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線切割是利用連續移動的細金屬絲作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。變形原因無需下載，這樣可供方便互學。& E) X+ h w; r5 v0 R0 d
1 產生變形及裂紋的主要因素
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! ~4 K( @$ u* W7 F% N0 d: F在生產實踐中，作者經過大量的實例分析，發現線切割加工產生變形和裂紋與下列因素有關。 # U a1 l2 K; P) V
3 O( S O- K/ o9 I8 X1.1 與零件的結構有關 # T p: @ V+ j5 a
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1）凡窄長形狀的凹模、凸模易產生變形，其變形量的大小與形狀復雜程度、長寬比、型腔與邊框的寬度比有關。形狀越復雜，長寬比及型腔與邊框寬度比越大，其模具變形量越大。變形的規律是型腔中部癟入，凸模通常是翹曲； 1 z; c3 o* c `' v2 }
2）凡是形狀復雜清角的淬火型腔，在尖角處極易產生裂紋，甚至易出現炸裂現象。其出現的頻率與材料的成分、熱處理工藝等有關； 6 T6 v- E5 K% u
3）圓筒形壁厚較簿零件，若在內壁進行切割，易產生變形，一般由圓形變為橢圓形。若將其切割缺口，在即將切透時易產生炸裂現象；
8 f S" x" |' B8 t4）由零件外部切入的較深槽口，易產生變形，變形的規律為口部內收，變形量的大小與槽口的深度及材料性質有關。 . [, {2 i* [4 b) C. N
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1.2 與熱加工工藝有關
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1）模具毛坯在鍛造時始鍛溫度過高或過低，終鍛溫度偏低的零件；
6 e8 m" i9 b0 H% u1 W2）終鍛溫度過高，晶粒長大，終鍛后冷卻速度過慢，有網狀碳化物析出的模坯； % q0 p. n* Z: g0 N( t% E$ r
3) 鍛坯退火沒有按照球化退火工藝進行，球化珠光體超過5級的零件； 3 x6 @: K4 N2 v1 I
4）淬火加熱溫度過高，奧氏體晶粒粗大，降低材料強韌性，增加脆性； # w7 F! v8 h2 k- z! m5 V
5）淬火工件未及時回火和回火不充分的零件。
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1.3 與機械加工工藝有關
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% T0 T$ J& o) C& t6 R$ I6 H1）面積較大的凹模，中間大面積切除而又事先未挖空，因切去框內較大的體積，框形尺寸將產生一定的變形；
3 Q: x( Y4 Z1 I+ o2）凡坯料中無外形起點穿絲孔，不得不從坯料外切入的，不論其凸模回火和形狀如何，一般容易產生變形，尤其是淬火件變形嚴重，甚至在切割中產生裂紋；
( E5 g" U2 J& f- C/ Z, P3 P: h2 n3）對熱處理后的磨削零件，無砂輪粒度、進刀量、冷卻方式等工藝要求，磨削后表面有燒傷及微裂紋等疵病的零件。
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1.4 與材料有關
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7 U3 T- b9 K( z& a% }1）原材料存在嚴重的碳化物偏析；
. G" g/ x! c$ _. Z, k% s2 _2）淬透性差、易變形的材料，如T10A、T8A等。
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, O3 C& X: q1 p- v5 ~0 J1.5 與線切割工藝有關 , u- m, Z- y8 x, I4 O( P
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1）線切割路徑選擇不當，易產生變形；
K! `1 h1 M5 i5 e6 ^( B* w2）工件的夾壓方式不可靠、夾壓點的選擇不當，均易產生變形； ; T2 R% P& N# b6 [5 f" l
3）電規準選擇不當，易產生裂紋。
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" `5 R3 R1 h$ X8 R2 防止變形和開裂的措施
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* ~+ A+ Q9 [ j$ y3 w找到了變形和開裂的原因，即可對癥下藥采取相應的措施予以避免，防止變形、開裂。具體的措施可以從以下幾個方面入手：
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2.1 選擇變形量較小的材料，采用正確的熱處理工藝
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為了防止和減少變形、開裂，對需要線切割加工的模具，應對材料的選擇、熱加工、熱處理直到制成成品的各個環節都要充分關注和重視；
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1）嚴格檢查原材料化學成分、金相組織和探傷，對于不合格原材料和粗晶粒鋼材及有害雜質含量超標鋼材不宜選用；
( F" O/ ^! a9 s0 ?7 S2）盡量選用真空冶煉、爐外精煉或電渣重熔鋼材； 6 x* [3 i; p6 @. H4 p% {
3）避免選用淬透性差、易變形材料； , }2 e8 n( U+ r- t7 o
4）坯料應合理鍛造，遵守鐓粗、拔長、鍛壓比等鍛造守則，原材料長度與直徑之比即鍛造比最好選在2-3之間； ' J8 _. ]6 i2 B h2 l& f
5） 改進熱處理工藝，采用真空加熱、保護氣氛加熱和充分脫氧鹽浴爐加熱及分級淬火、等溫淬火；
2 E' ~% P3 X9 c# n$ h3 S6）選擇理想的冷卻速度和冷卻介質； - f: ]- L* C* \" P( k) a
7）淬火鋼應及時回火，盡量消除淬火內應力，降低脆性；
/ m6 w L e7 {: X# V8）用較長時間回火，提高模具抗斷裂韌性值； & p! k" y6 h1 N) t" t, |& i
9）充分回火，得到穩定組織性能； ) @: O: W: e5 o1 [
10）多次回火使殘余奧氏體轉變充分和消除新的應力； 8 l/ B1 ?; b }' t! g7 m, z
11）對于有第二類回火脆性模具鋼高溫回火后應快冷(水冷或油冷)，可消除二類回火脆性； - J) h% n: @% C1 X$ H3 S
12）模具鋼化學處理之前進行擴散退火、球化退火、調質處理，充分細化原始組織。 8 E$ E& f' `0 L# n3 x7 O
) F# [1 s* }& v/ U( m( A2.2 合理安排機械加工工藝 1 C6 @# G4 F; `; h* ?) V- N8 f
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1）線切割工件坯料的大小，要根據零件的大小確定，不宜太小。一般情況下，圖形應位于坯料中部或離毛坯邊緣較遠而不易產生變形的位置上，通常應取圖形到坯料邊距大于10mm； 8 N2 b" A0 U' B, ~6 u: p
2）凡較大的型腔或窄長而復雜的凸模，配制坯料時要改變傳統的實心板料習慣。大框型腔、窄長型腔等易變形零件，其中間部位應鏤空。這樣淬火時表里狀況得以改善，溫差小，產生的應力小，同時切割時切除的體積也就小，應力達到平衡也就不至受破壞；
$ Y1 w. [& R, {3）在模具使用允許的情況下，大框形型腔零件的清角處，應適當增加工藝圓角R，或在線切割之前將清角處鉆空，以緩解應力集中的現象； " P8 z, J5 w+ R6 Q
4）對凸模零件，在淬火之前應在凸塊坯料中鉆外形起點的穿絲孔，使工件在切割時保持內應力平衡且不被破壞，以免從材料外切入引起開裂變形。
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2.3 優化線切割加工的工藝方案，選擇合理的工藝參數 9 X' J! t8 D# z& D
5 v6 ?0 P: C, Q7 W2.3.1該進切割方法 : F+ \7 R3 x( c- @# K
6 n' n! h8 T9 y4 n3 J1）改變一次切割到位的傳統習慣為粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的變形量在精切割時及時地被修正。一般精切割時的切割量應根據第一次切割后的變形量大小而定，一般取0.5mm左右即可。這種辦法常應用于形狀復雜而勢必產生變形的零件或要求精度較高、配合間隙較小的模具； " l9 D% C W4 g5 q* }. o
2）改變兩點夾壓的習慣為單點夾壓，以便切割過程中的變形能自由伸張，防止兩點夾壓對變形的干涉，但要注意，單點夾壓的合理部位通常在末尾程序處。這樣所產生的變形只影響廢料部分，避免了對成型部分的影響； 9 r$ e9 W+ \& o- d! q( j$ j5 b
3）對易變形的切割零件，要根據零件形狀特征統籌安排切割的起始點、程序走向及夾壓位置，以減少變形量。一般應選擇較平坦、已精加工或對工件性能影響不大的部位設置線切割的起始點。
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( P, I8 C. Q1 x) h; m4 }2.3.2選擇合理的工藝參數
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1）采用高峰值窄脈沖電參數，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，避免工件表面過熱而產生變形；
8 g( G9 _& b8 G5 e4 s; j4 k2）有效地進行逐個脈沖檢測，控制好集中放電脈沖串的長度，也可解決局部過熱問題，消除裂紋的產生； & E* u; l/ I: [' y$ x. e
3）脈沖能量對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，例如采用精加工電規準，表面粗糙度值＜Ra1.25μm,一般不易出現裂紋。# Y" H# d! N: `, u( \% R) f6 ~
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樓主: wcg21
發表于 2011-9-14 22:21:59
