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线切割加工过程中的变形分析及原因

线切割加工过程中的变形分析: 
         在线切割加工前,模板已进行了冷加工、热加工,内部已产生了较大的残留应力,而残留应力是一个相对平衡的应力系统,在线切割去除大量废料时, 应力随着平衡遭到破坏而释放出来。因此,模板在线切割加工时,随着原有内应力的作用及火花放电所产生的加工热应力的影响,将产生不定向、无规则的变形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影响加工质量和加工精度。针对这种情况,对精度要求比较高的模板,通常采用4次切割加工。第1次切割将所有型孔的废料切掉,取出废料后,再由机床的自动移位功能,完成第2次、第3次、第4次切割。a切割第1次,取废料→b切割第1次,取废料→c切割第1次,取废料→„„→n切割第1次,取废料→a切割第2次→b切割第2次→„„→n切割第2次→a切割第3次→„„→n切割第3次→a切割第4次→„„→n切割第4次,加工完毕。这种切割方式能使每个型孔加工后有足够的时间释放内应力,能将各个型孔因加工顺序不同而产生的相互影响、微量变形降低到最小程度,较好地保证模板的加工尺寸精度。但是这样加工时间太长,穿丝次数多,工作量大,增加了模板的制造成本。另外机床本身随加工时间的延长及温度的波动也会产生蠕变。这样既提高了生产效率,又降低了模板的制造成本。  

线切割加工过程中的变形原因: 
        电火花线切割是制造冲裁模凸、凹模常用的加工方法,但是在加工过程中会出现模块变形的现象,它限制了线切割加工技术的广泛应用,特别是在精密微细加工中的推广使用。其原因在于,工件在线切割加工前,模块经历了热加工、冷加工,产生了较大的残余应力,而残余应力是一个相对平衡的应力系统,当线切割去除大量的工件材料时,改变了表层、中间区域和芯部等诸层与层之间的应力场分布状态,随着电极丝切割轨迹的移动,残余应力不断转变为塑件功,其能量被释放出来,应力的平衡状态被破坏,内应力将重新分布,直至达到一个新的平衡。在这个过程中,材料产生了变形,导致加工后的工件形状与切割轨迹不一致,破坏了加工精度,甚至使工件报废。为了减小工件的变形,一般应从两个基本方面着手解决。一方面是合理选择适合电加工工艺的工件材料(如:P系列、H系列热作模具钢),严格控制热处理工艺,并采用人工时效处理等方法,力争最大限度地减小线切割之前材料产生和存在的组织缺陷及残余应力;另一方面是在线切割加工时采用有效工艺路线,尽量减小残余应力导致材料变形的影响。在实际生产中,很多模具加工工艺技术人员在编写加工工艺时,习惯于淬火、回火后直接进行线切割的工艺路线,忽略了残余应力问题。现从加工工艺的角度对如何减小凸、凹模线切割变形作一些粗浅的探讨。

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