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浅析模具线切割加工品质的缺陷与改进对策
2014-5-9  来源:中国人民解放军  作者:于忠峰 张明

0 引言

   

      由于线切割加工技术的加工效率比较高,因此应用越来越广泛,成为模具制造中必不可少的重要技术。随着科学技术的发展,特别是高端科技的发展,对线切割加工品质的要求也逐步提高。但是,在加工过程中总是会出现一些问题影响加工品质,本文主要针对这些问题寻求相应的改进措施。

   

1 模具线切割存在的品质缺陷

   

1.1 出现塌角现象

   

      在线切割加工过程中,特别是在拐弯的地方,加工出来的模具的转角与理论值存在一定的偏差,这是因为在加工过程中一部分材料被电极丝切割掉而出现塌角现象,造成加工出来的产品不符合要求。因此,在线切割加工过程中,需要根据不同的要求来采用相应的解决办法。例如,在极易出现塌角的位置可将电极丝程序继续向外延伸一定的距离,大约在0.5mm,从而很好地避免电极在该位置拐弯,消除塌角现象,最终保证加工的模具符合使用要求。另一种方法是对程序进行设置,在拐弯处设置电极丝程序向前运动一定的距离,然后再往回运动,这样就可让塌角出现在不需要的位置,保证了模具的质量。

   

1.2 表面出现不光滑,且有一定的划痕的现象

   

      模具线切割加工的表面出现划痕或不光滑现象,这是由很多因素决定的,如加工条件、加工速度,加工人员的专业程度及责任心等都会对模具加工产生影响,导致模具表面粗糙和出现划痕。在切割过程中,一般切割速度越快,切割表面就越粗糙。大量的实践证明,运用矩形波脉冲电源进行线切割加工时,无论对于何种加工产品,只要利用调频功能对电流进行调节,保证机器处于最佳的运行状态,就能保证加工出来的模具具有一定的光滑程度,防止出现表面粗糙的现象。为了更好地保证模具加工的精度,可以采用多层切割的方法来进行,如采用分步加工的工艺,开始先进行粗加工,使用较强的加工方式,给模具保留较大的预留量,进行快速切割,粗加工完成后再利用较弱的加工方式减少预留量,保证精确加工。另外,在拐弯处的预留量要多一些,防止出现塌角现象。相对于一次切割,多次切割可以在保证粗糙度相同的情况下,相对加快切割速度,比较准确保证切割精度,防止模具表面出现划痕。

   

1.3 出现变形和开裂的现象

   

      在线切割加工过程中,由于是通过放电热进行加工,模具表面会因放电而发生高温熔化,然后在急冷条件下产生变质层,变质层在骤冷作用下,收缩产生拉应力,导致模具表面出现很多细小的裂纹。为了更好地实现模具的精度,并避免因各种原因产生应力而导致模具变形或开裂,一般采用热处理的办法,在新的热平衡状态下进行切割加工,从而有效避免变形和开裂的现象。

   

1.4 出现歪斜的现象

   

      对于一些外形比较复杂且精度要求高的模具,在加工过程中往往会因为精度要求比较高而出现歪斜的现象。因此,在对这类模具进行加工时,必须要考虑切割点和夹具的相应位置,从而更好地避免出现歪斜的现象,保证模具的完整性,防止出现模具的变形现象。

   

1.5 出现内凹和外凸的现象

   

      在加工过程中,模具可能会出现内凹和外凸的现象,导致增加新的工作量,同时模具的质量也不能很好地保证,难以达到模具要求的精度,影响模具的正常使用,造成资源的浪费。

   

2 改进措施和方法

   

      模具线切割加工过程中,会出现各种各样的问题,导致加工出来的产品存在质量偏差,影响模具的使用。需要采取一定的措施来有效防止模具出现加工缺陷,从而保证模具的高质量。

   

2.1 防止出现塌角的方法

   

      塌角多出现在加工拐弯处,会显著影响模具的使用,为了避免加工过程中出现塌角现象,需要采取一系列的措施。大量的实验证明,在线切割过程中,为了防止外角出现塌角,一般可以在拐弯处要求电极丝的程序继续向前工作,向前延伸一定的距离,这样可以避免电极在外角处出现拐弯的现象,从而避免对模具外形的影响。另外,还可以进行粗加工,将塌角留在不需要的位置,从而避免模具出现塌角,保证其加工质量。

   

2.2 防止粗糙和不光滑的方法

   

      实践证明,在切割过程中,如果切割速度较快,会造成切割表面的粗糙。为了避免这种现象的出现,在加工过程中只需通过调节变频来调节加工电流,保证加工电流不会过强,使其保持在一个最佳的状态,这样可以有效降低模具切割表面的粗糙程度。另外,为了有效保证模具加工的精度,一般可采用多次切割的办法,先进行粗加工,然后再进行精确加工。

   

2.3 防止出现变形和开裂的方法

   

      在实际加工中发现,产生变形和开裂的原因主要有:(1)零件的结构,例如窄长形状的凹模和凸模易产生变形,其变形量的大小与形状复杂程度、长宽比、型腔/边框宽度比有关。形状越复杂,长宽比及型腔/边框宽度比越大,模具的变形量越大,其变形的规律是型腔中部瘪入,凸模通常是翘曲。而对于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。对于圆筒形薄壁零件,若将其切割缺口,在即将切透时易产生炸裂现象。对于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。

 

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