模具线切割加工产生变形和开裂的原因和对策

模具线切割加工产生变形和开裂的原因和对策
作者：杨峰
来源：《科技视界》 2011年第24期
杨峰
（徐州机电工程高等职业学校江苏徐州２２１０１１）
【摘要】随着模具的不断发展，模具线切割加工得到了越来越广泛的应用。

但伴随而来
的模具线切割加工过程中出现的模具零件的变形和开裂也称为一个很重要的问题，它使得模具
的加工周期变长，同时也使得模具加工的成本增加。

本文从模具线切割加工过程中产生变形的
原因分析入手，对防止在加工过程中出现的这类问题提出了一定的解决措施。

【关键词】模具；线切割；变形和开裂；原因和对策
随着工业的不断发展，作为其基石的模具产业也获得了很大程度的发展，而作为模具加工
方法之一的线切割加工也获得了很大程度的发展。

但同时也存在着很多的问题其中对模具加工
影响最大的就是变形和开裂。

这种问题的出现使得模具零件报废，延长了模具的加工工时增加
了模具加工的成本。

其实在模具加工中很多的原因使得模具加工出现变形和开裂。

在模具加工
中我们又采用什么措施来解决模具加工中出现的这种问题呢？
１模具线切割加工产生变形和开裂的原因
１．１模具材料的影响
１．１．１对于淬透性差，易变性的模具材料(T8A、T10A等)，采用线切割加工易变性
和开裂。

１．１．２原材料存在严重的碳化物偏析也易产生变形和开裂。

１．２线切割工艺的安排不合理
１．２．１线切割的路径选择不当
电火花线切割切割路线的起始点应选择在工件表面较为平坦、对工作性能影响较小的部位。

对于精度要求较高的工件，最好将切割起始点取在坯件上预制的穿丝孔中，不可从坯件外部直
接切入，以免引起工件切开处发生变形。

而如果路径选择不合理就会造成工件的变形或开裂。

１．２．２工件的夹压方式不可靠、夹压点的选择不当
一般情况下，最好将电火花线切割切割起始点安排在近夹持端，将工件与其夹持部分分离
的切割段安排在切割路线的末端，将暂停点设在近坯件夹持端部位。

如果夹压时不这么做也会
造成变形和开裂。

１．２．３电规准选择不当
１．３零件结构的影响
１．３．１对于窄长形状的凹模、凸模而言易产生变形，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；
１．３．２对于形状复杂清角的淬火型腔而言，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；
１．３．３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；
１．３．４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。

２解决措施
２．１选择变形量较小的材料，采用正确的热处理工艺
２．１．１避免选用淬透性差、易变形材料
２．１．２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。

２．１．３对于模具材料用较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值，以防止线切割加工
过程中出现变形和开裂。

２．２优化工艺方案，选择合理的工艺参数
２．２．１改进切割方法
（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0.5mm左右即可。

这种办法常应用于形状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，但要注意，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，要根据零件形状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。

２．２．２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＜Ra1.25μm,一般不易出现裂纹。

【参考文献】
［１］徐志扬．模具制造工．中国劳动社会保障出版社,2006．
［２］陈子银．模具数控加工技术．人民邮电出版社，2006．
［３］甄瑞麟.模具制造工艺学．清华大学出版社，2009．
［４］刘明.模具制造工艺学．机械工业出版社，2008．
［５］李振平.模具制造工艺学．机械工业出版社，2007．
［责任编辑：王爽］。