線切割加工可能會變形是一個行業(yè)現(xiàn)象，分析導(dǎo)致變形的原因有多方面，本文羅列了如何解決線切割加工變形的干貨技巧。例如，材料問題、熱處理問題、結(jié)構(gòu)設(shè)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。在線切割實際生產(chǎn)中，我們需要從這些方面排查分析。

  01線切割加工工件變形的原因

  將一根竹子從中間劈開，竹片兩半都會變彎，大半彎得少，小半彎得多。這就是材料本身會有應(yīng)力，劈開的過程打破了材料原有應(yīng)力的平衡狀態(tài)，通過變形來恢復(fù)平衡。線切割加工工件變形也是同樣的道理，其切割過程打破了工件原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)。

  線切割加工的變形大小與工件的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。窄長形狀的凹模、凸模易產(chǎn)生變形，其變形的大小與形狀復(fù)雜程度、長寬比等有關(guān)系;壁厚較薄的工件容易產(chǎn)生變形。

  如果變形非常小，在加工要求的精度范圍以內(nèi)，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(xiàn)明顯偏差，影響工件的加工形狀。

  熱應(yīng)力作用對工件形狀的影響

  02線切割工件加工變形的預(yù)防措施

  可以采取一定的措施對線切割加工的變形予以控制，防止變形現(xiàn)象的發(fā)生。

  1) 切割前的粗加工或應(yīng)力釋放切割

  如果需要在一塊材料上進(jìn)行大面積切割，會使材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的相對平衡狀態(tài)受到破壞，材料會產(chǎn)生很大的變形。我們可以先消除材料的大部分應(yīng)力，辦法是進(jìn)行粗加工(粗加工)，把大部分的余量先去掉，或者是進(jìn)行釋放應(yīng)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0.1~0.2mm進(jìn)行第一次主切，讓其應(yīng)力釋放，再用標(biāo)準(zhǔn)偏移量進(jìn)行第二次主切，如下圖所示。

  進(jìn)行釋放應(yīng)力的粗加工減少變形

  對于長的狹窄外形，先在此型孔內(nèi)部進(jìn)行釋放應(yīng)力的路徑切割，再加工型孔外形，如下圖所示：

釋放應(yīng)力切割

  2)加工穿絲孔

  切割凸模時，如果不加工穿絲孔，直接從材料外切入，如下圖(a)，因材料應(yīng)力不平衡產(chǎn)生變形，會產(chǎn)生張口變形或閉口變形。可在材料上加工穿絲孔，進(jìn)行封閉的輪廓加工，如下圖(b)可明顯減少電火花線切割加工帶來的變形。

(a)變形較大 (b)變形較小

  加工穿絲孔減少變形

  3)優(yōu)化加工路徑

  一般情況下，最好將加工起割點(diǎn)安排在靠近夾持端，將工件與其夾持部分分離的切割段安排在加工路徑的末端，將暫停點(diǎn)設(shè)在靠近坯件夾持端部位。一些加工中由于加工路徑安排不合理，也是造成線切割加工變形的原因。如下圖所示，比較合理的加工路徑是：A→B→C→D……→A。如果按照順時針方向：A→L→K→J……→A，由于切割開始就將工件與夾持部分切斷，加工到程序的末段時，凸模的切割精度直接受到夾持不可靠因素的影響。

加工路徑的安排

  4)多次切割

  有的工件在采取某些措施后，仍有一些變形，為了滿足工件的精度要求，可改變一次切割到尺寸的傳統(tǒng)習(xí)慣，采用多次切割的方法?？熳呓z線切割加工采用多次切割方法，主要是為了達(dá)到更佳的表面粗糙度，但采用多次切割方法對減少因應(yīng)力問題帶來的模具零件變形有很重要的實際意義。

  5)多型孔凹模板加工工藝優(yōu)化

  模板在線切割加工時，隨著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及線切割所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的影響，將產(chǎn)生不定向、無規(guī)則的變形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影響了加工質(zhì)量和加工精度。

  針對此種情況，對精度要求比較高的模板，在多次切割加工中。第1次切割將所有型孔的廢料切掉，取出廢料后，再由機(jī)床的自動移位功能，依次完成型孔的修切：主切a腔，取廢料→主切b腔，取廢料→主切c腔，取廢料→……→主切n腔，取廢料→a腔修切→b腔修切→……→n腔修切，加工完畢。

  這種切割方式能使每個型孔加工后有足夠的時間釋放內(nèi)應(yīng)力，能將各個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。

  但是這樣加工穿絲次數(shù)多，工作量較大，更適合于帶有自動穿絲機(jī)構(gòu)的慢走絲線切割機(jī)床。這樣切割完后經(jīng)測量，形位尺寸符合高精度要求。

  6)設(shè)置多段暫留量

  大型、復(fù)雜形狀的工件加工情況，應(yīng)設(shè)置兩處或以上的暫留量，設(shè)置多個起割點(diǎn)，如下圖所示。編程時以開放形狀的方式加工，編程前先把圖形分解成多段，并分別串接起來，加工時先加工輪廓，最后加工暫留量部分。

  設(shè)置多段暫留量

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