1、電火花線切割在塑料模加工中的應(yīng)用1引言數(shù)控電火花線切割加工是一項涉及多門學科的綜合性技術(shù)，是模具制造中的 主力裝備。成型塑料制品的模具簡稱為塑料模具，塑料模具生產(chǎn)的塑料制品在機 械、電子工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。在金屬加工中，數(shù)控電火花線切割始終是塑料 模加工的利器。不論是動模、定模、零配件，還是特殊加工場合，只要編制出正 確的數(shù)控程式，電火花線切割定會在塑料模加工屮發(fā)揮出越來越重要的作用。2數(shù)控電火花線切割的特點因為數(shù)控電火花線切割是數(shù)字系統(tǒng)控制下直接利用電能加工工件的一種方 法，因些與其他加工方式相比有自己獨立的特點：(1) 直接利用線狀的電極絲作電極，不需要制作專用電極，可節(jié)約電極的設(shè)計、

2、制造費用。(2) 可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復雜的工件。對 不同的工件只需編制不同的控制程序，對不同形狀的工件都很容易實現(xiàn)自動加 工，很適合小批量形狀復雜零件、單件和試制品的加工，且加工周期短。(3) 利用電蝕加工原理，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用很小，故 而電極絲、夾具不需要太高的強度。(4) 傳統(tǒng)的車、銃、鉆加工中，刀具碩度必須比工件大，而數(shù)控電火花線切割 機床的電極絲材料不必比工件材料硬，可節(jié)省輔助時間和刀具費用。(5) 直接利用電、熱能進行加工，可以方便地對影響加工精度的加工參數(shù)(脈 沖寬度、間隔、伺服速度等)進行調(diào)整，有利于加工精度的提高，便于實現(xiàn)加

3、工 過程的自動化控制。(6) 工作液一般采用水基乳化液或純水，成本低，不會發(fā)生火災(zāi)。(7) 利用四軸或五軸聯(lián)動，可加工錐度、上下面異形體或回轉(zhuǎn)體等零件。(8) 由于電極絲比較細，可以方便地加工微細界形孔、窄縫和復雜截面的型柱、 型孔。由于切縫很窄，實際金屬去除量很少，材料的利用率很高。對加工、節(jié)約 貴重金屬有重要意義。(9) 采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加 工精度的影響比較小，特別在慢走絲線切割加工中，電極絲一次性使用，電極絲 損耗對加工精度的影響更小。正是由于電火花線切割加工有許多突出的特點，因而在國內(nèi)外發(fā)展都很快, 在塑料模具加工屮已獲得了廣泛的應(yīng)用。3數(shù)

4、控電火花線切割在塑料模加工中的應(yīng)用場合3. 1數(shù)控電火花線切割在動模和定模加工中的應(yīng)用在塑料模具屮，動模和定模是塑料模具的主要組成部分。動模也稱型芯或凸 模，是成型塑件內(nèi)表面的模具零件，多裝在注塑機的動模板上。定模也稱型腔或 凹模，是成型塑件外表面的模具零件，多裝在注塑機的定模板上。動模和定模通 常都要經(jīng)過淬火處理，碩度極高，一般加工方法難以加工，特別是小孔與異型孔。 數(shù)控電火花線切割在動模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、頂針孔、司筒孔、斜頂孔等 的加工。在定模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、鑲針孔等的加工。見圖一：數(shù)控電火 花線切割在動模加工中的應(yīng)用；圖二：數(shù)控電火花線切割在定模加工中的應(yīng)用。圖一：數(shù)控電火

5、花線切割在動模加工中的應(yīng)用圖二：數(shù)控電火花線切割在定模加工中的應(yīng)用3.2數(shù)控電火花線切割在工具電極加工中的應(yīng)用在塑料模具中，特別是動模、定模有許多微小的地方刀具不宜加工，或者形 狀較復雜的面，這時就需要制作工具電極，采用電火花成型加工。工具電極苦有 細異形孔、窄縫和復雜斜面的型柱、型孔，刀具不宜加工，就必須使用數(shù)控電火 花線切割機床進行切割成形。由于銃刀總存在著半徑r,在要求尖角的模具中， 電極也常常要用數(shù)控電火花線切割進行清角。清角加工充分利用了電極絲r小， 可變錐度大的優(yōu)點。如圖三：數(shù)控電火花線切割在工具電極加工屮的應(yīng)用。圖三：數(shù)控電火花線切割在電極加工中的應(yīng)用在電極的切割過程中，切記要考

6、慮電極成型時所用的火花位。一般勻有粗、 精電極兩種，放電火花位分別約為單邊0. 15mm. 0. 05mm；在大型工件加工中還 需要用到粗屮精三個電極，放電火花位分別約為單邊0. 3mm、0.15mm、0. 05mm。 在加工孔吋，補正值要減去單邊放電火花位，也即將孔割大雙邊兩個火花位。如 加工一個10mm的孔，若火花位為單邊0. 3mm,則加工后的孔的尺寸為10. 6mmo 在加工外形吋，補正值也是要減去單邊放電火花位，也即將電極外形雙邊割小兩 個放電火花位。如加工一個10mm*10mi的正方柱，若火花位為0. 3mm,則加工后 的尺寸為9. 4mm*9 4mmo 3.3數(shù)控電火花線切割在零

7、配件加工屮的應(yīng)用數(shù)控電火花線切割在零配件加工中的應(yīng)用常有：動模定模鑲件、斜頂、滑塊、 銷釘孔、以及一些耐磨板、壓板壓條等。如圖四：數(shù)控電火花線切割在零配件加 工中的應(yīng)用。圖四：數(shù)控電火花線切割在零配件加工中的應(yīng)用零配件加工時常常也考慮配合間隙，一般取值的規(guī)則是將鑲孔割大0. 003 0. 005mm,而鑲件照正常數(shù)據(jù)加工。或者在不知鑲孔大小的情況下將鑲件單邊放 大0. 0030.008mm,以免鑲件過小不能使用。在斜度鑲件加工吋，底部頂部一 般都放長1mm左右。因為在裝配時可以把鑲件裝得很緊，不留一點縫隙，多余的 部分可以用銃刀或鈔輪加工去掉。4. 1數(shù)控電火花線切割在頂針孔加工中的應(yīng)用方法頂

8、針是塑料模中最簡單的脫模零件，常設(shè)計在脫模阻力較大的部位。頂針孔 就是供頂針通過到達產(chǎn)品內(nèi)表面，頂出產(chǎn)品的通道。如圖五：數(shù)控電火花線切割 在頂針孔加工中的應(yīng)用。圖五：數(shù)控電火花線切割在頂針孔加工中的應(yīng)用一般模具中頂針孔都較多，在線切割中穿絲頻繁，故適宜帶有口動穿絲的慢 走絲機床加工。在編程軟件上也適宜選用帶有多件編程的軟件進行程序編制，如 臺灣的統(tǒng)達軟件。該軟件能一次框選所有頂針孔，只需一次設(shè)置加工參數(shù)或條件, 就能自動生成所有頂針孔的加工程式。不像有些軟件，對頂針孔的加工需要一次 又一次的選擇頂針孔或加工參數(shù)及條件。在頂針孔的加工吋，第一個頂針孔的大 小往往需要進行試配。如果最后一次加工頂針

9、仍然放不進去則要進行二次重割。 重割時將程序的第一刀刪除，第二刀補正值不變，第三刀補正值略加。如果能進 去一小半，則第一刀、第二刀勻刪除，第三刀補正值略加。這是一個經(jīng)驗積累的 工作，往往要多次才能取得合適的配合補正值。4. 2數(shù)控電火花線切割在斜頂孔加工中的應(yīng)用方法斜頂也是塑料模中常見的一零件，它常常是成對的在動模左右兩邊出現(xiàn)。斜 頂孔也就是斜頂頂出的通道。斜頂孔一般都有斜度，而且它的斜度是兩邊同向而 斜，兩邊為直身，不同于一般的斜度工件加工。在編程時切記要小心，分清楚它 的斜向，注意檢查程式中的偏斜代碼與偏斜值正負。如圖六：數(shù)控電火花線切割 在斜頂孔加工中的應(yīng)用方法。圖六：數(shù)控電火花線切割在

10、斜頂孔加工中的應(yīng)用方法斜頂孔的程式例如下：g54g21g90g92 xo. y0.t84c101 h001m98 p0001t85c102 h002m98 p0002c103 h003m98 p0001m02n0001g91g42g52a0. g01 x-1.0167 y12. 5g52 a5. x26. 0167g50 y-25. a0.g51 x-50. a5.g50 y25. a0.g52 x23. 9833 a5.g40 g50 xi. 0167 y-12. 5 a0.g90m99n0002g91g41 g01 g51a0 x-1.0167 y12. 5x-23. 9833 a5.g5

11、0 y-25. ao.g52 x50. a5.g50 y25. ao.g51 x-26. 0167 a5.g40 g50 xi. 0167 y-12. 5 ao.g90m99在上面的程式屮注意g51和g52的區(qū)別，以及兩個子程序屮來冋正走與反走g51和g52的不同。4. 3數(shù)控電火花線切割在上下異形件加工中的應(yīng)用方法上下異形是指工件的上端與下端形狀不-樣，如上端為一個圓，下端為一正方形。 如圖七：數(shù)控電火花線切割在上下異形加工中的應(yīng)用方法。圖七：數(shù)控電火花線切割在上下異形加工中的應(yīng)用方法上下界形的程式例如下:g54g21g90g92 x0. y-31.25 u0. v0.t84c101 h00

12、1g142g01 y-25. : g01 y-18. 75x25. : g03 x13. 2582 y-13.2583 j18. 75y25. : x13. 2583 y13. 2583 1-13. 2582 j13. 2583x-25. : x-13.2582 1-13. 2583 j-13. 2583y-25. : y-13.2583 113.2582 j-13. 2583xo. : xo. y-18. 75 113.2582 j13.2583y-31. 25 : go1 y-31.25g140m02在上面的程式中，以兩點隔開，前面的程式是下面的形狀為正方形，后面的 程式是上而的形狀為圓形

13、。它為一個復合程式，是將上下兩個程式并在一起走， 下面數(shù)據(jù)走x、y軸，上面的數(shù)據(jù)走u、v軸。4. 4數(shù)控電火花線切割在斜導柱孔加工中的應(yīng)用方法斜導柱是抽芯滑塊中的一個零件，斜導柱孔也就是導柱斜向通過的通道。由 于是圓孔，又有單向斜度，常是線切割加工中的難題。如圖八：數(shù)控電火花線切 割在斜導柱孔加工中的應(yīng)用方法。圖八：數(shù)控電火花線切割在斜導柱孔加工中的應(yīng)用方法斜導柱孔簡單加工方法是用輔助夾具進行輔正加工，采用一條邊線碰數(shù)或畫 線取數(shù)加工，故該方法加工精度低不準確，采用軟件分析處理才是較合理的加工 方案。在編程取數(shù)吋切記要小心，在它的程式面上是一個橢圓，而不是一個標準 圓。它的程式上實際上就是兩個

14、橢圓的上下異形程式。斜導柱孔的程式例如下:g54g21g90g92 xo. yo. uo. v0.t84c101 h001g142g01 x-5. 3557 : g01 x4.2409x-5. 1994 y1. 1993 14. 6364 j-. 7839 : x4. 3972 y1. 1993 14.6364 j- 7839x-5. 335 y- 4391 14.632 j. 658 : x4.2616 y-. 4391 14. 6321 j. 658x-5. 3506 y-. 2198 14. 6525 j. 4394 : x4. 2461 y-. 2198 14. 6525 j. 4394x-5. 3557 y0. 14. 6627 j. 2198 : x4. 2409 y0. 14. 6627 j.2198g01 x0. : g01 x0.g140m02在上面程式中的省略號代表省略去了中間的程式。因為橢圓是splines,而 線切割機的控制器只能執(zhí)行線和圓弧指令，故splines打斷為圓弧，才造成上面 的程式有好幾十甚至上百條。在實際加工屮如果斜