特殊工件线切割加工：凸模、硬质合金与齿轮

凸模、硬质合金、齿轮等特殊工件对线切割工艺有更高要求。掌握各自的加工要点，才能保证质量与效率。

一、凸模加工要点（以硬质合金齿形凸模为例）

1. 工件应力控制

毛坯内部残留应力与放电热应力会引起变形。应首先加工穿丝孔进行封闭式切割，避免开放式切割变形；受毛坯尺寸限制无法封闭切割时，编程注意选择切割路线或方向。

2. 切割线路设计

切割路线应有利于工件在加工中始终与夹具保持同一坐标系，避开应力变形影响：

• 夹具固定左端时，从凸模左侧按逆时针切割，使工件留在毛坯左侧靠近夹持部位，大部分切割过程刚性较好；
• 合理路线应将工件与夹持部分分离的切割段安排在程序末端，暂停点留在靠近毛坯夹持端。

3. 硬质合金的工艺处理

• 外形规则凸模：预留连接部分（暂停点）留在平面位置，精割完毕后对连接部分只切一次，由钳工修磨平整，减少加工费用；
• 硬质合金硬度高、形状狭长，加工慢、易变形，可调整工艺使尺寸精度达标，免除钳工修磨；
• 大部分外形及连接部分采取 4 次切割且参数、偏移量一致：第 1 次偏移量加大至 0.5–0.8mm 充分释放内应力，后 3 次精割。

4. 具体工艺参数

1. 预加工 Φ1.0–1.5mm 穿丝孔，引入切割线段长 5–10mm；
2. 凸模轮廓线与毛坯边缘宽度至少为毛坯厚度的 1/5；
3. 暂停点选在靠近毛坯重心部位，宽度 3–4mm；
4. 第 1 次粗割偏移量 0.5–0.8mm，后 3 次精割；
5. 四次切割完成后吹干、酒精洗净、晾干，用 502 快干胶把磨平的约 1.5mm 金属薄片粘牢在毛坯上，再按原偏移量切割连接部分（切勿把胶水滴到连接部分或下水嘴，以免不导电）。

二、硬质合金切割的防开裂与防断丝

防开裂：

1. 生产端：烧结大块硬质合金时，在允许范围内尽量放慢升降温速度、延长高温保温时间；
2. 加工端：让硬质合金自然时效 1–2 个月（或冷处理 0–10℃），避免用刚烧结的材料；
3. 加工前先粗磨，放几天再切割（自然时效前粗磨更稳妥）。

要点：加工前尽量将材料内部应力均匀释放至最少。

防断丝：

1. 更换新的导轮与导电块；
2. 更换新的工作液，适当提高配比浓度，或选用排屑性能好的水基工作液（硬质合金电蚀物多，工作液排屑效果易下降）；
3. 机床参数稳定：钼丝不过紧、丝架不高、速度不快；HL 系统变频要稳；电流保持 2.5A（不超过 3A），脉间脉宽放大。

三、齿轮切割基础

线切割割齿轮非常简单：线切割软件内有齿轮程序，输入参数及齿形即自动生成图形。外齿轮一般滚齿，内齿轮用线切割或插齿。

模数与齿数：模数是标定齿轮的标准，相同模数的齿轮配对。知道模数和齿数，直齿轮的外形尺寸就确定了。

小结：特殊工件加工的核心是“应力控制 + 参数调整”。凸模把握切割路线与偏移量分配，硬质合金做好时效与防断丝参数，齿轮善用软件自动生成——按要点操作即可稳定加工。