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1.引言
慢走丝线切割加工在精密模具制造中有着不可或缺的地位，尤其是在冲压模具制造中更为重要。冲压模具的凸模、凸模固定板、凹模及卸料板等零件都需要进行慢走丝线切割加工。加工质量与效率直接影响模具零件的装配性能、产品质量、模具寿命、制造周期及成本，因此，防范发生加工异常问题具有重要意义。
2.模具慢走丝线切割加工常见的异常问题及分析
本文根据模具企业多年的慢走丝线切割加工实践经验，就慢走丝线切割加工效率、表面质量、加工精度三方面的异常问题，分析了其产生原因，并提出了解决问题的具体措施。
2.1加工效率低问题
慢走丝线切割加工模具零件采用多次切割的工艺方法。加工效率低下时，需要区分是发生在主切加工还是修切加工。
2.1.1主切加工效率低
实际生产中，能否进行有效的高压冲水是影响慢走丝线切割主切加工效率的主要原因。慢走丝线切割加工电极丝走丝速度较慢，加工需要采用高压冲水的方式来排屑。
由于加工中上下喷嘴没有贴于工件表面，或者是沿边缘进行切割的情况，高压水不能有效冲入切缝，导致加工效率大幅度降低。为了保证正常的加工效率，上下喷嘴与工件表面之间应控制在0.1mm左右的距离。不能达到此要求时，也要尽可能实行近距离的贴面加工。
为了不使高压冲水沿工件边缘泄漏，切割的坯料要做成有利于冲水要求的形状，例如坯料做成板料，多个零件排料在一起相互借用余料装夹。不论凸凹模，尽量从小的穿丝孔开始切割，以预加工留余量来进行慢走丝线切割加工的情况，则预留量要尽量小，切割时要让电极丝能露在外面进行切割。
对于台阶形状类的工件，确实不能进行有效的高压冲水的加工，只能通过降低切割能量，牺牲一定的加工效率来防止加工频繁断丝，这时对加工效率就要有正确的认识。
电极丝的直径与材料对主切加工的效率影响较大。慢走丝线切割加工常用的电极丝直径有0.20mm、0.25mm两种。
Φ0.2mm电极丝在工件高度小于10mm可以获得比Φ0.25mm电极丝更理想的主切加工效率，这是因为切缝窄，工件薄，总的蚀除量小；而在工件高度达到40mm以上时，Φ0.25mm的电极丝与Φ0.2mm电极丝相比，加工效率就会高出约25%，因为厚度增加，较粗的电极丝可以承受更大的脉冲能量，较宽的切缝有利于排屑。
就电极丝材料而言，实际生产中应用最多的还是廉价的黄铜丝。黄铜丝是纯铜与锌的合金。锌的熔点较低，能够改善加工过程中的冲洗性能，同时在切割过程中，锌受高温气化使得热量充分传递到工件加工表面，因此从理论上讲，锌的比例越高，越有利于提高加工效率。但在黄铜丝的制造过程中，当锌的比例超过一定范围后，材料就会变得太脆而不适合拉丝。后来人们想到了在黄铜丝外面单独加一层锌，也就是镀锌丝，它的加工效率比黄铜丝能够提高约30%，并且不容易断丝。在追求高效率加工的情况下，可以优先选用镀锌丝。
慢走丝线切割加工机床的工艺专家系统，只需要输入电极丝材料、丝径、工件材料、工件厚度、表面粗糙度，加工优先权等，系统即可自动生成优化的加工参数。
为了获得正常的加工速度，应确保正确输入相关的工艺数据，例如，追求高效率的加工场合，优先权应选择速度。先进的慢走丝线切割加工机床具有自适应控制功能，如瑞士GF加工方案公司CA20U机床的ACO功能，加工启用此功能，对于台阶类不能有效进行高压冲水的工件，可以避免加工断丝，并保持稳定的切割。但对于能有效进行高压冲水的板类加工，就有可能会降低较多的加工效率。因此，在切割稳定的情况下，可取消ACO自适应控制功能。同样，慢走丝线切割加工机床丰富的拐角保护策略功能也会降低加工效率，只有在精度要求高时才开启此功能，其策略的强弱一般可以调节，可根据加工需要合理使用。
对于特殊的加工（例如特殊材料、复杂形状的台阶工件）频繁发生断丝的情况，不得不修改电参数，降低放电能量来避免断丝。这时，应优先加大脉冲间隙来降低脉冲放电的频率，通常能有效解决问题。通过减小加工电流来避免断丝也是一种有效的方法，但这种方法会更多地降低加工效率。因此，只有在增大脉冲间隙仍然断丝的情况下，才考虑减少加工电流。
对慢走丝线切割加工机床定期进行规范的维护保养工作，是高效率加工的基础。电极丝通过导电块获得放电能量，需要确保它们接触良好。当导电块的磨损凹槽深度超过电极丝的半径时，必须更换导电块位置。导电块的表面需用砂纸打磨去除氧化层，以提高其导电率。长期不清理，下导丝芯座会堵塞（使用黄铜丝会掉铜粉）。下导电块冷却水甚至下喷嘴加工用冲水会严重影响加工效率，需要定期进行下导丝芯座的维护。当加工中水压表的读数与工艺设定值差异很大时，应检查喷嘴是否有损坏，它会影响高压冲水的实际压力，会使加工效率大幅度降低，必要时及时更换。
2.1.2修切加工效率低
工件在切割加工过程中若发生变形，会明显影响精修加工的效率。轻则加工效率降低，变形较大时甚至会出现修不动的情况。为防止慢走丝线切割加工模具发生变形，必须采取一定的措施。
首先，应选择变形量较小的材料，采用正确的热处理工艺；其次是合理安排加工工艺，大的型腔或窄长而复杂的型腔可对切割部位进行释放应力的预加工，大型腔留多段暂留量，凸模零件应在材料上加工穿丝孔，进行封闭的轮廓加工；再次是优化切割加工路径，包括装夹、暂留量的位置、引入路径等。
为了获得可靠的加工质量，机床工艺专家系统生成的加工参数一般偏保守，多次切割，两刀之间所预留的材料余量会相对较多。实际生产中，通过修改偏移量、减少材料余量可以大幅度提高修切加工的效率，比如，工艺专家系统生成的割一修三的偏移量为0.246、0.166、0.146、0.136，可以修改为0.233、0.163、0.145、0.136。但需要注意，材料余量不能减小太多，否则，会导致加工表面出现欠修的不良情况。
修切加工次数越多，可以获得更好的表面粗糙度，越是精修，会成倍地增加加工时间。因此，应根据模具零件的加工要求来确定切割次数，以够用为原则，在满足加工要求的前提下尽可能减少修切次数，以保证高效率的模具生产。对于超过四次以上的多次切割，由于最后的精修能量很小，其放电状态受各种因素的影响，很容易出现修切加工效率极低的情况，这种情况可以对最后一次精修工设定恒速切割，既能保证加工速度，也能达到符合要求的表面粗糙度。【待续】
（本文来源：2015年化学工业出版社发行的《数控电火花线切割加工实用教程》，由华南理工大学研究生陈昌乾供稿）
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