模具線切割加工產(chǎn)生變形和開(kāi)裂的原因和對(duì)策

楊 峰

（徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 江蘇 徐州 221011）

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，作為其基石的模具產(chǎn)業(yè)也獲得了很大程度的發(fā)展，而作為模具加工方法之一的線切割加工也獲得了很大程度的發(fā)展。但同時(shí)也存在著很多的問(wèn)題其中對(duì)模具加工影響最大的就是變形和開(kāi)裂。這種問(wèn)題的出現(xiàn)使得模具零件報(bào)廢，延長(zhǎng)了模具的加工工時(shí)增加了模具加工的成本。其實(shí)在模具加工中很多的原因使得模具加工出現(xiàn)變形和開(kāi)裂。在模具加工中我們又采用什么措施來(lái)解決模具加工中出現(xiàn)的這種問(wèn)題呢？

1 模具線切割加工產(chǎn)生變形和開(kāi)裂的原因

1.1 模具材料的影響

1.1.1 對(duì)于淬透性差，易變性的模具材料(T8A、T10A 等)，采用線切割加工易變性和開(kāi)裂。

1.1.2 原材料存在嚴(yán)重的碳化物偏析也易產(chǎn)生變形和開(kāi)裂。

1.2 線切割工藝的安排不合理

1.2.1 線切割的路徑選擇不當(dāng)

電火花線切割切割路線的起始點(diǎn)應(yīng)選擇在工件表面較為平坦、對(duì)工作性能影響較小的部位。對(duì)于精度要求較高的工件，最好將切割起始點(diǎn)取在坯件上預(yù)制的穿絲孔中，不可從坯件外部直接切入，以免引起工件切開(kāi)處發(fā)生變形。而如果路徑選擇不合理就會(huì)造成工件的變形或開(kāi)裂。

1.2.2 工件的夾壓方式不可靠、夾壓點(diǎn)的選擇不當(dāng)

一般情況下，最好將電火花線切割切割起始點(diǎn)安排在近夾持端，將工件與其夾持部分分離的切割段安排在切割路線的末端，將暫停點(diǎn)設(shè)在近坯件夾持端部位。如果夾壓時(shí)不這么做也會(huì)造成變形和開(kāi)裂。

1.2.3 電規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)

1.3 零件結(jié)構(gòu)的影響

1.3.1 對(duì)于窄長(zhǎng)形狀的凹模、凸模而言易產(chǎn)生變形，其變形量的大小與形狀復(fù)雜程度、長(zhǎng)寬比、型腔與邊框的寬度比有關(guān)。形狀越復(fù)雜，長(zhǎng)寬比及型腔與邊框?qū)挾缺仍酱螅淠＞咦冃瘟吭酱蟆Ｗ冃蔚囊?guī)律是型腔中部癟入，凸模通常是翹曲；1.3.2 對(duì)于形狀復(fù)雜清角的淬火型腔而言，在尖角處極易產(chǎn)生裂紋，甚至易出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象。其出現(xiàn)的頻率與材料的成分、熱處理工藝等有關(guān)；

1.3.3 圓筒形壁厚較簿零件，若在內(nèi)壁進(jìn)行切割，易產(chǎn)生變形，一般由圓形變?yōu)闄E圓形。若將其切割缺口，在即將切透時(shí)易產(chǎn)生炸裂現(xiàn)象；

1.3.4 由零件外部切入的較深槽口，易產(chǎn)生變形，變形的規(guī)律為口部?jī)?nèi)收，變形量的大小與槽口的深度及材料性質(zhì)有關(guān)。

2 解決措施

2.1 選擇變形量較小的材料，采用正確的熱處理工藝

2.1.1 避免選用淬透性差、易變形材料

2.1.2 嚴(yán)格檢查原材料化學(xué)成分、金相組織和探傷，對(duì)于不合格原材料和粗晶粒鋼材及有害雜質(zhì)含量超標(biāo)鋼材不宜選用。

2.1.3 對(duì)于模具材料用較長(zhǎng)時(shí)間回火，提高模具抗斷裂韌性值，以防止線切割加工過(guò)程中出現(xiàn)變形和開(kāi)裂。

2.2 優(yōu)化工藝方案，選擇合理的工藝參數(shù)

2.2.1 改進(jìn)切割方法

（1）改變一次切割到位的傳統(tǒng)習(xí)慣為粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的變形量在精切割時(shí)及時(shí)地被修正。一般精切割時(shí)的切割量應(yīng)根據(jù)第一次切割后的變形量大小而定，一般取0.5mm左右即可。這種辦法常應(yīng)用于形狀復(fù)雜而勢(shì)必產(chǎn)生變形的零件或要求精度較高、配合間隙較小的模具。

（2）改變兩點(diǎn)夾壓的習(xí)慣為單點(diǎn)夾壓，以便切割過(guò)程中的變形能自由伸張，防止兩點(diǎn)夾壓對(duì)變形的干涉，但要注意，單點(diǎn)夾壓的合理部位通常在末尾程序處。這樣所產(chǎn)生的變形只影響廢料部分，避免了對(duì)成型部分的影響。

（3）對(duì)易變形的切割零件，要根據(jù)零件形狀特征統(tǒng)籌安排切割的起始點(diǎn)、程序走向及夾壓位置，以減少變形量。一般應(yīng)選擇較平坦、已精加工或?qū)ぜ阅苡绊懖淮蟮牟课辉O(shè)置線切割的起始點(diǎn)。

2.2.2 選擇合理的工藝參數(shù)

（1）采用高峰值窄脈沖電參數(shù)，使工件材料以氣相拋出，氣化溫度大大高于融化溫度，以帶走大部分熱量，避免工件表面過(guò)熱而產(chǎn)生變形；

（2）有效地進(jìn)行逐個(gè)脈沖檢測(cè)，控制好集中放電脈沖串的長(zhǎng)度，也可解決局部過(guò)熱問(wèn)題，消除裂紋的產(chǎn)生；

（3）脈沖能量對(duì)裂紋的影響極其明顯，能量越大，裂紋則越寬越深；脈沖能量很小時(shí)，例如采用精加工電規(guī)準(zhǔn)，表面粗糙度值＜Ra1.25μm,一般不易出現(xiàn)裂紋。

［1］徐志揚(yáng).模具制造工.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2006.

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