线切割加工。模具加工

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熟悉不够，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。

1、产生变形及裂纹的主要因素

　 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。

11与零件的结构有关

　 1)凡窄长外形的凹模、凸模易产生变形，其变形量的大小与外形复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。外形越复杂，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)凡是外形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。

12与热加工工艺有关

　 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。

13与机械加工工艺有关

　 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，不论其凸模回火和外形如何，一般轻易产生变形，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。

14与材料有关

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。

15与线切割工艺有关

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。

2防止变形和开裂的措施

　 找到了变形和开裂的原因，即可对症下药采取相应的措施予以避免，防止变形、开裂。具体的措施可以从以下几个方面入手：

21选择变形量较小的材料，采用正确的热处理工艺

　 为了防止和减少变形、开裂，对需要线切割加工的模具，应对材料的选择、热加工、热处理直到制成成品的各个环节都要充分关注和重视;

　 1)严格检查原材料化学成分、金相组织和探伤，对于不合格原材料和粗晶粒钢材及有害杂质含量超标钢材不宜选用;

2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材;

3)避免选用淬透性差、易变形材料;

　 4)坯料应合理锻造，遵守镦粗、拔长、锻压比等锻造守则，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间;

　 5)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火;

6)选择理想的冷却速度和冷却介质;

　 7)淬火钢应及时回火，尽量消除淬火内应力，降低脆性;

8)用较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值;

9)充分回火，得到稳定组织性能;

10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;

　 11)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷)，可消除二类回火脆性;

　 12)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理，充分细化原始组织。

22合理安排机械加工工艺

　 1)线切割工件坯料的大小，要根据零件的大小确定，不宜太小。一般情况下，图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上，通常应取图形到坯料边距大于10mm;

　 2)凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模，配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件，其中间部位应镂空。这样淬火时表里状况得以改善，温差小，产生的应力小，同时切割时切除的体积也就小，应力达到平衡也就不至受破坏;

　 3)在模具使用答应的情况下，大框形型腔零件的清角处，应适当增加工艺圆角R，或在线切割之前将清角处钻空，以缓解应力集中的现象;

　 4)对凸模零件，在淬火之前应在凸块坯料中钻外形起点的穿丝孔，使工件在切割时保持内应力平衡且不被破坏，以免从材料外切入引起开裂变形。

23优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数

231该进切割方法

　 1)改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大小而定，一般取05mm左右即可。这种办法常应用于外形复杂而势必产生变形的零件或要求精度较高、配合间隙较小的模具;

　 2)改变两点夹压的习惯为单点夹压，以便切割过程中的变形能自由伸张，防止两点夹压对变形的干涉，但要注重，单点夹压的合理部位通常在末尾程序处。这样所产生的变形只影响废料部分，避免了对成型部分的影响;

　 3)对易变形的切割零件，要根据零件外形特征统筹安排切割的起始点、程序走向及夹压位置，以减少变形量。一般应选择较平坦、已精加工或对工件性能影响不大的部位设置线切割的起始点。

232选择合理的工艺参数

　 1)采用高峰值窄脉冲电参数，使工件材料以气相抛出，气化温度大大高于融化温度，以带走大部分热量，避免工件表面过热而产生变形;

　 2)有效地进行逐个脉冲检测，控制好集中放电脉冲串的长度，也可解决局部过热问题，消除裂纹的产生;

　 3)脉冲能量对裂纹的影响极其明显，能量越大，裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时，例如采用精加工电规准，表面粗糙度值。

追问：

精简一点的啊！

回答：

防止变形和开裂的措施

　 找到了变形和开裂的原因，即可对症下药采取相应的措施予以避免，防止变形、开裂。具体的措施可以从以下几个方面入手：

一、选择变形量较小的材料，采用正确的热处理工艺

　 为了防止和减少变形、开裂，对需要线切割加工的模具，应对材料的选择、热加工、热处理直到制成成品的各个环节都要充分关注和重视;

　 1)严格检查原材料化学成分、金相组织和探伤，对于不合格原材料和粗晶粒钢材及有害杂质含量超标钢材不宜选用;

2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材;

3)避免选用淬透性差、易变形材料;

　 4)坯料应合理锻造，遵守镦粗、拔长、锻压比等锻造守则，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间;

　 5)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火;

6)选择理想的冷却速度和冷却介质;

　 7)淬火钢应及时回火，尽量消除淬火内应力，降低脆性;

8)用较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值;

9)充分回火，得到稳定组织性能;

10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;

　 11)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷)，可消除二类回火脆性;

　 12)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理，充分细化原始组织。

二、合理安排机械加工工艺

　 1)线切割工件坯料的大小，要根据零件的大小确定，不宜太小。一般情况下，图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上，通常应取图形到坯料边距大于10mm;

　 2)凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模，配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件，其中间部位应镂空。这样淬火时表里状况得以改善，温差小，产生的应力小，同时切割时切除的体积也就小，应力达到平衡也就不至受破坏;

　 3)在模具使用答应的情况下，大框形型腔零件的清角处，应适当增加工艺圆角R，或在线切割之前将清角处钻空，以缓解应力集中的现象;

　 4)对凸模零件，在淬火之前应在凸块坯料中钻外形起点的穿丝孔，使工件在切割时保持内应力平衡且不被破坏，以免从材料外切入引起开裂变形。

三、优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数

1、该进切割方法

　 1)改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大小而定，一般取05mm左右即可。这种办法常应用于外形复杂而势必产生变形的零件或要求精度较高、配合间隙较小的模具;

　 2)改变两点夹压的习惯为单点夹压，以便切割过程中的变形能自由伸张，防止两点夹压对变形的干涉，但要注重，单点夹压的合理部位通常在末尾程序处。这样所产生的变形只影响废料部分，避免了对成型部分的影响;

　 3)对易变形的切割零件，要根据零件外形特征统筹安排切割的起始点、程序走向及夹压位置，以减少变形量。一般应选择较平坦、已精加工或对工件性能影响不大的部位设置线切割的起始点。

2、选择合理的工艺参数

　 1)采用高峰值窄脉冲电参数，使工件材料以气相抛出，气化温度大大高于融化温度，以带走大部分热量，避免工件表面过热而产生变形;

　 2)有效地进行逐个脉冲检测，控制好集中放电脉冲串的长度，也可解决局部过热问题，消除裂纹的产生;

　 3)脉冲能量对裂纹的影响极其明显，能量越大，裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时，例如采用精加工电规准，表面粗糙度值。

视情况而定。需要增加的模穴号较小，且与原有的模穴接口位置合适，可选择在模具上进行机械加工或电火花加工等方式进行开孔，无需烧焊，需要增加的模穴较大，且与原有的模穴接口位置不合适，需要通过烧焊方式进行处理。烧焊对模具寿命有着重大的影响，极易造成模具寿命的缩短。

用电钻打孔。

钻椭圆孔的步骤：1、先要确定打孔的位置，上面做出标记，接下来准备好电钻和钻头，选择玻璃的钻头，硬度达到标准，接下来在倾斜的方向打出一个坑，要不然瓷砖因为表面比较光滑、平整，不太好定位。

2、再准备一个喷壶，打孔的时候将水喷射到钻头和表面接触的地方。沿着做好标记的地方钻一个小孔，沿着这个小孔慢慢地将电钻往前推动，一直等到孔钻穿了为止。

通常情况下，翻边孔需要用激光切割机开孔，再使用钣金加工中的折弯机或转塔机进行翻边。不需要再使用冲床和模具进行冲压加工。

激光切割机可以在板材上制作各种形状和尺寸的孔洞，并且具有精确性高、速度快、能耗低等优点，通常可用于生产小批量高精度零件。而折弯机或转塔机则可将板材按需求弯曲或翻边，使其变成所需的形状，在钣金加工中广泛应用。

冲床和模具也可以用于制作孔洞和凸起凹陷的图案，但是相对激光切割机和折弯机来说，需要花费更多时间和成本进行模具设计和制造。因此，选择适当的加工方式需要根据具体需要考虑