數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)床的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-07-25 14:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)回火，盡量消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低脆性。 (8)用較長(zhǎng)時(shí)間回火，提高模具抗斷裂韌性值。 (9)充分回火，得到穩(wěn)定組織性能。 (10)多次回火使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變充分和消除新的應(yīng)力。 (11)對(duì)于有第二類(lèi)回火脆性模具鋼高溫回火后應(yīng)快冷(水冷或油冷)，可消除二類(lèi)回火脆性。 (12)模具鋼化學(xué)處理之前進(jìn)行擴(kuò)散退火、球化退火、調(diào)質(zhì)處理，充分細(xì)化原始組織。 ：(1)線(xiàn)切割工件坯料的大小，要根據(jù)零件的大小確定，不宜太小。一般情況下，圖形應(yīng)位于坯料中部或離毛坯邊緣較遠(yuǎn)而不易產(chǎn)生變形的位置上，通常應(yīng)取圖形到坯料邊距大于10mm。 (2)凡較大的型腔或窄長(zhǎng)而復(fù)雜的凸模，配制坯料時(shí)要改變傳統(tǒng)的實(shí)心板料習(xí)慣。大框型腔、窄長(zhǎng)型腔等易變形零件，其中間部位應(yīng)鏤空。這樣淬火時(shí)表里狀況得以改善，溫差小，產(chǎn)生的應(yīng)力小，同時(shí)切割時(shí)切除的體積也就小，應(yīng)力達(dá)到平衡也就不至受破壞。 (3)在模具使用允許的情況下，大框形型腔零件的清角處，應(yīng)適當(dāng)增加工藝圓角R，或在線(xiàn)切割之前將清角處鉆空，以緩解應(yīng)力集中的現(xiàn)象。 (4)對(duì)凸模零件，在淬火之前應(yīng)在凸塊坯料中鉆外形起點(diǎn)的穿絲孔，使工件在切割時(shí)保持內(nèi)應(yīng)力平衡且不被破壞，以免從材料外切入引起開(kāi)裂變形。 ，選擇合理的工藝參數(shù)： 改進(jìn)切割方法：(1)改變一次切割到位的傳統(tǒng)習(xí)慣為粗、精二次切割，以便第一次粗切割后的變形量在精切割時(shí)及時(shí)地被修正。一般精切割時(shí)的切割量應(yīng)根據(jù)第一次切割后的變形量大小而定。這種辦法常應(yīng)用于形狀復(fù)雜而勢(shì)必產(chǎn)生變形的零件或要求精度較高、配合間隙較小的模具。 (2)對(duì)易變形的切割零件，要根據(jù)零件形狀特征統(tǒng)籌安排切割的起始點(diǎn)、程序走向及夾壓位置，以減少變形量。一般應(yīng)選擇較平坦、已精加工或?qū)ぜ阅苡绊懖淮蟮牟课辉O(shè)置線(xiàn)切割的起始點(diǎn)。 選擇合理的工藝參數(shù)：(1)采用高峰值窄脈沖電參數(shù)，使工件材料以氣相拋出，氣化溫度大大高于融化溫度，以帶走大部分熱量，避免工件表面過(guò)熱而產(chǎn)生變形。 (2)有效地進(jìn)行逐個(gè)脈沖檢測(cè)，控制好集中放電脈沖串的長(zhǎng)度，也可解決局部過(guò)熱問(wèn)題，消除裂紋的產(chǎn)生。(3)脈沖能量對(duì)裂紋的影響極其明顯，能量越大，裂紋則越寬越深。脈沖能量很小時(shí)，例如采用精加工電規(guī)準(zhǔn)，表面粗糙度值。例如：動(dòng)模加工工藝在百分表的表盤(pán)模具加工中,動(dòng)模和定模是該模具的主要組成部分。動(dòng)模也稱(chēng)型芯或凸模, 是成型工件表面的模具零件,多裝在沖床的動(dòng)模板上。定模也稱(chēng)型腔或凹模,是成型件外表面的模具零件,多裝在沖床的定模板上。動(dòng)模和定模通常都要經(jīng)過(guò)淬火處理,硬度極高,一般加工方法難以實(shí)現(xiàn),數(shù)控電火花線(xiàn)切割在動(dòng)模加工中的應(yīng)用常有鑲件孔、頂針孔、定位孔等的加工。數(shù)控電火花線(xiàn)切割在動(dòng)模和定模加工中的應(yīng)用見(jiàn)圖 動(dòng)模在模具中起著很重要的作用,其設(shè)計(jì)形狀、尺寸精度及材料硬度都直接影響模具的沖裁質(zhì)量、使用壽命及沖壓件的精度。在實(shí)際生產(chǎn)加工中,由于工件毛坯內(nèi)部的殘留應(yīng)力變形及放電產(chǎn)生的熱應(yīng)力變形,故應(yīng)首先對(duì)穿絲孔進(jìn)行封閉式切割,盡可能避免開(kāi)放式切割而發(fā)生變形。如果受限于工件毛坯尺寸而不能進(jìn)行封閉形式切割,對(duì)于方形毛坯件,在編程時(shí)應(yīng)注意選擇好切割路線(xiàn)(或切割方向)。切割路線(xiàn)應(yīng)有利于保證工件在加工過(guò)程中始終與夾具(裝夾支撐架)保持在同一坐標(biāo)系,避開(kāi)應(yīng)力變形的影響。夾具固定在左端,從葫蘆形動(dòng)模左側(cè),按逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行切割,整個(gè)毛坯依據(jù)切割路線(xiàn)而被分為左右兩部分。由于連接毛坯左右兩側(cè)的材料越割越小,毛坯右側(cè)與夾具逐漸脫離,無(wú)法抵抗內(nèi)部殘留應(yīng)力而發(fā)生變形,工件也隨之變形。若按順時(shí)針?lè)较蚯懈?工件留在毛坯的左側(cè),靠近夾持部位,大部分切割過(guò)程都使工件與夾具保持在同一坐標(biāo)系中,剛性較好,避免了應(yīng)力變形。一般情況下,合理的切割路線(xiàn)應(yīng)將工件與夾持部位分離的切割段安排在總的切割程序末端,即將暫停點(diǎn)(支撐部分)留在靠近毛坯夾持端的部位。下面著重分析硬質(zhì)合金齒形動(dòng)模的切割工藝處理。一般情況下,動(dòng)模外形規(guī)則時(shí),線(xiàn)切割加工常將預(yù)留連接部分(暫停點(diǎn),即為使工件在第1次的粗割后不與毛坯完全分離而預(yù)留下的一小段切割軌跡線(xiàn))留在平面位置上,大部分精割完畢后,對(duì)預(yù)留連接部分只做一次切割,以后再由鉗工修磨平整,這樣可減少動(dòng)模在中走絲線(xiàn)切割上的加工費(fèi)用。硬質(zhì)合金動(dòng)模由于材料硬度高及形狀狹長(zhǎng)等特點(diǎn),導(dǎo)致加工速度慢且容易變形,特別在其形狀不規(guī)則的情況下,預(yù)留連接部分的修磨給鉗工帶來(lái)很大的難度。因此在中走絲線(xiàn)切割加工階段可對(duì)工藝進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使外形尺寸精度達(dá)到要求,免除鉗工裝配前對(duì)暫停點(diǎn)的修磨工序。由于硬質(zhì)合金硬度高,切割厚度大,導(dǎo)致加工速度慢,扭轉(zhuǎn)變形嚴(yán)重,大部分外形加工及預(yù)留連接部分(暫停點(diǎn))的加工均采取4次切割方式且兩部分的切割參數(shù)和偏移量(Offset)均一致。第1次切割電極絲(鉬絲)偏移量加大至015018mm,以使工件充分釋放內(nèi)應(yīng)力及完全扭轉(zhuǎn)變形,在后面3次能夠有足夠余量進(jìn)行精割加工,這樣可使工件最后尺寸得到保證。具體的工藝分析如下:(1)預(yù)先在毛坯的適當(dāng)位置用穿孔機(jī)或電火花成形機(jī)加工好1015mm穿絲孔,穿絲孔中心與動(dòng)模輪廓線(xiàn)間的引入切割線(xiàn)段長(zhǎng)度選取510mm。(2)凸模的輪廓線(xiàn)與毛坯邊緣的寬度應(yīng)至少保證在毛坯厚度的1/5。(3)為后續(xù)切割預(yù)留的連接部分(暫停點(diǎn))應(yīng)選擇在靠近工件毛坯重心部位,寬度選取34mm(取決于工件大小)。(4)為補(bǔ)償扭轉(zhuǎn)變形,將大部分的殘留變形量留在第1次粗割階段,增大偏移量至015018mm。后續(xù)的3次采用精割方式,由于切割余量小,變形量也變小了。第4章 線(xiàn)切割加工過(guò)程中的變形分析及原因：在線(xiàn)切割加工前,模板已進(jìn)行了冷加工、熱加工,內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力,而殘留應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng),在線(xiàn)切割去除大量廢料時(shí), 應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來(lái)。因此,模板在線(xiàn)切割加工時(shí),隨著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應(yīng)力的影響,將產(chǎn)生不定向、無(wú)規(guī)則的變形,使后面的切割吃刀量厚薄不均,影響加工質(zhì)量和加工精度。針對(duì)這種情況,對(duì)精度要求比較高的模板,通常采用4次切割加工。第1次切割將所有型孔的廢料切掉,取出廢料后,再由機(jī)床的自動(dòng)移位功能,完成第2次、第3次、第4次切割。a切割第1次,取廢料→b切割第1次,取廢料→c切割第1次,取廢料→……→n切割第1次,取廢料→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,加工完畢。這種切割方式能使每個(gè)型孔加工后有足夠的時(shí)間釋放內(nèi)應(yīng)力,能將各個(gè)型孔因加工順序不同而產(chǎn)生的相互影響、微量變形降低到最小程度,較好地保證模板的加工尺寸精度。但是這樣加工時(shí)間太長(zhǎng),穿絲次數(shù)多,工作量大,增加了模板的制造成本。另外機(jī)床本身隨加工時(shí)間的延長(zhǎng)及溫度的波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生蠕變。這樣既提高了生產(chǎn)效率,又降低了模板的制造成本。：電火花線(xiàn)切割是制造沖裁模凸、凹模常用的加工方法，但是在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)模塊變形的現(xiàn)象，它限制了線(xiàn)切割加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是在精密微細(xì)加工中的推廣使用。其原因在于，工件在線(xiàn)切割加工前，模塊經(jīng)歷了熱加工、冷加工，產(chǎn)生了較大的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，當(dāng)線(xiàn)切割去除大量的工件材料時(shí)，改變了表層、中間區(qū)域和芯部等諸層與層之間的應(yīng)力場(chǎng)分布狀態(tài)，隨著電極絲切割軌跡的移動(dòng)，殘余應(yīng)力不斷轉(zhuǎn)變?yōu)樗芗Γ淠芰勘会尫懦鰜?lái)，應(yīng)力的平衡狀態(tài)被破壞，內(nèi)應(yīng)力將重新分布，直至達(dá)到一個(gè)新的平衡。在這個(gè)過(guò)程中，材料產(chǎn)生了變形，導(dǎo)致加工后的工件形狀與切割軌跡不一致，破壞了加工精度，甚至使工件報(bào)廢。為了減小工件的變形，一般應(yīng)從兩個(gè)基本方面著手解決。一方面是合理選擇適合電加工工藝的工件材料(如:P系列、H系列熱作模具鋼)，嚴(yán)格控制熱處理工藝，并采用人工時(shí)效處理等方法，力爭(zhēng)最大限度地減小線(xiàn)切割之前材料產(chǎn)生和存在的組織缺陷及殘余應(yīng)力。另一方面是在線(xiàn)切割加工時(shí)采用有效工藝路線(xiàn)，盡量減小殘余應(yīng)力導(dǎo)致材料變形的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，很多模具加工工藝技術(shù)人員在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，習(xí)慣于淬火、回火后直接進(jìn)行線(xiàn)切割的工藝路線(xiàn)，忽略了殘余應(yīng)力問(wèn)題。現(xiàn)從加工工藝的角度對(duì)如何減小凸、凹模線(xiàn)切割變形作一些粗淺的探討。第5章 合理的加工工藝是減小電火花切割模具變形的有效辦法： 如前所述，殘余應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的系統(tǒng)，當(dāng)線(xiàn)切割加工工
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