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提高線(xiàn)切割模具壽命分析【仁光智能】
目前,很多模具都采用快走絲線(xiàn)割機加工,線(xiàn)切割后的工件表面粗糙度Ra≥2.5μm,硬度分布和內應力狀態(tài)都很差。
線(xiàn)切割機加工時(shí),放電區電流密度高達10000A/mm2,溫度高達10000℃~12000℃,加注的介質(zhì)液急劇冷卻,致使切割面表層硬度僅20HRC左右,而內部淬火層硬度卻高達70HRC以上,其后為熱影響區,再后才是原硬度區。尤為嚴重的是原材料內部因為淬火呈拉應力狀態(tài),線(xiàn)切割所產(chǎn)生的熱應力也是拉應力,兩種應力疊加的結果很容易達到材料的強度極限而產(chǎn)生微裂紋,從而大大縮短沖模壽命,因此線(xiàn)切割不能作為凸模、凹模的zui終加工工序。從圖1可以看出,CrWMn材料線(xiàn)切割后切口斷面硬度分布及回火、時(shí)效后的硬度變化情況。
目前,多數模具加工單位是在線(xiàn)切割后,用研磨的辦法去掉表層20HRC的灰白層(即白層)后便進(jìn)行裝配使用。這樣做雖然可以去掉硬度低的白層,但沒(méi)有改變線(xiàn)切割造成的應力區的應力狀態(tài),即使增大線(xiàn)切割后的研磨余量,但因高硬層硬度高(達70HRC),研磨困難,過(guò)大的研磨量容易破壞零件幾何形狀。故線(xiàn)切割產(chǎn)生的高硬度層并不能提高沖模壽命,因為其脆性大是產(chǎn)生裂紋、崩刃的根本原因。
線(xiàn)切割后磨削加工,可去掉低硬度的白層和高硬層,提高沖模壽命。因為磨削時(shí)產(chǎn)生的熱應力也是拉應力,與線(xiàn)切割產(chǎn)生的熱應力疊加,無(wú)疑也會(huì )加劇沖模損壞。若在磨削后,再進(jìn)行低溫時(shí)效處理,則可消除應力影響,顯著(zhù)提高沖模韌性,使沖模壽命提高。因為幾何形狀復雜的沖模大多數是采用線(xiàn)切割加工,所以磨削形狀復雜的沖模必須采用價(jià)格昂貴的坐標磨床和光學(xué)曲線(xiàn)磨床,而這兩種設備一般線(xiàn)切割廠(chǎng)家都不具備,故推廣困難。
高速走絲電火花線(xiàn)切割加工中,工作液是脈沖放電的介質(zhì),對加工的影響很大。工作液一般要求有一定的絕緣性能、較好的洗滌性能、較好的冷卻性能和對環(huán)境無(wú)污染,對人體無(wú)危害。工作液的配置也相當重要,太濃、太淡時(shí),均會(huì )引起斷絲,—般水液濃度比均在1:10—1:20范圍內。切割速度要求高或大厚度工件切割時(shí),濃度適當低些,這樣加工比較穩定,且不易斷絲。但工作液濃度也不能太低,否則將使工作液絕緣性能降低,電阻率減小,冷卻能力增強,從而降低了對工件的潤滑作用,不利于排屑,也容易斷絲。為保證工作液通道無(wú)阻塞,工作液流量的大小也應適當控制,一般在切割完畢時(shí),因工件被切割段在工作液液力作用下產(chǎn)生下垂,切割部位脫落,電極絲極易被夾斷,此時(shí)應使工作液保持一定的壓力和流量,及時(shí)把腐蝕物排出,從而防止斷絲現象的產(chǎn)生。切割鋁、銅等軟性材料時(shí),特別是在切割材料比較厚的情況下,為了提高加工效率和表面光潔度,減少斷絲現象,可采用一些冷卻液,也有利于環(huán)境保護。
高速走絲電火花線(xiàn)割機加工中,為了地加工出符合要求的工件,對操作人員也有一定的要求。操作人員要正確地理解圖樣的各項技術(shù)要求。工作液要及時(shí)更換,保持一定的清潔度,保證上、下噴嘴不阻塞、流量合適。電極絲校準垂直,工件裝夾正確。合理選用脈沖電源參數,加工不穩定時(shí)要及時(shí)調整變頻進(jìn)給速度等。切換功能鍵時(shí),切勿在加工過(guò)程中進(jìn)行,以免開(kāi)關(guān)接觸不良造成短路或引起電極絲燒傷,以至斷絲。在切割完畢時(shí),切除部位會(huì )在重力的作用下墜落,電極絲極易被夾斷,可采用磁鐵吸附、夾板夾持等方法及時(shí)固定,避免斷絲。
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