模具线切割加工产生变形和开裂的原因和对策

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模具零件在线切割加工中变形分析及解决对策

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２【摘要】对线切割加工中模具零件变形问题产生原因进行了详细分析，如切割路线、工件装夹、材ｌ９料选取、热处理工艺以及模具结构设计和工艺安排等。并提出预防和减小模具零件变形和开裂的现９
模具零件在线切割加工中变形分析及解决对策
魏引焕张晓燕曹博涛（陕西科技大学机电工程学院，西安７０２）１０１
ＷＥＩＹｉｈｎ，ＺＨＡＮＧａ－ａｎ— ｕａＸｉｏｙｎ，ＣＡＯ－ａＢｏｔｏ
ＤｅｏｒｔｎａａｙｉｎｒｖｎｉｅｍｅｓｒｓｏｉｍｏｌａｔＥＤＭｆｍａｉｎｌｓｓａｄｐｅｅｔａｕｅｆｅ＆ｏｖｄｕｄｐｒｉＷｓｎ
维普资讯
第５期
２００８年５月
文章编号：Ｏ１３９（０８０－２ｌ０ｌＯ — ９７２０）５０１一２
机械设计与制造
ＭａｈｉｅｙＤｅｉｎｃｎｒｓｇ＆Ｍａｆｃｕｅｎｕａｔｒ一２ｌｌ一
则实际夹紧力为Ｗ＝＋）８６９（Ｋ（＝３０ＮＫ是安全系数，这里取２１界情况：０的普通螺栓ｄ＝６２ｍ为了满足螺栓）１￣Ｍ３。．１ｍ，２
强度，：则
用逆向工程技术，通过定位误差和夹紧力的分析计算，对该夹具
进行质量检验和评价。机械制造企业如果能在夹具设计出来以后，运用本文的分析方法对夹具进行评价，综合多方面影响因

线切割加工工件变形的原因及解决办法

线切割加工工件变形的原因众所周知，将一根竹子从中间劈开，竹片两半都会变弯，大半弯得少，小半弯得多。

这就是材料本身会有应力，劈开的过程打破了材料原有应力的平衡状态，通过变形来恢复平衡。

线切割加工工件变形也是同样的道理，其切割过程打破了工件原有的应力平衡状态。

线切割加工的变形大小与工件的结构有关系。

窄长形状的凹模、凸模易产生变形，其变形的大小与形状复杂程度、长宽比等有关系；壁厚较薄的工件容易产生变形。

如果变形非常小，在加工要求的精度范围以内，这种变形几乎可以忽略不计。

但如果变形超出了加工精度要求，会使尺寸出现明显偏差，影响工件的加工形状。

造成变形的原因是多方面的，譬如，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路径选择问题等等。

这些多方面的原因将导致材料内部应力作用发生变形。

热应力作用对工件形状的影响2、工件加工变形的预防措施可以采取一定的措施对线切割加工的变形予以控制，防止变形现象的发生。

（1）切割前的粗加工或应力释放切割如果需要在一块材料上进行大面积切割，会使材料内部残余应力的相对平衡状态受到破坏，材料会产生很大的变形。

我们可以先消除材料的大部分应力，办法是进行粗加工（粗加工），把大部分的余量先去掉，或者是进行释放应力的路径切割。

对于大件凹模的电火花线切割加工，可以做两次主切，先将主切的偏移量加大单边0.1-0.2mm进行第一次主切，让其应力释放，再用标准偏移量进行第二次主切，如下图所示。

进行释放应力的粗加工减少变形对于长的狭窄外形，先在此型孔内部进行释放应力的路径切割，再加工型孔外形，如下图所示释放应力切割（2）加工穿丝孔切割凸模时，如果不加工穿丝孔，直接从材料外切入，如下图（a），因材料应力不平衡产生变形，会产生张口变形或闭口变形。

可在材料上加工穿丝孔，进行封闭的轮廓加工，如下图（b）可明显减少电火花线切割加工带来的变形。

（a）变形较大(b)变形较小加工穿丝孔减少变形（3）优化加工路径一般情况下，最好将加工起割点安排在靠近夹持端，将工件与其夹持部分分离的切割段安排在加工路径的末端，将暂停点设在靠近坯件夹持端部位。

在线切割加工中模具变形的原因及解决方法

应力场重新分布而引发模具变形，去除的材料越深度、电解程度、表面粗糙度等），而且由于工件多，工件变形越大；反之，去除的材料越少，越有内部的残余应力能逐步释放出来，因而工件变形利于减小工件的变形。因此，如果在线切割之前，小，尺寸精度明显提高。
电火花线切割是制造冲裁模凸、凹模常用的加工阶段，然后再进行线切割加工，由于精切余量较工方法，但是在加工过程中会出现模块变形的现小，变形量自然就减小了。象，它限制了线切割加工技术的广泛应用，特别是因此，如图１ａ所示，为了减小变形，可对形
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在线切割加工中模具变形的原因及解决方法
成都旭光电子股份有限公司
一
（１５０刘蓉６００）
、
线切割加工过程中模具变形的原因
能够预先去除大部分的加工余量，使工件材料的内应力先释放出来，将大部分的残余变形量留在粗加
２ｍｍ的余量。若用线切多模具加工工艺技术人员在编写加工工艺时，习惯割粗加工法预加工，如快速
～
于淬火、回火后直接进行线切割的工艺路线，忽略走丝线切割机床可留０５．～
图２了残余应力问题。现从加工工艺的角度对如何减小１ｍｍ的余量，特别是在切１预加工．轮廓２凹模．轮廓凸、凹模线切割变形作一些粗浅的探讨。割凹模时，预先留出加工余量，以宽脉冲、大电流

模具设计与制造毕业论文--线切割加工变形和开裂问题分析

模具设计与制造毕业论文--线切割加工变形和开裂问题分析XXXXXXX学院毕业实习专题报告题目：线切割加工变形和开裂问题分析作者： XXXXXX 学号： XXXXXXXXXX 班级：08模具系别：机电工程系专业：模具设计与制造2011年6月福建XXXX摘要“电火花数控线切割加工”是利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。

它为机械制造业中加工某些特殊的材料、特殊形状的工件提供了切实可行的方法，如高强度、高硬度的淬火钢；微细异型孔、窄缝等。

电火花数控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？因此，本人通过3个多月的深入研究弄清楚加工变形和开裂的原因并采取相应的措施，对降低加工成本和保证加工质量和速度十分重要，更能推进该工艺的进一步发展，早日实现全自动无人操作加工。

关键词：线切割；变形；开裂；措施目录摘要.......................................................................... 目录 (I)1. 前言 01.1 实习目的 01.2 实习基本情况 01.3 实习过程发现的问题——变形和开裂 02. 变形和开裂的原因 (1)2.1“电火花线切割加工”原理 (1)2.2引起“电火花线切割加工”变形和开裂的原因 (1)2.2.1 与零件的结构有关 (2)2.2.2 与热加工工艺有关 (2)2.2.3 与机械加工工艺有关 (2)2.2.4 与材料有关 (2)2.2.5 与线切割工艺有关 (2)3. 防止变形和开裂 (3)3.1 选择变形量较小的材料，采用正确的热处理工艺 (3)3.2 合理安排机械加工工艺 (3)3.4选择合理的工艺参数4结尾 (6)参考文献 (7)1. 前言毕业实习是我们在完成教学计划所规定的全部理论课程的基础上进行的总结性实习，是培养和检验我们综合运用所学专业的基本理论、基本技能，理论联系实际以及独立地分析问题、解决问题的重要环节。

线切割模具变形开裂原因及防止措施

２６模具回火时温度偏低，时间缩．．短，回火次数少；
度，模块甚至因开裂而报废。
二、模具在线切割加工前诸因素引起模具在加工过程中变形开裂的原因
２．．模具表面严重脱碳。７
３机械加工工艺方面．
模具在线切割加工前，诸因素造成模
形过程中发生开裂；
方面是合理选择适合电加工工艺的
工件材料，严格控制热处理工艺，并采用人工时效处理等方法，力争最大限度地减少在线切割加工之前材料产生和存在的组
织缺陷及残余应力；
另一方面是模具在线切割加工时采用有效工艺路线，尽量减小模具内残余应力
高，或选择的材料及硬度范围在不可逆回
火脆性区。
２热加工方面．
求，磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病；
３．块在热处理前没有预先采取去．模４
除较大加工余量，即整体淬火而且心部未
淬透；３．．线切割加工工艺不当，如无穿丝５
一
去除较大加工余量，每边留１２ｍ－ｍ余量，
以减小体积，淬火后再切割加工。模具开型腔淬火，可以改善模具在淬火时的表面温差，有利于冷却，使刃口部位有足够的硬度，淬层加深，并改变模具的内应力分布，从而避免在线切割加工变
加工过程中产生变形、开裂呢？为此我们

线切割加工中变形与开裂机理研究

目录1 线切割简述1.1线切割的概述1.2线切割的发展史1.3线切割的原理2 产生变形及裂纹的主要因素2.1 与零件的结构有关2.2 与热加工工艺有关2.3 与机械加工工艺有关2.4 与材料有关2.5 与线切割工艺有关3 防止变形和开裂的措施3.1 选择变形量较小的材料，采用正确的热处理工艺3.2 合理安排机械加工工艺3.3 优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数3.3.1该进切割方法3.3.2选择合理的工艺参数1 线切割简述1.1线切割的概述电火花线切割简称线切割。

它是在电火花穿孔、成形加工的基础上发展起来的。

它不仅使电火花加工的应用得到了发展，而且某些方面已取代了电火花穿孔、成形加工。

如今，线切割机床已占电火花机床的大半。

线切割所需的工作环境：1.满足线切割机床所要求的空间尺寸；2.选择能承受机床重量的场所；3.选择没有振动和冲击传入的场所。

线切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。

4.选择没有粉尘的场所；(1) 线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命；(2) 线切割放电机器属于计算机控制，计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘；(3) 线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。

因此，机台防尘网要经常清洁。

5.选择温度变化小的场所，避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的地方(1)高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，一般为室温20C；(2)由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变化太大则会对机器使用寿命造成严重影响。

6.选择屏蔽屋：因线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境.7.选择通风条件好，宽敞的厂房，以便操作者和机床能在最好的环境下工作。

影响零件线切割加工质量的因素和控制措施

影响样板，量规等高精度零件线切割加工质量的因素和控制措施一．装夹方法采用合适的装夹方法，防止搭头，倾斜；装夹前打净毛刺，除锈，清理热处理残留物。

二电极丝不垂直校正电极丝三材料应力变形；由于线切割加工相当于材料表面淬火，热变形影响材料变形的主要因素，零件表面主要受拉力。

措施：材料和热处理方面1.正确选择材料，选择热处理淬透性好，变形小的材料。

2.最好采用锻造毛坯，对毛坯热处理严格要求，采用二次回火或球化退火。

6.在技术条件允许的下，把材料硬度控制在HRC58－60范围内。

四.严格控制电切削参数在一定的切割速度内，采用低的峰值电流，小脉宽，低冲水压力。

五.在线切割前严格控制磨削工艺。

1.磨削时防止产生磨削裂纹。

2.保证零件充分退磁。

六.采用合适的工艺方法1.切割凸模类零件时，单边所留余量不小于5MM。

2.根据经验，设置暂停点。

3.在合适位置开加工艺孔，使零件尽可能采取封闭加工。

4.选择合适的切割路线，切割起始点选择到尖边，尺寸要求不高的地方。

5.增加压板数量。

6.对于复杂的凹模类零件，采取多次切削工艺或粗铣后切削的工艺方法。

七. 管理制度上.1.编程时采用校对制度。

2.针对样板，制定出相应的制度。

比如采取三检、试切制度。

3.积累经验，详细记录切割过程、参数和加工。

八.其他1.在锥度加工、上下异形的加工中，设置好加工基准面，和零件高度。

2.切割零件在丝方向上不规则时。

3.切割零件在丝方向有通孔类特征存在时，在通孔处，排屑较好，放电间隙小，容易产生凸台。

1．切割中的注意事项6.1小余料的处理方法小余料如果掉入下喷嘴，继续加工可能会损坏喷嘴和导丝嘴，因此切割阴模时小余料在切断前要想法固定,如用磁铁吸住，根据需要适当抬高Z轴；或在编程时保留S＋0.03mm不切，S为丝径加双边的放电间隙，加一个暂停，当实际加工到此处后，移开下臂，在阴模下垫一支撑物，用铜棒小心的敲下脱落件，然后从暂停处继续加工。

也可在快切断时，抬高上喷嘴，减小上喷嘴压力，让下喷嘴的高压水把余料冲出，暂停机床检查余料确定冲出，继续加工。

Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止

Science &Technology Vision 科技视界作者简介:马燕(1969—),女,工程师,主要从事机加工数控及模具制造。

仪表行业自行生产使用的冷冲模具中,使用Cr12钢材的占80%以上,Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。

该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性以及不易变形等优点。

由于Cr12钢含碳量高达2.30%,所以冲击韧性较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物。

Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷剪切刀(剪切硬而薄的金属如硅钢片)、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模以及螺纹滚模等模具。

由于Cr12钢热处理变形微小,断面在200-300mm,的模具淬火能完全被淬透,这种钢不仅可用油冷,即使空冷也可淬硬,但此类钢材在电火花线切割加工过程中,或在加工完毕,早期使用过程中,模具开裂时有发生。

由图1可知:用Cr12钢制作电表三相表底切边模凹模线切割用毛坯料,钼丝走向A→B,切割B 处时沿图示线开裂。

模具开裂既然发生在线切割加工过程中或完毕之后,那么开裂是不是线切割加工造成的呢?还是其他因素造成的。

图1三相表底切边模凹模线切割加工开裂示意图1开裂原因分析1)根据电火花切割线加工原理特性知道:①线切割表面为图形凸起和凹坑密布并有无数微孔,凸起和凹坑之间有较大圆角过度,因此微区尖角效应小;②模具钼线切割表层存在残余拉应力,拉应力值从表及里递减。

约在变质层与基体交界处趋于零;③线切割仅在表层约0.05㎜深度范围内出现变质层,从开裂的工件看裂纹长度约要贯穿整块坯料,裂纹发生的部位无规律性且和钼丝运动的轨迹无关,这就说明电火花线切割加工并不是造成开裂的真正原因。

2)我们知道,各道机械加工部位都会使工件产生内应力,但从数量上来说,都无法和热处理淬火所造成的残余内应力相比。

工件经过淬火后各部位的残余内应力是不均匀的。

模具热处理开裂产生原因及应对措施分析

| 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials·144·2019年第22期模具热处理开裂产生原因及应对措施分析胡光明（广东工程职业技术学院机电工程学院，广东广州 510520）摘要：模具形状复杂，精度要求较高，制造难度大，尤其在热处理过程中容易出现开裂现象。

一旦开裂将造成模具报废，文章对模具热处理开裂的原因及形式进行分析，并从材料、热处理工艺、模具结构等多个角度提出预防方法及改善措施。

关键词：模具；热处理；开裂；热加工工艺中图分类号：TG315.2 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）22-0144-03作者简介：胡光明（1972—），男，硕士，副教授，研究方向：机械制造及自动化。

模具热处理工艺好坏对模具寿命及模具性能影响甚大，热处理工艺不当将导致热处理变形、热处理开裂、内应力集中、早期断裂而提前失效。

珠三角某模具企业因热处理不当而致模具失效事故约占32%以上，文章根据珠三角某模具企业多年模具制造及使用经验对模具开裂原因情况做分析。

热处理工艺与材料、环境、热处理对象形状尺寸等等多种因素有关，具体实施中千差万别。

基本方法有以下几种：（1）退火、调质等预备热处理工艺。

主要目的改善组织，消除锻造、毛坯的组织缺陷，降低硬度改善加工性。

高碳合金模具钢经过适当的预先热处理可消除网状碳化物，使碳化物球化、细化，促进碳化物分布均匀性。

这样有利于保证淬火、回火质量，提高模具寿命。

（2）消除应力退火。

模具在粗加工后应进行消除应力退火处理，目的是消除粗加工所造成的内应力，以免淬火产生过大的变形或裂纹。

对于精度要求高的模具，在磨削或电加工后还需经过消除应力回火处理，有利于稳定模具精度，提高使用寿命。

（3）淬火、回火。

加工完成，为了获得优良的力学性能，冷作模具通常采用淬火、低温回火，热作模具通常采用淬火、高温回火。

淬火与回火是模具热处理中的关键环节。

模具变形和开裂怎么办？

模具变形和开裂怎么办？影响冲压模具变形与开裂的原因是多方面的，主要与原始组织、钢材的化学成分、零件的结构形状及截面尺寸、热处理工艺等因素有关。

开裂往往是可以预防的，但是热处理变形总是难以避免的。

在实践中，截面尺寸的差异、冲压模具零件的结构形状、热处理(加热—保温—冷却)过程中因加热与冷却的速率不同，在热应力、组织应力及相变体积变化的综合作用下，引起零件体积膨胀或收缩，从而使尺寸与形状发生偏差、变形，甚至造成开裂。

预备热处理对于共析钢的冲压模具锻件，应先进行正火处理，然后进行球化退火，以消除锻件内网状二次渗碳体，细化晶粒，消除内应力，并为后续(或最终)热处理作好组织准备。

冲压凹模零件淬火前，应先进行低温回火(稳定化处理)。

对一些形状较为复杂、精度要求高的凹模，在粗加工后精加工前，应先进行调质处理，以减少淬火变形，尽量避免开裂倾向，并为最终热处理作好组织准备。

二优化淬火、回火处理工艺1.回火处理的控制模具零件从冷却剂中取出后，不宜在空气中停留较长时间，应及时放入回火炉中进行回火处理。

回火处理时，应避免低温回火脆性和高温回火脆性。

对于一些精度要求的模具零件，淬火后采用多次回火处理，以消除内应力，减小变形，避免开裂倾向。

2.淬火零件的防护淬火、回火处理是影响冲压模具零件热处理变形或开裂的重要环节。

对于淬火重要的模具零件(如凸模、凹模)易发生变形或开裂的部位，应采取有效的防护措施，力求使零件的形状与截面对称，内应力均衡。

常用的防护方法如下：a.捆包法;b.填充法;c.堵塞法。

3.加热温度的确定淬火加热温度过高，使得奥氏体晶粒粗大，且会造成氧化、脱碳现象，零件变形与开裂的倾向增大。

在规定的加热温度范围内，淬火加热温度偏低则会造成零件内孔收缩，孔径尺寸变小。

故应选用加热温度规范的上限植;而对于合金钢，加热温度偏高，则会引起内孔膨胀，孔径尺寸变大，因此应选用加热温度的下限值为宜。

4.加热方式的改进对于一些小型的冲压凸凹模或细长的圆柱形零件(如小冲头)，可事先预热至520--580℃，然后放入中温盐浴炉内加热至淬火温度，比直接使用电炉或反射炉加热淬火零件变形明显减小，且能控制开裂倾向。

解决模具镶块电火花线切割中开裂、变形问题

解决模具镶块电火花线切割中开裂、变形问题摘要：冲压模具曲面刀口镶块常用电火花线切割加工，加工时常出现镶块开裂、变形现象。

针对该问题，从开裂、变形成因展开分析热处理方法的合理运用能够减小开裂变形的意义。

阐述冲压模具材料的合理选择和热处理后材料残应力存在的程度对线切割的影响，简述线切割加工工艺合理运用能够避免材料残余应力变形，从作业前材料定位、装夹和切割路线的选择等方面展开分析。

解决模块在线切割中的开裂变形问题。

关键词：镶块线切割残余变形加工工艺在冲压模制作过程中，通常有些曲面凸、凹刀口镶块利用线切割加工，在加工中时有工件突然开裂现象，还有部分凸、凹模件在切割加工中发生扭曲、弯曲变形，导致加工后加工件形状与线切割运行轨迹不一致，精度难以满足产品使用要求。

现从现象形成原因、热处理、材料选择、加工工艺等方面进行分析，从而在线切割时解决开裂变形问题。

1. 应力集中是线切割开裂变形的直接原因温度相同（常温）且不受外力作用时金属材料各部分内部存在的应力称之为内应力。

钢件在锻压、焊接或冷、热塑性加工状态及淬火状态均存在一定的内应力，机械切削加工、线切割加工时也会产生一定的内应力。

只要有应力，就会产生不同程度的变形，对此，合理的释放和消除应力显得十分重要，也是解决开裂、变形的根本，要用不同的工序统筹考虑逐一解决。

① 淬火钢的内应力可通过热处理工艺消除，也可以通过振动时效得以松弛和消除。

工具钢热处理淬火时高碳马氏体的急剧形成和高速长大会形成很高的应力，当应力超过材料的断裂极限时就在钢件内部产生微裂纹，即使当时未产生裂纹，该应力区在随后的后续加工过程中产生热使应力增加，在应力的作用下也会产生微裂纹，甚至可能产生为宏观裂纹，从而导致凸、凹模刀口件变形，直至开裂。

淬火后的低碳或无碳合金中约存在500～800MPa的内应力，而高碳钢内应力可达1600MPa。

有资料介绍，磨削加工时可引起70～80MPa的内应力。

② 线切割引起的内应力电火花线切割是利用火花放电对钢铁材料表面产生的电蚀现象加工成形。

浅析模具线切割加工品质的缺陷与改进对策

论对于何种加工产品，只要利用调频功能对电流进行调节，保
实践证明，在切割过程中，如果切割速度较快，会造成切割
证机器处于最佳的运行状态，就能保证加工出来的模具具有一定的光滑程度，防止出现表面粗糙的现象。为了更好地保证模具加工的精度，可以采用多层切割的方法来进行，如采用分步加工的工艺，开始先进行粗加工，使用较强的加工方式，给模具
的实验证明，在线切割过程中，为了防止外角出现塌角，一般可
这样就可让塌角出现在不需要的位置，保证了模具的质量。
１．２表面出现不光滑，且有一定的划痕的现象
模具线切割加工的表面出现划痕或不光滑现象，这是由很
以在拐弯处要求电极丝的程序继续向前工作，向前延伸一定的距离，这样可以避免电极在外角处出现拐弯的现象，从而避免
对模具外形的影响。另外，还可以进行粗加工，将塌角留在不需要的位置，从而避免模具出现塌角，保证其加工质量。
1模具线切割存在的品质缺陷11出现塌角现象在线切割加工过程中特别是在拐弯的地方加工出来的模具的转角与理论值存在一定的偏差这是因为在加工过程中一部分材料被电极丝切割掉而出现塌角现象造成加工出来的产品不符合要求
三至量堡Ｇ。ｎｇＹｖｕ — ｉｓｎｕ
浅析模具线切割加工品质的缺陷与改进对策
持在一个最佳的状态，这样可以有效降低模具切割表面的粗糙程度。另外，为了有效保证模具加工的精度，一般可采用多次切割的办法，先进行粗加工，然后再进行精确加工。

模具加工异常改善措施

模具加工过程中出现异常可能会导致产品质量问题和生产效率低下。

下面是一些常见的模具加工异常和相应的改善措施：
1. 模具磨损：模具磨损可能导致尺寸偏差和表面粗糙度增加。

- 改善措施：定期对模具进行维护和修复，涂抹合适的模具保养剂以延长模具寿命。

2. 模具变形：高温和高压会导致模具变形，影响产品精度和质量。

- 改善措施：优化模具材料和结构设计，确保模具具有足够的刚性和抗变形能力。

控制加工过程中的温度和压力，避免过度负荷。

3. 模具冷却不均匀：不均匀的冷却可能导致产品尺寸不稳定和内部应力集中。

- 改善措施：设计合理的冷却系统，确保冷却介质均匀覆盖整个模具，避免冷却死角。

根据模具加工过程中的温度分布情况，调整冷却介质的流量和温度。

4. 模具表面粗糙度不符合要求：模具表面粗糙度不符合要求可能影响产品的外观和性能。

- 改善措施：选择合适的加工方法和刀具，确保切削速度和进给速度适当。

精细调整切削参数，如切削深度和刀具进给量，以达到所需的表面粗糙度。

5. 模具出现断裂或裂纹：模具的疲劳和过载可能导致模具断裂或产生裂纹。

- 改善措施：合理设计和优化模具结构，确保模具具有足够的强度和刚性，减少应力集中。

控制加工过程中的负荷和温度，避免过载。

除了以上措施外，还应建立质量控制体系，包括定期检查和保养模具，记录模具使用情况和维护历史，及时处理和纠正异常情况。

定期培训和提升加工人员的技能和意识，以提高模具加工质量和效率。

请注意，具体的改善措施应根据具体情况和问题进行评估和实施。

Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止共4页

Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止仪表行业自行生产使用的冷冲模具中，使用Cr12钢材的占80%以上，Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。

该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性以及不易变形等优点。

由于Cr12钢含碳量高达2.30%，所以冲击韧性较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物。

Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷剪切刀（剪切硬而薄的金属如硅钢片）、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模以及螺纹滚模等模具。

由于Cr12钢热处理变形微小，断面在200-300mm，的模具淬火能完全被淬透，这种钢不仅可用油冷，即使空冷也可淬硬，但此类钢材在电火花线切割加工过程中，或在加工完毕，早期使用过程中，模具开裂时有发生。

由图1可知：用Cr12钢制作电表三相表底切边模凹模线切割用毛坯料，钼丝走向A→B，切割B处时沿图示线开裂。

模具开裂既然发生在线切割加工过程中或完毕之后，那么开裂是不是线切割加工造成的呢？还是其他因素造成的。

1 开裂原因分析1）根据电火花切割线加工原理特性知道：①线切割表面为图形凸起和凹坑密布并有无数微孔，凸起和凹坑之间有较大圆角过度，因此微区尖角效应小；②模具钼线切割表层存在残余拉应力，拉应力值从表及里递减。

约在变质层与基体交界处趋于零；③线切割仅在表层约0.05?深度范围内出现变质层，从开裂的工件看裂纹长度约要贯穿整块坯料，裂纹发生的部位无规律性且和钼丝运动的轨迹无关，这就说明电火花线切割加工并不是造成开裂的真正原因。

2）我们知道，各道机械加工部位都会使工件产生内应力，但从数量上来说，都无法和热处理淬火所造成的残余内应力相比。

工件经过淬火后各部位的残余内应力是不均匀的。

一般存在着表层中间区域和中心部位不同应力场的分布状态有着密切的关系（图2），淬火工件形状大小和残余应力变化的关系。

线切割加工和一般机械加工相比，有其独特的加工路线，一般经过工件的边缘，中间区域和心部。

浅谈线切割在加工凸凹模具时的变形与开裂

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浅谈线切割在加工凸凹模具时的变形与开裂
（宁夏天地西北煤机有限公司，宁夏石嘴山７３０）５０１
摘要：介绍了凸凹模具在线切割加工中出现的变形与开裂问题，并提出了从原材料、热处理、机加工工艺等各方面的改进建议与预防措施。关键词：切割；线变形；裂；开改进建议；防措施预
图１
从以上两种加工方式对比看出，由于模具较厚（０ｍ）在淬火时中间部位难以淬透，９ｍ，表面被淬硬后转变成马氏体，由于马氏体比容大，表层引起体积膨胀。中心冷却速度慢、塑性好，产生塑性收缩，热应力和组织应力便残留在了钢的内部，在同一截面上出现不同组织的比容差（织应力）两个不同组织交界附近产生很组，

３３热处理．
象。
参考文献
『１械制造工艺材料技术手册编写组编．械１机机制造工艺材料技术手册『．京：械工业出Ｍ１北机
版社．９２１９．
【】美堂．属材料及热处理【．海：海科２史金Ｍ１上上学技术出版社．９９１８．
大的应力，回火不充分情况下更加显著。火在淬钢表面不可避免地受压应力，心部受拉应力，使整个工件应力处于平衡状态。一个截面承受两种应力，当切割到中心部位应力崩溃，应力平衡破坏，硬层得到胀大的机会，心部位强度减淬中弱，向收缩。从Ａ点到Ｃ点时，部应力释趋内放，体积重新分布，引起变形夹丝。割到Ｄ点，内应力突破材料强度而被拉裂。图ｌｂ采用机（）加工留余量的方法，经热处理淬火后，整个坯料得到较厚的淬硬层，切割模块始终在应力基本平衡的状态下工作，以不易变形夹丝和开裂。所显然这与机加工工艺路线安排是有关系的。图２所示为凹模，尺寸为２０×１０×４４５５（ｌ整体模块，一次投料时没有预开槽（ｍｉ）１第已

线切割如何解决加工变形问题

线切割如何解决加工变形问题在中走丝线切割加工的过程中我们可能会发现出现变形的情况，是什么原因引起的？该如何解决？下面我们来说一下几个方面引起的变形。

1、一般情况下，凸模外形规则时，常规慢走丝线切割将预留连接部分(暂停点，即为了使工件在第1次的粗割后不完全与毛坯分离而预留下的一小段切割轨迹线)留在平面位置，大部分精割完毕后，保留的连接部分只有一次切割，后来由钳工打磨平整，这样就减少凸模在中走丝线切割上的加工费用。

硬质合金凸模，由于硬度高而窄的形状和其他特征，从而导致处理速度慢且容易变形，特别是在不规则形状的情况下，预留连接部分的修磨给钳工带来很大的难度。

因此在中走丝线切割加工阶段可对工艺进行适当的调整，使外形尺寸精度达到要求，免除钳工装配前对暂停点的修磨工序切割厚度大，导致处理速度慢，扭转变形严重。

具体过程如下：（1）事先在毛坯的适当位置用穿孔机或电火花成形机加工好穿丝孔（Φ1.0—Φ1.5mm），引入穿丝孔中心与凸模轮廓线间的切割线段长度选取5—10mm。

（2）凸模的轮廓线与毛坯边缘的宽度至少要保证在毛坯厚度的1/5。

（3）保留用于随后的切割的连接部分(暂停点)，应选择接近工件毛坯的重心部分，选取宽度3—4mm（取决于工件大小）。

（4）以补偿扭转变形，在第一粗加工阶段的残余变形量，增加了偏移到0.15-0.18毫米。

后续采用精割方式跟进三次，由于切割余量小，变形量也变小了。

（5）大部分外形4次切割加工完成后，用压缩空气把工件吹干，毛坯端面上用酒精溶液洗净干燥，然后用粘合剂或液体快干胶（通常用快干胶水502）把磨平的厚约0.3mm的金属薄片粘牢在毛坯上，再按原先4次的偏移量切割工件的预留连接部分(注意：不要把胶水滴到工件的预留连接部分上，从而避免造成不导电而不能加工)。

2、凹模板加工中的变形分析中走丝线切割之前，该模板已冷、热加工，产生了一个大的内部残余应力，残余应力是一个压力相对平衡的系统中，线切割去除的大量废料时，应力随着平衡遭到破坏而释放出来。

Cr12钢模具线切割加工中的开裂和防止

ｌ时闻２时间丝的移动，热处理淬火后的残余内应力不断发生变化．破坏了工件内图４表底凹模热处理淬火工艺对比部原来维持的平衡状态．使得发生变形如果加工路线经过工件的最大残余内应力区域．内应力因必须依存的一方突然消失而变成足够大第二次重新加工时．在热处理淬火之前先铣去坯料中间３０ｘ的拉应力．使得工件开裂３０ａｒｍ的型腔，所留余量只要能满足热处理淬火变形（下转第４Ｏ页）
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图１三相表底切边模凹模线切割加工开裂示意图
图３机械性能韧性ｆｋ与工件厚度关系
１开裂原因分析
２实例对比说明
图１所示加工的电表三相表底切边模凹模毛坯是由Ｃｒ１２圆钢锻１）根据电火花切割线加工原理特性知道： ①线切割表面为图形凸造成长方体，同炉热处理退火，再机械加工成图示毛坯模块，然后进行起和凹坑密布并有无数微孔．凸起和凹坑之间有较大圆角过度．因此热处理淬火（图４），处理后硬度为ＨＲＣ６２，但线切割加工后开裂。微区尖角效应小： ②模具钼线切割表层存在残余拉应力．拉应力值从表及里递减。约在变质层与基体交界处趋于零； ③线切割仅在表层约温腰。ｅ０．０５ａｒｍ深度范围内出现变质层．从开裂的工件看裂纹长度约要贯穿整块坯料．裂纹发生的部位无规律性且和钼丝运动的轨迹无关．这就说明电火花线切割加工并不是造成开裂的真正原因２）我们知道．各道机械加工部位都会使工件产生内应力．但从数量上来说．都无法和热处理淬火所造成的残余内应力相比工件经过淬火后各部位的残余内应力是不均匀的一般存在着表层中间区域和中心部位不同应力场的分布状态有着密切的关系（图２）．淬火工件形状大小和残余应力变化的关系线切割加工和一般机械加工相比．有其独特的加工路线．一般经过工件的边缘．中间区域和心部随着钼

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【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。