模具的线切割加工技术

当前，很多模具都采用快走丝线割机加工，线切割后的工件表面粗糙度Ra≥2.5μm，硬度分布和内应力状态都很差。

线切割机加工时，放电区电流密度高达10000A/mm2，温度高达10000℃-12000℃，加注的介质液急剧冷却，致使切割面表层硬度仅20HRC左右，而内部淬火层硬度却高达70HRC以上，其后为热影响区，再后才是原硬度区。

尤为严重的是，原材料内部因为淬火呈拉应力状态，线切割所产生的热应力也是拉应力，两种应力叠加的结果很容易达到材料的强度极限而产生微裂纹，从而大大缩短冲模寿命，因此，线切割不能作为凸模、凹模的终加工工序。

目前，多数模具加工企业是在线切割后，用研磨的办法去掉表层20HRC的灰白层（即白层）后便进行装配使用。这样做虽然可以去掉硬度低的白层，但没有改变线切割造成的应力区的应力状态，即使增大线切割后的研磨余量，但因高硬层硬度高（达70HRC），研磨困难，过大的研磨量容易破坏零件几何形状，故线切割产生的高硬度层并不能提高冲模寿命，因为其脆性大是产生裂纹、崩刃的根本原因。

线切割后磨削加工，可去掉低硬度的白层和高硬层，提高冲模寿命。因为磨削时产生的热应力也是拉应力，与线切割产生的热应力叠加，无疑也会加剧冲模损坏。若在磨削后，再进行低温时效处理，则可除应力影响，提高冲模韧性，使冲模寿命提高。因为几何形状复杂的冲模大多数是采用线切割加工，所以，磨削形状复杂的冲模必须采用价格昂贵的坐标磨床和光学曲线磨床，而这两种设备一般线切割厂家都不具备，故推广困难。

高速走丝电火花线切割加工中，工作液是脉冲放电的介质，对加工的影响很大。工作液一般要求有一定的绝缘性能、较好的洗涤性能、较好的冷却性能和对环境无污染，对人体无危害。工作液的配置也相当重要，太浓、太淡时，均会引起断丝，—般水液浓度比均在1:10到1:20范围内。切割速度要求高或大厚度工件切割时，浓度适当低些，这样加工比较稳定，且不易断丝。但工作液浓度也不能太低，否则，将使工作液绝缘性能降低，电阻率减小，冷却能力增强，从而降低了对工件的润滑作用，不利于排屑，也容易断丝。

为保证工作液通道无阻塞，工作液流量的大小也应适当控制，一般在切割完毕时，因工件被切割段在工作液力作用下产生下垂，切割部位脱落，电极丝极易被夹断，此时，应使工作液保持一定的压力和流量，及时把腐蚀物排出，从而防止断丝现象的产生。切割铝、铜等软性材料时，特别是在切割材料比较厚的情况下，为了提高加工效率和表面光洁度，减少断丝现象，可采用一些专用冷却液，也有利于环境保护。

高速走丝电火花线切割加工中，为了地加工出符合要求的工件，对操作人员也有一定的要求。操作人员要正确地理解图样的各项技术要求。工作液要及时更换，保持一定的清洁度，保证上、下喷嘴不阻塞、流量合适。电极丝校准垂直，工件装夹正确。合理选用脉冲电源参数，加工不稳定时要及时调整变频进给速度等。切换功能键时，切勿在加工过程中进行，以免开关接触不良造成短路或引起电极丝，以至断丝。在切割完毕时，切除部位会在重力的作用下坠落，电极丝极易被夹断，可采用磁铁吸附、夹板夹持等方法及时固定，避免断丝。