模具线切割加工变形和开裂原因分析与对策

HEATS

　　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。

0 p% u; S! \4 X7 x % D% }6 R! g2 ^* T! D3 r1 Y

　　1产生变形及裂纹的主要因素

$ f4 ?* u# |2 D3 I" r& L: |

　　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。

　　1.1与零件的结构有关

0 b& X* ?+ A2 i% J: N& z

　　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。

9 M' h; v9 M4 f3 \

　　1.2与热加工工艺有关

& l, R6 R9 ^3 o, M3 X1 ]% C

　　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。

* ?2 H* b7 |. G% V " a J: k& H( k3 B7 ?" v1 o

　　1.3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。

: Y" N( P* n. s" B " x4 ]0 r) P" a& W& }; v

　　1.4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。

) u i7 {) |* V: _% k

　　1.5与线切割工艺有关

1 h2 u* ^! W a" B5 m9 i

　　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。

u2 x/ A6 A, @* [5 n% |/ n 2 d% o8 [' ^3 Y, M- X: [3 m