用于多层零件的线切割加工落料方法

☞ 这是金属加工（mw1950pub）发布的第 16736 篇文章

编者按

---

针对多层零件的线切割加工落料方法进行难点分析和工艺改进，通过对前工序加工内容的调整，优化线切割加工路径，部分程序段采用无废料加工，使得废料变小或者成为粉末颗粒，保证加工质量，实现可连续切割加工。

---

1  序言

电火花线切割加工现已广泛应用于生产制造行业，对于慢走丝线切割机而言，因其切割效率高、精度好而得到广泛应用。由于慢走丝加工采用高压喷液进行排屑，在加工比较高的零件或层数比较多的零件时，废料容易卡住，排屑比较困难，废料与 零件之间容易产生二次放电现象，腐蚀零件表面，因此必须采取有效的防护措 施 ^[1] 。

2  加工难点分析

零件形状如图1所示，高度为330mm。共有200多个小的锥体，每个锥体高23.6mm。中间分为15层，层与层之间有18mm左右的间隙，由慢走丝线切割分两个方向加工外形，尺寸精度要求±0.02mm。

图1　零件形状

开始加工时，发现线切割后的少数废料无法随高压喷液冲走，卡在层与层之间（见图2），在加工过程中产生二次放电现象，腐蚀锥体表面（见图3）。

图2　废料卡在层与层之间

图3　二次放电腐蚀锥体表面

前期共加工6个零件，仔细检查发现，每个零件上都会有5～20个锥体表面被不同程度腐蚀，不合格率按照大的零件计算为100%，按照单个锥体计算为2.2%～8.9%，严重影响产品的加工质量和生产进度。

3  原加工工艺存在的问题

对原加工工艺进行梳理，零件是由毛坯料经过数控铣削加工成形，数控铣削只是去除每个锥体四周的多余料，工件线切割前的状态如图4所示。然后将工件竖起装夹，由慢走丝切割锥体外形及根部凹槽，两个锥体外形部分产生的废料长度约18mm， 最宽处约6mm（见图5）。根部凹槽产生的废料约 5mm×1mm。

图4　线切割前的状态

图5　切割后的废料

为了防止加工过程中废料卡住，前期编制加工程序时，只编制单个锥体部分。在每组锥体加工完成后，在程序中增设M00暂停，等设备排完水后，人为手工去除废料。这种方法不仅增加辅助时间， 而且还不能实现连续加工，且不能有效避免二次放电现象的发生，在去除废料后，发现有的锥体表面已经产生腐蚀点 ^[2] 。

4   解决措施

为了彻底解决加工过程中的二次放电问题，提高产品加工质量，实现程序连续切割加工，必须有效控制切割废料的大小，这就要对原加工工艺进行优化。

1）在数控铣削加工锥体四周余料时，增加铣削锥体之间的斜线部分（见图6），宽度方向按图样尺寸单边留0.05mm余量，由后道工序线切割加工。铣削深度达到15mm ^[3] ，这样在切割中每个锥体之间的废料就变得很小，只有3mm×1mm大小。

图6　增加铣削锥体之间的斜线部分

2）锥体根部凹槽部分在线切割时采用无废料切割（见图7）方式，使原来的废料变为粉末或颗粒状 ^[4] ，在加工时随切削液排走。

图7　无废料切割

由于方案的优化，在线切割加工中产生的废料很小，最大3mm×1mm（见图8），不会卡住和产生二次放电现象，所以可实现程序连续加工，减少加工辅助时间，提高生产效率。

图8　工艺改进后废料最大3mm×1mm

5   效果验证

通过对原加工方法的改进和方案的优化，后期共加工21个零件，通过放大设备仪器检测，锥体四周表面没有发现任何二次放电现象，全部满足图样设计要求，产品100%合格，同时加工效率提升 65%。

6  结束语

本文介绍了多层零件的线切割加工难点和工艺改进方案，通过对前工序加工内容的调整和线切割加工路径的优化，使得废料变小或者成为粉末颗粒，解决了加工过程中因废料卡住而造成的二次放电现象，实现数控程序的连续切割加工，减少辅助 时间，显著提高零件加工质量和加工效率，为类似零件的线切割加工提供了借鉴。

参考文献：

[1] 王朝琴，王小荣. 数控电火花线切割加工实用技术[M]. 北京：化学工业出版社，2019.

[2] 伍端阳. 数控电火花线切割加工技术培训教程[M]. 北京：化学工业出版社，2008.

[3] 庞丽君，尚晓峰. 金属切削原理[M]. 北京：国防工 业出版社，2009.

[4] 李明辉，杨晓欣. 数控电火花线切割加工工艺及应 用[M]. 北京：国防工业出版社，2010.

本文发表于《金属加工（冷加工）》2023年第4期第55~57页，作者： 中国电子科技集团公司第三十八研究所，陈平，陈言闩，张玲丽， 原标题：《 用于多层零件的线切割加工落料方法》 。

-End-

☞来源：金属加工   ☞编辑：张亦杨  ☞ 责任校对 ：徐裴裴  ☞ 审核人：吴晓兰  ☞媒体合作: 010-88379790-801  ☞金属加工杂志唯一投稿网址： http://tougao.mw1950.cn/

投稿须知

《金属加工（冷加工）》杂志投稿范围：航空航天、汽车、轨道交通、工程机械、模具、船舶、医疗器械及能源行业的金属零部件的加工工艺方案、工装夹具设计/制造方案、刀具设计/加工方案、智能制造（编程设计、优化）方案，以及机械设备或者工具的维修与改造方案等。

投稿请联系：韩景春，010-88379790-518

投稿须知：请点击 《金属加工（冷加工）》杂志投稿规范