电极丝的线切割路线

5.5.3　电极丝的线切割路线

所谓电极丝的线切割路线是指在线切割加工过程中，工件在工作台的带动下，相对于电极丝的进给运动路线。

电火花线切割加工中，电极丝切割路线的正确安排是十分重要的。加工过程中，电极丝进给路线安排的正确性将直接影响到工件的形状误差和加工变形。

由于线切割加工的工件多半经过了淬火热处理，工件材料内部残存着大量的复杂分布的内应力，在这种不稳定的状态下对零件进行局部切割加工，会破坏材料内部内应力分布的暂时平衡，造成线切割后的材料发生严重的变形，如图5-57所示。其中图5-57（a）表示经切割下来的芯部材料由于左右两面的拉应力分布不平衡而导致材料的弯曲变形，图5-57（b）和图5-57（c）表示当电极丝沿着材料外部引入切割时，在一个侧面形成了横向切口，破坏了工件材料内部纵向纤维的完整性时，由于单侧拉应力的消失而造成切口一侧发生张口变形的情况。

图5-57　内应力的释放引起线切割加工变形

1—电极丝　2—工件　3—模坯

这种情况在工件采用淬透性较差的低档次碳素工具钢材料时尤其严重。由于碳素工具钢的淬透性较差，淬硬层较浅，淬硬表面的拉应力比材料芯部要大得多，内应力分布不均衡的倾向大，所造成的加工变形就大，为了尽量减少这种变形，模具的制造中多采用专门的模具钢如Cr12、CrWMn 、Cr12MoV等合金工具钢，这些材料的淬透性较好，材料内部的淬火应力分布不均衡倾向小，发生的切割变形小。

正确的进给路线安排可以减小线切割加工中产生的上述变形。

如图5-58所示所示，当电极丝的第一切割路线安排在工件的夹持部与工件之间时，由于切割的张口变形发生在工件与夹持部之间，使得工件后面的加工图形路线已经随着变形产生了向右的位移，造成后面切割加工的误差。

而如图5-59所示的切割路线就可以避免这种误差的产生。其第一切割路线安排在工件和夹持部的右边，所产生的张口变形发生在后切割图形区域之外。所以，应力释放所引起的变形并不会影响后面的切割加工，其加工误差要比前一方案要小。

最好的方案如图5-60所示，在距离模坯边缘5～10mm远的地方钻穿丝孔，然后对图形进行内封闭图形的切割。由于工件的强化层外缘没有被割断，工件不会发生应力失稳变形，所以内部的图形切割过程会很平稳，变形极小。

图5-58　不正确的切割路线安排

图5-59　正确的切割路线

图5-60　内部打穿丝孔加工

以上是从应力释放所引起的变形角度来分析切割路线的正确性，从夹持稳定的角度来要求切割路线，也应该掌握上述原则，即要把第一切割路线安排在远离夹持部的工件图形一侧，这样有利于对未切割部分的稳固夹持，如果第一切割路线安排在图形靠近夹持部位一侧，由图5-58可以看出，工件未被切下的部分与夹持部间的剩余连接已经很少，这会给后面的切割加工带来很大的振动。所以，第一切割路线必须安排在远离夹持部的工件图形一侧，如图5-61所示。

由于集肤效应的影响，在切割图形的尖角处往往由于电火花较集中，会造成尖角的塌角现象。当需要对图形的拐角保持尖角时，应该按照如图5-62所示保持清角进给路线来安排切割。

将电极丝从对刀后的基准位置引入到工件切割图形轮廓所需要移动的路线称为引入路线。而加工完毕后，还需要一个引出路线，将电极丝从加工轨迹引回到原来的基准位置即出发点上，这段引入和引出路线所采用的程序也叫做引入、引出程序。

为了减小加工表面的接刀痕，引入和引出要求遵循切向原则，即尽量沿加工图形的切线方向引进工件轮廓，沿着切线方向退出工件轮廓。

图5-61　切割路线的比较

图5-62　尖角处的清角路线

此外，加工路线还应安排因空走丝以及必要的停机、拆丝、装丝等工作程序而必需的停顿。