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如何防止細孔加工工件的變形?

2021-01-17

如何防止細孔加工工件的變形?

今天詳細說說如何防止細孔加工工件的變形。

不過要說到線切割變形的預防措施的話,必須先從細孔加工變形的原因說起。

一.細孔加工變形的原因

材料本身會有應力,電火花細孔加工打破了材料原有應力的平衡狀態,通過變形來恢復平衡。因為材料的應力是不一樣的,所以電火花細孔加工后材料的變形也會有大有小。這如同一根竹片中間劈開,兩半都彎,大半彎得少,小半彎得多。在電火花細孔加工中,材料難免會有變形,如果變形非常小,在加工要求的精度范圍以內,這種變形幾乎可以忽略不計,但如果變形超出了加工精度要求,會使尺寸出現明顯偏差,影響工件的加工形狀。

電火花細孔加工的變形大小與工件的結構有關系。窄長形狀的凹模、凸模易產生變形,其變形的大小與形狀復雜程度、長寬比等有關系;壁厚較薄的工件容易產生變形。

造成變形的原因是多方面的,譬如,材料問題、熱處理問題、結構設計問題、工藝安排問題及線切割時工件的裝夾和切割路徑選擇問題等等。這些多方面的原因將導致材料內部應力作用發生變形。

二.細孔加工變形的預防措施

可以采取一定的措施對電火花細孔加工的變形予以控制,防止變形現象的發生。

(1)安排合理的加工工藝

鋼材料工件的加工路線一般是:下料→鍛造→退火→機械粗加工→淬火與回火→磨加工→電火花線切割加工→鉗工修整。因為應力是材料內固有的,隨強度和硬度的提高而加大。所以材料在淬火工藝環節,內部殘余應力會顯著地增加,材料會發生較大變形,并達到應力平衡狀態。因為淬火前對加工部位進行了機械切削加工,大量的加工余量和廢料在淬火前就去掉了,淬火后電火花線切割加工去除的是達成應力平衡一小部分材料。這樣因電火花線切割加工造成的變形就會很小。另外要改進熱處理工藝,主要是改進回火工藝以降低工件內應力。

(2)切割前的粗加工或應力釋放切割

上面提到了通過在淬火前要對材料進行機械粗加工,在電火花線切割加工中因為切割余量小而變形較小。如果在淬火前沒有進行機械粗加工,需要在一塊淬硬的材料上進行大面積切割,會使材料內部殘余應力的相對平衡狀態受到破壞,材料會產生很大的變形。我們可以先消除材料的大部分應力,辦法是進行粗加工(粗加工),把大部分的余量先去掉,或者是進行釋放應力的路徑切割。對于大件凹模的電火花線切割加工,可以做兩次主切,先將主切的偏移量加大單邊0.1—0.2㎜進行第一次主切,讓其應力釋放,再用標準偏移量進行第二次主切。

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