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在模具加工中,电火花线切割加工技术得到了广泛的应用,但在线切割加工过程中,模具易产生变形和产生裂纹,造成零件的报废,使得成本增加等问题屡屡发生。所以,线切割加工中模具的变形和开裂问题,也越来越引起人们的关注,多年来,人们对线切割加工的变形和开裂认识不够,往往造成线切割加工部门与来料加工者之间相互推脱责任,产生矛盾。其实,变形和开裂的原因是多方面的,如材料问题、热处理问题、结构设计问题、工艺安排问题及线切割时工件的装夹和切割线路选择的问题等等。在这诸多因素中,能否找到线切割加工变形和开裂规律呢?笔者通过多年的深入研究,提出了以下防止变形和开裂的措施。
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% Z) h$ k, z! y2 F, y 1产生变形及裂纹的主要因素 # L9 e" R8 B; o" Y: L, g
1 r# ?3 o& S% t: h* v 在生产实践中,作者经过大量的实例分析,发现线切割加工产生变形和裂纹与下列因素有关。
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* |! @' E" z9 x- g4 H( ~ 1.1与零件的结构有关
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+ u& C. \& h9 o8 ~9 J" G0 ^( V 1)凡窄长形状的凹模、凸模易产生变形,其变形量的大小与形状复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。形状越复杂,长宽比及型腔与边框宽度比越大,其模具变形量越大。变形的规律是型腔中部瘪入,凸模通常是翘曲;2)凡是形状复杂清角的淬火型腔,在尖角处极易产生裂纹,甚至易出现炸裂现象。其出现的频率与材料的成分、热处理工艺等有关;3)圆筒形壁厚较簿零件,若在内壁进行切割,易产生变形,一般由圆形变为椭圆形。若将其切割缺口,在即将切透时易产生炸裂现象;4)由零件外部切入的较深槽口,易产生变形,变形的规律为口部内收,变形量的大小与槽口的深度及材料性质有关。 , w- E5 r& {* r% [
$ \2 C9 ^2 F) N 1.2与热加工工艺有关
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V: e) H/ Y) Z% P 1)模具毛坯在锻造时始锻温度过高或过低,终锻温度偏低的零件;2)终锻温度过高,晶粒长大,终锻后冷却速度过慢,有网状碳化物析出的模坯;3)锻坯退火没有按照球化退火工艺进行,球化珠光体超过5级的零件;4)淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,降低材料强韧性,增加脆性;5)淬火工件未及时回火和回火不充分的零件。
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& w4 n: A& m) C* v6 N 1.3与机械加工工艺有关 / U+ ]. ~" I) T4 k) A. N! Y0 G. b
0 ~# y, r& z8 G, N5 V) B5 G5 K 1)面积较大的凹模,中间大面积切除而又事先未挖空,因切去框内较大的体积,框形尺寸将产生一定的变形;2)凡坯料中无外形起点穿丝孔,不得不从坯料外切入的,不论其凸模回火和形状如何,一般容易产生变形,尤其是淬火件变形严重,甚至在切割中产生裂纹;3)对热处理后的磨削零件,无砂轮粒度、进刀量、冷却方式等工艺要求,磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病的零件。 " N; u3 _- }0 M o4 O
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1.4与材料有关
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1 B* a% U1 L) T 1)原材料存在严重的碳化物偏析;2)淬透性差、易变形的材料,如T10A、T8A等。 n9 X0 I7 @& ?- ?# w, \9 O& N- B
2 n, b4 D) Z9 y6 T3 Q2 t6 v# X 1.5与线切割工艺有关 ) w$ Z9 Q+ y) ^. O
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1)线切割路径选择不当,易产生变形;2)工件的夹压方式不可靠、夹压点的选择不当,均易产生变形;3)电规准选择不当,易产生裂纹。 - B5 o' t# n" n1 m5 Q- y2 }8 D
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