摘要：分析了數(shù)控電火花線切割在塑料模加工中的應(yīng)用場(chǎng)合，探討了數(shù)控電火花線切割在塑料模加工應(yīng)用中的幾種特殊方法。
關(guān)鍵詞：電火花線切割；塑料模加工；特殊方法
Of CNC WEDM apply method in the plastic Mould process
Lili
（Department of Mould， Shanghai Nanbu plastic Co.， Ltd， Shanghai 201203，China）
Abstract： Of CNC WEDM apply in the plastic Mould process， and This paper discuss special method of WEDMin the plastic Mould process.
Key words： WEDM；the plastic Mould process ； special method
1 引言
數(shù)控電火花線切割加工是一項(xiàng)涉及多門(mén)學(xué)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(jiǎn)稱(chēng)為塑料模具，塑料模具生產(chǎn)的塑料制品在機(jī)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(dòng)模、定模、零配件，還是特殊加工場(chǎng)合，只要編制出正確的數(shù)控程式，電火花線切割定會(huì)在塑料模加工中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。
2 數(shù)控電火花線切割的特點(diǎn)
因?yàn)閿?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(dú)立的特點(diǎn)：
（1）直接利用線狀的電極絲作電極，不需要制作專(zhuān)用電極，可節(jié)約電極的設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用。
（2）可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無(wú)法加工的形狀復(fù)雜的工件。對(duì)不同的工件只需編制不同的控制程序，對(duì)不同形狀的工件都很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工，很適合小批量形狀復(fù)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(qiáng)度。
（4）傳統(tǒng)的車(chē)、銑、鉆加工中，刀具硬度必須比工件大，而數(shù)控電火花線切割機(jī)床的電極絲材料不必比工件材料硬，可節(jié)省輔助時(shí)間和刀具費(fèi)用。
（5）直接利用電、熱能進(jìn)行加工，可以方便地對(duì)影響加工精度的加工參數(shù)（脈沖寬度、間隔、伺服速度等）進(jìn)行調(diào)整，有利于加工精度的提高，便于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化控制。
（6）工作液一般采用水基乳化液或純水，成本低，不會(huì)發(fā)生火災(zāi)。
（7）利用四軸或五軸聯(lián)動(dòng)，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(xì)，可以方便地加工微細(xì)異形孔、窄縫和復(fù)雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄，實(shí)際金屬去除量很少，材料的利用率很高。對(duì)加工、節(jié)約貴重金屬有重要意義。
（9）采用移動(dòng)的長(zhǎng)電極絲進(jìn)行加工，使單位長(zhǎng)度電極絲的損耗較少，從而對(duì)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(duì)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(diǎn)，因而在國(guó)內(nèi)外發(fā)展都很快，在塑料模具加工中已獲得了廣泛的應(yīng)用。
3 數(shù)控電火花線切割在塑料模加工中的應(yīng)用場(chǎng)合
3.1數(shù)控電火花線切割在動(dòng)模和定模加工中的應(yīng)用
在塑料模具中，動(dòng)模和定模是塑料模具的主要組成部分。動(dòng)模也稱(chēng)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(jī)的動(dòng)模板上。定模也稱(chēng)型腔或凹模，是成型塑件外表面的模具零件，多裝在注塑機(jī)的定模板上。動(dòng)模和定模通常都要經(jīng)過(guò)淬火處理，硬度極高，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(dòng)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(jiàn)圖一：數(shù)控電火花線切割在動(dòng)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)控電火花線切割在動(dòng)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(dòng)模、定模有許多微小的地方刀具不宜加工，或者形狀較復(fù)雜的面，這時(shí)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(xì)異形孔、窄縫和復(fù)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(jī)床進(jìn)行切割成形。由于銑刀總存在著半徑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(jìn)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(diǎn)。如圖三：數(shù)控電火花線切割在工具電極加工中的應(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(guò)程中，切記要考慮電極成型時(shí)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中精三個(gè)電極，放電火花位分別約為單邊0.3MM、0.15MM、0.05MM。在加工孔時(shí)，補(bǔ)正值要減去單邊放電火花位，也即將孔割大雙邊兩個(gè)火花位。如加工一個(gè)10MM的孔，若火花位為單邊0.3MM，則加工后的孔的尺寸為10.6MM。在加工外形時(shí)，補(bǔ)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(gè)放電火花位。如加工一個(gè)10MM*10MM的正方柱，若火花位為0.3MM，則加工后的尺寸為9.4MM*9.4MM。
3.3 數(shù)控電火花線切割在零配件加工中的應(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(dòng)模定模鑲件、斜頂、滑塊、銷(xiāo)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(shí)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0.003~0.008MM，以免鑲件過(guò)小不能使用。在斜度鑲件加工時(shí)，底部頂部一般都放長(zhǎng)1MM左右。因?yàn)樵谘b配時(shí)可以把鑲件裝得很緊，不留一點(diǎn)縫隙，多余的部分可以用銑刀或鈔輪加工去掉。
4.數(shù)控電火花線切割在塑料模加工中的幾種特殊應(yīng)用方法
4.1數(shù)控電火花線切割在頂針孔加工中的應(yīng)用方法
頂針是塑料模中最簡(jiǎn)單的脫模零件，常設(shè)計(jì)在脫模阻力較大的部位。頂針孔就是供頂針通過(guò)到達(dá)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，故適宜帶有自動(dòng)穿絲的慢走絲機(jī)床加工。在編程軟件上也適宜選用帶有多件編程的軟件進(jìn)行程序編制，如臺(tái)灣的統(tǒng)達(dá)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(dòng)生成所有頂針孔的加工程式。不像有些軟件，對(duì)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。在頂針孔的加工時(shí)，第一個(gè)頂針孔的大小往往需要進(jìn)行試配。如果最后一次加工頂針仍然放不進(jìn)去則要進(jìn)行二次重割。重割時(shí)將程序的第一刀刪除，第二刀補(bǔ)正值不變，第三刀補(bǔ)正值略加。如果能進(jìn)去一小半，則第一刀、第二刀勻刪除，第三刀補(bǔ)正值略加。這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累的工作，往往要多次才能取得合適的配合補(bǔ)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(jiàn)的一零件，它常常是成對(duì)的在動(dòng)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(shí)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(fù)。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)控電火花線切割在斜頂孔加工中的應(yīng)用方法
斜頂孔的程式例如下：
G54
G21
G90
G92 X0. Y0.
T84
C101 H001
M98 P0001
T85
C102 H002
M98 P0002
C103 H003
M98 P0001
M02
N0001
G91
G42G52A0. G01 X-1.0167 Y12.5
G52 A5.X26.0167
G50 Y-25. A0.
G51 X-50. A5.
G50 Y25. A0.
G52 X23.9833 A5.
G40 G50 X1.0167 Y-12.5 A0.
G90
M99
N0002
G91
G41 G01 G51A0 X-1.0167 Y12.5
X-23.9833 A5.
G50 Y-25. A0.
G52 X50. A5.
G50 Y25. A0.
G51 X-26.0167 A5.
G40 G50 X1.0167 Y-12.5 A0.
G90
M99
在上面的程式中注意G51和G52的區(qū)別，以及兩個(gè)子程序中來(lái)回正走與反走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一樣，如上端為一個(gè)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
上下異形的程式例如下：
G54
G21
G90
G92 X0. Y-31.25 U0. V0.
T84
C101 H001
G142
G01 Y-25. ： G01 Y-18.75
X25. ： G03 X13.2582 Y-13.2583 J18.75
Y25. ： X13.2583 Y13.2583 I-13.2582 J13.2583
X-25. ： X-13.2582 I-13.2583 J-13.2583
Y-25. ： Y-13.2583 I13.2582 J-13.2583
X0. ： X0. Y-18.75 I13.2582 J13.2583
Y-31.25 ： G01 Y-31.25
G140
M02
在上面的程式中，以?xún)牲c(diǎn)隔開(kāi)，前面的程式是下面的形狀為正方形，后面的程式是上面的形狀為圓形。它為一
作者：不詳個(gè)復(fù)合程式，是將上下兩個(gè)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(dǎo)柱孔加工中的應(yīng)用方法
斜導(dǎo)柱是抽芯滑塊中的一個(gè)零件，斜導(dǎo)柱孔也就是導(dǎo)柱斜向通過(guò)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(dǎo)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(dǎo)柱孔加工中的應(yīng)用方法
斜導(dǎo)柱孔簡(jiǎn)單加工方法是用輔助夾具進(jìn)行輔正加工，采用一條邊線碰數(shù)或畫(huà)線取數(shù)加工，故該方法加工精度低不準(zhǔn)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)時(shí)切記要小心，在它的程式面上是一個(gè)橢圓，而不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓。它的程式上實(shí)際上就是兩個(gè)橢圓的上下異形程式。
斜導(dǎo)柱孔的程式例如下：
G54
G21
G90
G92 X0. Y0. U0. V0.
T84
C101 H001
G142
G01 X-5.3557 ： G01 X4.2409
。。。。。。。。。
。。。。。。。。。
。。。。。。。。。
X-5.1994 Y1.1993 I4.6364 J-.7839 ： X4.3972 Y1.1993 I4.6364 J-.7839
X-5.335 Y-.4391 I4.632 J.658 ： X4.2616 Y-.4391 I4.6321 J.658
X-5.3506 Y-.2198 I4.6525 J.4394 ： X4.2461 Y-.2198 I4.6525 J.4394
X-5.3557 Y0. I4.6627 J.2198 ： X4.2409 Y0. I4.6627 J.2198
G01 X0. ： G01 X0.
G140
M02
在上面程式中的省略號(hào)代表省略去了中間的程式。因?yàn)闄E圓是splines，而線切割機(jī)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(shí)際加工中如果斜度較大，還必須考慮補(bǔ)償值offset的更改。因?yàn)槌绦蛏系难a(bǔ)償值是在XY平面內(nèi)求出的，與斜度加工時(shí)的實(shí)際補(bǔ)償值存在誤差，因此還需要考慮這部分多出的補(bǔ)償值，對(duì)實(shí)際補(bǔ)償值進(jìn)行修正。
在實(shí)際加工中，因機(jī)器控制器不同，上述各種程式還必須經(jīng)過(guò)手工略作修改，才能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
5 總結(jié)
因此，數(shù)控電火花線切割始終是塑料模加工的利器，廣泛應(yīng)用于動(dòng)模、定模、電極以及零配件。在特殊加工場(chǎng)合，只要能編制出正確的數(shù)控程式，電火花線切割定會(huì)在塑料模加工中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。
本文由中走絲,快走絲,線切割機(jī)床,穿孔機(jī),去毛刺設(shè)備-蘇州中航長(zhǎng)風(fēng)數(shù)控科技有限公司采集整理發(fā)布。
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