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淺析模具線切割加工品質的缺陷與改進對策
2014-5-9  來源:中國人民解放軍  作者:于忠峰 張明

0 引言

   

      由于線切割加工技術的加工效率比較高,因此應用越來越廣泛,成為模具制造中必不可少的重要技術。隨著科學技術的發展,特別是高端科技的發展,對線切割加工品質的要求也逐步提高。但是,在加工過程中總是會出現一些問題影響加工品質,本文主要針對這些問題尋求相應的改進措施。

   

1 模具線切割存在的品質缺陷

   

1.1 出現塌角現象

   

      在線切割加工過程中,特別是在拐彎的地方,加工出來的模具的轉角與理論值存在一定的偏差,這是因為在加工過程中一部分材料被電極絲切割掉而出現塌角現象,造成加工出來的產品不符合要求。因此,在線切割加工過程中,需要根據不同的要求來采用相應的解決辦法。例如,在極易出現塌角的位置可將電極絲程序繼續向外延伸一定的距離,大約在0.5mm,從而很好地避免電極在該位置拐彎,消除塌角現象,最終保證加工的模具符合使用要求。另一種方法是對程序進行設置,在拐彎處設置電極絲程序向前運動一定的距離,然后再往回運動,這樣就可讓塌角出現在不需要的位置,保證了模具的質量。

   

1.2 表面出現不光滑,且有一定的劃痕的現象

   

      模具線切割加工的表面出現劃痕或不光滑現象,這是由很多因素決定的,如加工條件、加工速度,加工人員的專業程度及責任心等都會對模具加工產生影響,導致模具表面粗糙和出現劃痕。在切割過程中,一般切割速度越快,切割表面就越粗糙。大量的實踐證明,運用矩形波脈沖電源進行線切割加工時,無論對于何種加工產品,只要利用調頻功能對電流進行調節,保證機器處于最佳的運行狀態,就能保證加工出來的模具具有一定的光滑程度,防止出現表面粗糙的現象。為了更好地保證模具加工的精度,可以采用多層切割的方法來進行,如采用分步加工的工藝,開始先進行粗加工,使用較強的加工方式,給模具保留較大的預留量,進行快速切割,粗加工完成后再利用較弱的加工方式減少預留量,保證精確加工。另外,在拐彎處的預留量要多一些,防止出現塌角現象。相對于一次切割,多次切割可以在保證粗糙度相同的情況下,相對加快切割速度,比較準確保證切割精度,防止模具表面出現劃痕。

   

1.3 出現變形和開裂的現象

   

      在線切割加工過程中,由于是通過放電熱進行加工,模具表面會因放電而發生高溫熔化,然后在急冷條件下產生變質層,變質層在驟冷作用下,收縮產生拉應力,導致模具表面出現很多細小的裂紋。為了更好地實現模具的精度,并避免因各種原因產生應力而導致模具變形或開裂,一般采用熱處理的辦法,在新的熱平衡狀態下進行切割加工,從而有效避免變形和開裂的現象。

   

1.4 出現歪斜的現象

   

      對于一些外形比較復雜且精度要求高的模具,在加工過程中往往會因為精度要求比較高而出現歪斜的現象。因此,在對這類模具進行加工時,必須要考慮切割點和夾具的相應位置,從而更好地避免出現歪斜的現象,保證模具的完整性,防止出現模具的變形現象。

   

1.5 出現內凹和外凸的現象

   

      在加工過程中,模具可能會出現內凹和外凸的現象,導致增加新的工作量,同時模具的質量也不能很好地保證,難以達到模具要求的精度,影響模具的正常使用,造成資源的浪費。

   

2 改進措施和方法

   

      模具線切割加工過程中,會出現各種各樣的問題,導致加工出來的產品存在質量偏差,影響模具的使用。需要采取一定的措施來有效防止模具出現加工缺陷,從而保證模具的高質量。

   

2.1 防止出現塌角的方法

   

      塌角多出現在加工拐彎處,會顯著影響模具的使用,為了避免加工過程中出現塌角現象,需要采取一系列的措施。大量的實驗證明,在線切割過程中,為了防止外角出現塌角,一般可以在拐彎處要求電極絲的程序繼續向前工作,向前延伸一定的距離,這樣可以避免電極在外角處出現拐彎的現象,從而避免對模具外形的影響。另外,還可以進行粗加工,將塌角留在不需要的位置,從而避免模具出現塌角,保證其加工質量。

   

2.2 防止粗糙和不光滑的方法

   

      實踐證明,在切割過程中,如果切割速度較快,會造成切割表面的粗糙。為了避免這種現象的出現,在加工過程中只需通過調節變頻來調節加工電流,保證加工電流不會過強,使其保持在一個最佳的狀態,這樣可以有效降低模具切割表面的粗糙程度。另外,為了有效保證模具加工的精度,一般可采用多次切割的辦法,先進行粗加工,然后再進行精確加工。

   

2.3 防止出現變形和開裂的方法

   

      在實際加工中發現,產生變形和開裂的原因主要有:(1)零件的結構,例如窄長形狀的凹模和凸模易產生變形,其變形量的大小與形狀復雜程度、長寬比、型腔/邊框寬度比有關。形狀越復雜,長寬比及型腔/邊框寬度比越大,模具的變形量越大,其變形的規律是型腔中部癟入,凸模通常是翹曲。而對于形狀復雜清角的淬火型腔,在尖角處極易產生裂紋,甚至易出現炸裂現象,其出現的頻率與材料的成分、熱處理工藝等有關。對于圓筒形薄壁零件,若將其切割缺口,在即將切透時易產生炸裂現象。對于由零件外部切入的較深槽口,易產生變形,變形的規律為口部內收,變形量的大小與槽口的深度及材料性質。

 

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