中走丝多次切割变形问题处理方法

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中走丝多次切割变形问题处理方法

On 十月 19, 2013, Posted by , in 技术资料, 新手入门, With No Comments

凸模在模具中起着很重要的作用,它的设计形状、尺寸精度及材料硬度都直接影响模具的冲裁质量、使用寿命及冲压件的精度。在实际生产加工 中,由于工件毛坯内部的残留应力变形及放电产生的热应力变形,故应首先加工好穿丝孔进行封闭式切割,尽可能避免开放式切割而发生变形。如果受限于工件毛坯 尺寸而不能进行封闭形式切割,对于方形毛坯件,在编程时应注意选择好切割路线(或切割方向)。切割路线应有利于保证工件在加工过程中始终与夹具(装夹支撑 架)保持在同一坐标系,避开应力变形的影响。夹具固定在左端,从葫芦形凸模左侧,按逆时针方向进行切割,整个毛坯依据切割路线而被分为左右两部分。由于连 接毛坯左右两侧的材料越割越小,毛坯右侧与夹具逐渐脱离,无法抵抗内部残留应力而发生变形,工件也随之变形。若按顺时针方向切割,工件留在毛坯的左侧,靠 近夹持部位,大部分切割过程都使工件与夹具保持在同一坐标系中,刚性较好,避免了应力变形。一般情况下,合理的切割路线应将工件与夹持部位分离的切割段安 排在总的切割程序末端,即将暂停点(支撑部分)留在靠近毛坯夹持端的部位。

下面着重分析一下硬质合金齿形凸模的切割工艺处理。

一 般情况下,凸模外形规则时,中走丝线切割加工常将预留连接部分(暂停点,即为使工件在第1次的粗割后不与毛坯完全分离而预留下的一小段切割轨迹线)留在平 面位置上,大部分精割完毕后,对预留连接部分只做一次切割,以后再由钳工修磨平整,这样可减少凸模在中走丝线切割上的加工费用。硬质合金凸模由于材料硬度 高及形状狭长等特点,导致加工速度慢且容易变形,特别在其形状不规则的情况下,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。由于硬质合金硬度高,切割厚度大,导致加工速度慢,扭转变形严重,大 部分外形加工及预留连接部分(暂停点)的加工均采取4次切割方式且两部分的切割参数和偏移量(Offset)均一致。第1次切割电极丝(钼丝)偏移量加大 至0.15—0.18mm,以使工件充分释放内应力及完全扭转变形,在后面3次能够有足够余量进行精割加工,这样可使工件最后尺寸得到保证。

具体的工艺分析如下:

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

(2)凸模的轮廓线与毛坯边缘的宽度应至少保证在毛坯厚度的1/5。

(3)为后续切割预留的连接部分(暂停点)应选择在靠近工件毛坯重心部位,宽度选取3—4mm(取决于工件大小)

(4)为补偿扭转变形,将大部分的残留变形量留在第1次粗割阶段,增大偏移量至0.15—0.18mm。后续的3次采用精割方式,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,将工件用压缩空气吹干,再用酒精溶液将毛坯端面洗净,凉干,然后用粘结剂或液态快干胶(通常采用502快干胶水)将经磨床 磨平的厚度约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:切勿把胶水滴到工件的预留连接部分上,以免造成不导 电而不能加工)。

2-2 凹模板加工中的变形分析

在中走丝线切割加工前,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,模板在中走丝线切割 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,影响了加工质量和加工精 度。针对此种情况,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。因此,根据实际测量和比较,模板在加工精度允许的情况下,可采用第1次统一加工取废料不变,而将后 面的2、3、4次合在一起进行切割(即a切割第2次后,不移位、不拆丝,紧接着割第3、4次bc……n),或省去第4次切割而做3次切割。这样切割完后经 测量,形位尺寸基本符合要求。这样既提高了生产效率,又降低人工,因此也降低了模板的制造成本。

2-3 凹模板型孔小拐角的加工工艺

由 于选用的电极丝(钼丝)直径越大,切割出的型孔拐角半径也越大。当模板型孔的拐角半径要求很小时(如R0.07—R0.10mm),则必须换用细丝(如 Φ0.10mm)。但是相对粗丝而言,细丝加工速度较慢,且容易断丝。如果将整个型孔都用细丝加工,就会延长加工时间,造成浪费。经过仔细比较和分析,我 们采取先将拐角半径适当增大,用粗丝切割所有型孔达到尺寸要求,再更换细丝统一修割所有型孔的拐角达到规定尺寸。但更换Φ0.10mm的细丝需重新找正中 心,重新找正中心的坐标值与原中心坐标值相差应大约在0.02mm

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