线切割加工零件变形原因分析及预防措施刘晓翠1张育凯2，张晓燕1（1.陕西科技大学机电工程学院，西安710021；2.渭河模具工具厂，西安710021）等多方面论述了模具在线切割加工过程中产生变形和裂纹的原因，从而提出了线切割加工中防止变形和防止产生裂纹的具体措施。
0前言电火花线切割加工越来越得到广泛的应用，但线切割加工过程中，工件也容易产生变形和裂纹，造成零件的报废，使成本加。所以，线切割加工中的变形和开裂问题，也越来越引起人们的关注。通过多年的深入研究，从材料、热处理、结构设计、工艺的安排、线切割时工件的装夹和切割线路选择等方面进行了分析，论述了工件在线切割加工过程中产生变形和裂纹的原因，从而提出了线切割加工中防止变形和防止产生裂纹的具体措施。
1影响零件变形及裂纹的因素1.1力n工零件的结构凡窄长形状的凹模、凸模易产生变形，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，其变形量越大。变形的规律是型腔中部瘪入，凸模通常是翘曲；凡是形状复杂清角的淬火型腔，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；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；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。
1.2热加工工艺模具毛坯在锻造时始锻温度过高或过低，终锻温度偏低的零件；终锻温度过高，晶粒长大，终锻后冷却速度过慢，有网状碳化物析出的模坯；）锻坯退火没有按照球化退火工艺进行，球化珠光体超过5级的零件；淬火加热温度过高，奥氏体晶粒粗大，降低材料强韧性，加脆性；淬火工件未及时回火和回火不充分的零件。
1.3机械加工工艺面积较大的凹模，中间大面积切除而又事先未挖空，因切去框内较大的体积，框形尺寸将产生一定的变形；凡坯料中无外形起点穿丝孔，不得不从坯料外切入，不论其凸模回火和形状如何，一般容易产生变形，尤其是淬火件变形严重，甚至在切割中产生裂纹；对己热处理后磨削的零件，无砂轮粒度、进刀量、冷却方式等工艺要求，磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病的零件。
1.4加工材料原材料存在严重的碳化物偏析；1.5线切割工艺线切割的路径选择不当易产生变形；工件的夹压方式不可靠，夹压点的选择不当，均易产生变形；电规准选择不当；易产生裂纹。
2防止变形和开裂的措施21正确采用热处理工艺，选择变形量较小的材料严格原材料化学成分、金相组织和探伤检查，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；尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材；避免选用淬透性差、易变形材料；坯料应合理锻造，遵守镦粗、拔长、锻压比等锻造守则，原材料长度与直径之比即锻造比*好选（）改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火；选择理想的冷却速度和冷却介质；淬火钢应及时回火，尽量消除淬火内应力，降低脆性；用较长时间回火，提高模具抗断裂韧性值；充分回火，得到稳定组织性能；多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力；对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷（水冷或油冷），可消除二类回火脆性；模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理，充分细化原始组织。
2.2合理安排机械加工工艺线切割工件坯料的大小，要根据零件的大小确定，不宜太小，在一般情况下，图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上，通常应取图形到坯料边距大于10凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模，配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件，其中间部位应镂空。这样淬火时表里状况得以改善，温差小，产生的应力小，同时切割时切除的体积小，应力的平衡不至受破坏；在模具使用允许的情况下，大框形型腔零件的清角处，应适当加工艺圆角R或在线切割之前将清角处钻空，以使应力集中有所缓和；对凸模零件，在淬火之前应在凸块坯料中钻外形起点的穿丝孔，使工件在切割时保持内应力平衡不被破坏，以免从材料外切入引起开裂变形。
2.3优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割，以便第1次粗切割后的变形量在精切割时被修正，一般精切割时的切割量应根据第1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；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，避免了对成形部分的影响；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，以尽量减小变形量。一般应选择较平坦，己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。
选择合理的工艺参数采用高峰值窄脉冲电参数，使工件材料以气相抛出，气化热大大高于熔化热，以带走大部分热量，避免工件表面过热而产生变形；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；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，表面粗糙度值小于Ra1.25m，一般不易出现裂纹。
3结语以上是在多年生产实践中摸索和总结出来的经验，在生产中取得了较好的效果。但引起线切割变形的因素很多，在生产实践中应根据实际情况制订出*佳工艺方案，采用正确的工艺方法（尤其是热加工、热处理），严格每道工序并不断摸索和总结，才能更有效地防止线切割的变形和开裂的问题。
