模的制造精度，這也就難以符合現(xiàn)在制造業(yè)中對(duì)于冷沖模的制造要求。而借助于數(shù)控線切割技術(shù)，能夠有效地提升整個(gè)冷沖模制造的精度以及效率，并進(jìn)一步地提升了整個(gè)模具制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、數(shù)控線切割技術(shù)的概述

數(shù)控電切割技術(shù)是在電火花加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的模具加工技術(shù)，并由其中的數(shù)控裝置來(lái)進(jìn)行機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制，并且采用線狀的電極來(lái)進(jìn)行工件的有效切割。而經(jīng)過幾十年的發(fā)展，數(shù)控切割技術(shù)也在切割能源與數(shù)控控制系統(tǒng)這兩個(gè)方面取得了很大的進(jìn)步，其切割能源也從剛開始單一的火焰能源發(fā)展為利用等離子、激光等多種能源來(lái)進(jìn)行切割。而數(shù)控線切割技術(shù)中的控制系統(tǒng)也從最初的功能簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度不足發(fā)展為現(xiàn)階段的功能完善、智能化與網(wǎng)絡(luò)化的控制方式，這也使得線切割方式逐步的演變成為了一種高精度與高自動(dòng)化的加工方式。圖1為數(shù)控線切割技術(shù)的加工原理圖。

二、數(shù)控線切割技術(shù)的加工特點(diǎn)

1.可以直接借助于線狀的電極作為其工具電極，而不需要利用像電火花加工一樣的成形工具電極，這樣就能夠很好地減少在模具制造過程中的電極制造時(shí)間，這樣就可以有效的降低整個(gè)模具制造企業(yè)的制造成本，并且能夠縮短整個(gè)模具的制造周期。

2.在數(shù)控線切割技術(shù)中可以加工一些傳統(tǒng)切削方法難以進(jìn)行加工或者無(wú)法加工的窄縫或者形狀復(fù)雜的零件。而數(shù)控線切割技術(shù)的尺寸精度能夠達(dá)到0.01mm～0.02mm，其表面的粗糙度值甚至能夠達(dá)到納米級(jí)別。

3.借助傳統(tǒng)的車、銑加工過程中，其刀具的硬度必須比工件的硬度要大，這樣才能夠確保模具的加工工作能夠正常進(jìn)行。而利用數(shù)控線切割技術(shù)進(jìn)行零件加工時(shí)，其用來(lái)切割機(jī)床的電極絲不必比工件材料更堅(jiān)硬，所以可以去加工一些有著很高硬度或者很脆的材料。而且在進(jìn)行加工的過程中，作為刀具的電極絲也不需要進(jìn)行刃磨這一個(gè)環(huán)節(jié)，從而很好地節(jié)省了輔助的時(shí)間以及刀具的費(fèi)用。

4.借助于電蝕原理來(lái)進(jìn)行模具的加工，其工具電極與需要加工的工件兩者之間并不需要直接接觸，這就使得工件的變形程度相對(duì)較小，而電極絲以及夾具等也不需要過高的強(qiáng)度，并且能夠很好地進(jìn)行一些低剛度工件與細(xì)小零件的加工工作。

5.在數(shù)控電切割技術(shù)中，其工具電極所用的電極絲比較細(xì)，其切縫也相對(duì)較窄，這就使得在進(jìn)行工件材料的加工過程中其實(shí)際的金屬去除量很少，進(jìn)行輪廓加工的過程中所需要的余量也比較少，這就使其有了很高的材料利用率，并且能有效節(jié)約一些貴重的材料。

6.借助于移動(dòng)的長(zhǎng)電極絲來(lái)進(jìn)行加工，能夠有效地降低單位長(zhǎng)度的電極絲的損耗程度，從而保證了整個(gè)零件的加工精度。特別是在進(jìn)行低速走絲線的切割加工過程中，電極絲的一次使用，能夠使得因?yàn)殡姌O損耗而造成的加工影響變得更小。

三、在冷沖模制造中數(shù)控線切割技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（一）進(jìn)行間隙補(bǔ)償量的合理選擇

在進(jìn)行數(shù)控線切割工作中，進(jìn)行編程的首要任務(wù)在于確定鉬絲的中心運(yùn)動(dòng)軌跡以及切割軌跡這兩者之間的偏移量f，而偏移量f的大小則是鉬絲的半徑以及單邊的放電間隙兩者之和。在實(shí)際的工作過程中，要想精準(zhǔn)地確定相關(guān)的間隙補(bǔ)償量是比較困難的，而現(xiàn)階段許多的切割機(jī)都是運(yùn)用著0.18mm的鉬絲來(lái)作為其切割電極，這也就使得鉬絲的半徑非常容易進(jìn)行確定。因此要想精準(zhǔn)的計(jì)算出偏移量f，就需要進(jìn)行單邊放電間隙的確定，這也就要求在進(jìn)行數(shù)控線切割工作時(shí)要對(duì)線切割機(jī)的脈沖電壓以及單邊的放電腐蝕量有一個(gè)精準(zhǔn)的確定。而通過長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)在相同的工作條件下，當(dāng)脈沖波的標(biāo)準(zhǔn)沖電在4ms～80ms時(shí)，其工件的單邊腐蝕量保持在0.015mm～0.040mm這一范圍中。

而在數(shù)控線切割器編程的過程中，雖然選擇了最佳補(bǔ)償量f來(lái)進(jìn)行編程，但是隨著工件加工時(shí)間的不斷增加，往往會(huì)使得線切割器中的鉬絲也不斷地處于損耗的過程中，這就對(duì)整個(gè)加工工件的表面尺寸精準(zhǔn)程度造成了很大的影響。而現(xiàn)階段市面上比較常見的0.18mm規(guī)格的鉬絲，一般會(huì)在切割刀60000mm?的時(shí)候就難以有效地保證工件的表面質(zhì)量以及其尺寸的精度，這就要求利用數(shù)控線切割技術(shù)進(jìn)行羊曲、深蓄磁極等重要模具的加工過程時(shí)，需要在加工到60000mm?之前就進(jìn)行鉬絲的更換，從而有效的保證整個(gè)工件的加工質(zhì)量。

（二）進(jìn)行工件加工工藝的合理指導(dǎo)

冷沖模具的材料一般會(huì)使用Cr鋼或者Cr12MoV鋼等優(yōu)質(zhì)的鋼材，而這些材料在進(jìn)行加工之前也都需要進(jìn)行相應(yīng)的熱處理工作。而羊曲、深蓄磁極沖模等重要的模具一般也都使用Cr12MoV鋼作為其加工的原材料。

以Cr12MoV鋼的加工作為例子，在進(jìn)行Cr12MoV鋼的熱處理工作時(shí)，通常先將其加溫到1050℃后，再進(jìn)行急速的淬冷工作。而借助于熱處理的工藝?yán)碚摽梢缘弥?，常溫狀態(tài)下保持著某一形態(tài)的金屬晶格，其內(nèi)部的碳原子結(jié)構(gòu)是確定的，而在溫度達(dá)到1050℃這一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，原本晶格中的碳原子獲得了更多的能量并且轉(zhuǎn)變成為了高溫下的晶格結(jié)構(gòu)，而隨著急速的淬冷工藝，也就使得這些碳原子保持在晶格之中，并且進(jìn)一步提升了整個(gè)材料的硬度，同時(shí)也有效地增加了整個(gè)數(shù)控線切割過程中材料的熱處理應(yīng)力變形程度。這也就使得在進(jìn)行數(shù)控線切割的過程中要注重根據(jù)材料的種類與規(guī)格不同而針對(duì)性地選擇相關(guān)的電壓等級(jí)，并且在此基礎(chǔ)上要對(duì)加工的電流以及淬火冷卻時(shí)介質(zhì)的濃度進(jìn)行合理地調(diào)整。

（三）進(jìn)行工件的裝夾

在進(jìn)行程序的編制過程中，需要對(duì)工件裝夾的位置以及切入點(diǎn)的位置保持足夠的注意力，并且可以借助于適當(dāng)?shù)亩ㄎ粊?lái)進(jìn)一步地簡(jiǎn)化其編程工作。而工件在工作臺(tái)上位置的不同，也會(huì)直接地影響到整個(gè)工件的加工方位，并進(jìn)一步地影響到編程中各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算過程以及結(jié)構(gòu)。

而利用不同描述的程序段，其加工的穩(wěn)定程度也不同，比如在進(jìn)行45°角直線的切割過程中，可以通過差補(bǔ)運(yùn)算來(lái)選擇數(shù)控線切割機(jī)的最佳加工方式。但是切割45°直線角的過程中，其工件的幾何精度以及表面粗糙度相對(duì)比較大，這也就要求在進(jìn)行冷沖模程序的編制過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地避免其較大的45°的直線程序。

（四）進(jìn)行編程的過程中所需要注意的事項(xiàng)

在進(jìn)行編程的過程中，應(yīng)當(dāng)將凹模工件的尺寸大小進(jìn)行合理地選擇，并使其充分地接近于工件的最小極限尺寸。而凸模的公稱尺寸則應(yīng)當(dāng)選取一個(gè)尺寸較小的合理間隙值。

而在進(jìn)行凸模尺寸的選擇過程中，應(yīng)當(dāng)將其尺寸的大小接近或者等于其最大的極限尺寸，這樣才能夠有效地確保整個(gè)工件的加工精準(zhǔn)程度。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)各行各樣的不斷發(fā)展，對(duì)于一些工件制造的精度也就有了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。而傳統(tǒng)的銑切割工件加工技術(shù)也已經(jīng)難以滿足現(xiàn)階段的模具加工要求。利用數(shù)控線切割技術(shù)來(lái)進(jìn)行冷沖模的加工制造工作，不僅能夠有效地提升整個(gè)模具的加工精度，確保其加工的質(zhì)量，還可以在加工的過程中大幅度地減少一些加工材料的損失，從而有效地降低了模具制造企業(yè)的加工成本。而通過數(shù)控線切割技術(shù)，還可以最大限度地降低在模具加工過程中所需的人力成本，從而有效地降低了整個(gè)冷沖模加工制造過程中的各項(xiàng)成本，并進(jìn)一步提升了模具制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及核心競(jìng)爭(zhēng)能力。

參考文獻(xiàn)

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