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如何防止線切割加工工件的變形

文章出處:行業資訊 責任編輯:東莞市定準模具科技有限公司 發表時間:2020-05-20
  

今天詳細說說如何防止線切割工件的變形。

不過要說到線切割變形的預防措施的話,必須先從線切割加工變形的原因說起。

一.線切割加工變形的原因

材料本身會有應力,電火花線切割加工打破了材料原有應力的平衡狀態,通過變形來恢復平衡。因為材料的應力是不一樣的,所以電火花線切割加工后材料的變形也會有大有小。這如同一根竹片中間劈開,兩半都彎,大半彎得少,小半彎得多。在電火花線切割加工中,材料難免會有變形,如果變形非常小,在加工要求的精度范圍以內,這種變形幾乎可以忽略不計,但如果變形超出了加工精度要求,會使尺寸出現明顯偏差,影響工件的加工形狀。

電火花線切割加工的變形大小與工件的結構有關系。窄長形狀的凹模、凸模易產生變形,其變形的大小與形狀復雜程度、長寬比等有關系;壁厚較薄的工件容易產生變形。

造成變形的原因是多方面的,譬如,材料問題、熱處理問題、結構設計問題、工藝安排問題及線切割時工件的裝夾和切割路徑選擇問題等等。這些多方面的原因將導致材料內部應力作用發生變形。

線切割工件

二.線切割加工變形的預防措施

可以采取一定的措施對電火花線切割加工的變形予以控制,防止變形現象的發生。

(1)安排合理的加工工藝

鋼材料工件的加工路線一般是:下料→鍛造→退火→機械粗加工→淬火與回火→磨加工→電火花線切割加工→鉗工修整。因為應力是材料內固有的,隨強度和硬度的提高而加大。所以材料在淬火工藝環節,內部殘余應力會顯著地增加,材料會發生較大變形,并達到應力平衡狀態。因為淬火前對加工部位進行了機械切削加工,大量的加工余量和廢料在淬火前就去掉了,淬火后電火花線切割加工去除的是達成應力平衡一小部分材料。這樣因電火花線切割加工造成的變形就會很小。另外要改進熱處理工藝,主要是改進回火工藝以降低工件內應力。

(2)切割前的粗加工或應力釋放切割

上面提到了通過在淬火前要對材料進行機械粗加工,在電火花線切割加工中因為切割余量小而變形較小。如果在淬火前沒有進行機械粗加工,需要在一塊淬硬的材料上進行大面積切割,會使材料內部殘余應力的相對平衡狀態受到破壞,材料會產生很大的變形。我們可以先消除材料的大部分應力,辦法是進行粗加工(粗加工),把大部分的余量先去掉,或者是進行釋放應力的路徑切割。對于大件凹模的電火花線切割加工,可以做兩次主切,先將主切的偏移量加大單邊0.1—0.2㎜進行第一次主切,讓其應力釋放,再用標準偏移量進行第二次主切。

(3)加工穿絲孔

切割凸模時,如果不加工穿絲孔,直接從材料外切入,因材料應力不平衡產生變形,會產生張口變形或閉口變形??稍诓牧仙霞庸ご┙z孔,進行封閉的輪廓加工,可明顯減少電火花線切割加工帶來的變形。

(4)優化加工路徑

一般情況下,最好將加工起割點安排在靠近夾持端,將工件與其夾持部分分離的切割段安排在加工路徑的末端,將暫停點設在靠近坯件夾持端部位。一些加工中由于加工路徑安排不合理,也是造成電火花線切割加工變形的原因。

(5)多次切割

有的工件在采取某些措施后,仍有一些變形,為了滿足工件的精度要求,可改變一次切割到尺寸的傳統習慣,采用多次切割的方法。數控高速走絲電火花線切割加工采用多次切割方法,主要是為了達到更佳的表面粗糙度,但采用多次切割方法對減少因應力問題帶來的模具零件變形有很重要的實際意義。

(6)設置多段暫留量

大型、復雜形狀的工件加工情況,應設置兩處或以上的暫留量,設置多個起割點。編程時以開放形狀的方式加工,編程前先把圖形分解成多段,并分別串接起來,加工時先加工輪廓,最后加工暫留量部分。

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