
Sg在模具加工中,电火花线切割加工技术得到了广泛的应用,但在线切割加工过程中,模具易产生变形和产生裂纹,造成零件的报废,使得成本增加等问题屡屡发生。所以,线切割加工中模具的变形和开裂问题,也越来越引起人们的关注,多年来,人们对线切割加工的变形和开裂熟悉不够,往往造成线切割加工部门与来料加工者之间相互推脱责任,产生矛盾。
其实,变形和开裂的原因是多方面的,如材料问题、热处理问题、结构设计问题、工艺安排问题及线切割时工件的装夹和切割线路选择的问题等等。在这诸多因素中,能否找到线切割加工变形和开裂规律呢?笔者通过多年的深入研究,提出了以下防止变形和开裂的措施。
1、产生变形及裂纹的主要因素
在生产实践中,作者经过大量的实例分析,发现线切割加工产生变形和裂纹与下列因素有关。
1.1与零件的结构有关
1)凡窄长外形的凹模、凸模易产生变形,其变形量的大小与外形复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。外形越复杂,长宽比及型腔与边框宽度比越大,其模具变形量越大。变形的规律是型腔中部瘪入,凸模通常是翘曲;
2)凡是外形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;
3)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;
4)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与热加工工艺有关
1)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;
2)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;
3)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;
4)淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,降低材料强韧性,增加脆性;
5)淬火工件未及时回火和回火不充分的零件。
1.3与机械加工工艺有关
1)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;
2)凡坯料中无外形起点穿丝孔,不得不从坯料外切入的,不论其凸模回火和外形如何,一般轻易产生变形,尤其是淬火件变形严重,甚至在切割中产生裂纹;
3)对热处理后的磨削零件,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与材料有关
1)原材料存在严重的碳化物偏析;
2)淬透性差、易变形的材料,如T10A、T8A等。
1.5与线切割工艺有关
1)线切割路径选择不当,易产生变形;
2)工件的夹压方式不可靠、夹压点的选择不当,均易产生变形;
3)电规准选择不当,易产生裂纹。
2防止变形和开裂的措施
找到了变形和开裂的原因,即可对症下药采取相应的措施予以避免,防止变形、开裂。具体的措施可以从以下几个方面入手:
2.1选择变形量较小的材料,采用正确的热处理工艺
为了防止和减少变形、开裂,对需要线切割加工的模具,应对材料的选择、热加工、热处理直到制成成品的各个环节都要充分关注和重视;
1)严格检查原材料化学成分、金相组织和探伤,对于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;
2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材;
3)避免选用淬透性差、易变形材料;
4)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最好选在2-3之间;
5)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;
6)选择理想的冷却速度和冷却介质;
7)淬火钢应及时回火,尽量消除淬火内应力,降低脆性;
8)用较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值;
9)充分回火,得到稳定组织性能;
10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;
11)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;
12)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
1)线切割工件坯料的大小,要根据零件的大小确定,不宜太小。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10mm;
2)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也就小,应力达到平衡也就不至受破坏;
3)在模具使用答应的情况下,大框形型腔零件的清角处,应适当增加工艺圆角R,或在线切割之前将清角处钻空,以缓解应力集中的现象;
4)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且不被破坏,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
2.3.1该进切割方法
1)改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割,以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大小而定,一般取0.5mm左右即可。这种办法常应用于外形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;
2)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,但要注重,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,避免了对成型部分的影响;
3)对易变形的切割零件,要根据零件外形特征统筹安排切割的起始点、程序走向及夹压位置,以减少变形量。一般应选择较平坦、已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。
2.3.2选择合理的工艺参数
1)采用高峰值窄脉冲电参数,使工件材料以气相抛出,气化温度大大高于融化温度,以带走大部分热量,避免工件表面过热而产生变形;
2)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;
3)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。

数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。
现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
近年来,随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上,而我国的机械设备的数控化率不足20%,随着我国机制行业新技术的应用,我国世界制造业加工中心地位形成,数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺,再加上数控加工人员从业面非常广,可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计与制造、 电火花及线切割工作,所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求,而且人才市场上的这类人才储备并不大,企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难,以至于导致模具设计、CAD/CAM工程师、数控编程、数控加工等已成为我国各人才市场招聘频率最高的职位之一。在各种招聘会上,数控专业人才更是企业热衷于标注“急聘”、“高薪诚聘”等字样的少数职位之一,以致出现了“月薪6000元难聘数控技工”,“年薪16万元招不到数控技工”的现象。据报载,我国高级技工正面临着“青黄不接”的严重局面,原有技工年龄已大,中年技工为数不多,青年技工尚未成熟。在制造业,能够熟练操作现代化机床的人才已成稀缺, 据统计,目前,我国技术工人中,高级技工占3.5%,中级工占35%,初级工占60%。而发达国家技术工人中,高级工占35%、中级工占50%、初级工占15%。这表明,我们的高级技工在未来5—10年内仍会有大量的人才缺口。
随着产业布局、产品结构的调整,就业结构也将发生变化。企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加。 而借助国外的发展经验来看,当进入产业布局、产品结构调整时期,与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高等文化水平的职业人才,成为迫切要求。而对于数控加工专业,不仅要求从业人员有过硬的实践能力,更要掌握系统而扎实的机加理论知识。因此,既有学历又有很强操作能力的数控加工人才更是成为社会较紧缺、企业最急需的人才。
下面的问题上面那位仁兄已经回答过了
数控技术是综合了计算机技术、微电子技术、自动化技术、电力电子技术及现代机械制造技术等的柔性制造自动化技术。
本章所述的数控技术,是指应用于机床的数控技术,它反映了当代数控技术发展的现状、趋向及包括的主要内容,由于篇幅所限,本章将不包罗数控技术全部内容,而仅限于:
1)采用了先进微处理器的计算机数字控制装置(Computerized Numerical Control——CNC)。
2)运用于机床的可编程控制器(Programmable Logic Controller——PLC)。
3)应用于机床的、采用了电力电子器件及先进的控制理论的交流及直流伺服系统,其中包括机床进给驱动装置、主轴驱动装置、交流及直流进给电机和主轴电机以及相应的反馈元件。
4)数控机床的程序编制,主要是指加工元件的程序编制,而不包括数控系统的系统程序编制及可编程控制器的编程技术。
如何学好数控编程:
一、数控的英文CNC,计算机数字控制的意思,这里最关键的提到控制,控制什么呢?控制如何切削。切削什么呢?金属为主。
所以学数控就要求三种技能:
1.金属切削
要知道刀具对材料的特性、发热、过载、转速、每层下刀深度等,需要技能有:金属材料,刀具材料和种类,刀具对金属的切削能力力学分析,可找些这方面的书来看,书店里有很多。
要知道这把刀切削这块金属材料应该给什么样的转速。每分种可以跑多少毫米,每层能加工多深。多看普通铣床或车床,即可解决这一问题(可以去米乐数控技术超市看看)。
2.控制部分
这部分是纯软件问题,如何切削,想好了,分析透了,就要软件去控制,产生想的切削方式。
选择好要加工的曲面或实体后有很多值依次设置好,如深度控制,从Z高加工到多高,每层加工多深,层与层之间如何提起刀具,加工范围控制等。
这部分就是软件,命令学完了,就可以了,这是死的,想学的都可以学会。顺便提到,可惜中国这么大的市场。找不到完整这样分析的书。很多书只是告诉你这里输入多少,那里输入多少,下一步,下一步,OK,这就是典型的抄袭出书。对于编程,数控上岗通是最形像易懂的教程,值得推荐!
3.加工工艺部分
所谓工艺,就是如何加工,怎么加工的问题,当熟悉了刀具对材料的切削能力,了解了软件能控制,接下来就是怎么样切削才好的问题。比如想切削(加工)一个模具(零件)的一个平面或者一个角落,怎么走刀才走的更光,会不会碰到底部的圆角,加工出来漂亮不漂亮,会不会有余量切削不到,等等。对这种分析要有具备实际加工经验的师傅以工作经验对个个形状的情况逐个分析。真正学好数控核心在第三步,工艺分析,很多机构讲了前二点,所以学生学完后,一团迷雾。
学 过 数 控 的 朋 友 们 , 想 想 是 不 是 这 样 ?
二、所需时间
1.金属切削有普通铣床(加工中心)或车床的多看,亲自体验最好,无铣床(加工中心)或车床的有机会看数控机床更好,主要看刀具的切削状态,听声音。研究刀具的受力表现。亲自体验最好。所以,学好数控,最好去吃苦做过操机,像这样免费招操作的很多。不怕吃苦,做二个月就能吃透了。(现场录象讲解)
2.软件部分
一般是15天,可以讲透软件部分(自动编程软件和仿真模拟软件)
3.工艺分析
一般要一个多月,多编写各种形状的走刀方式的分析,要有工作过的大师傅指点分析,米乐数控网有很多好的视频教程,想尽快入门的话,这个教程无疑是个好的选择。(语音编程讲解)。
三、如何学习
1.金属切削部分有条件的多看,多实践,没条件的找书看或者录相教程,米乐数控上岗通值得多看,尤其配套录相很系统很形像!
2.软件部分和工艺分析部分,可以直接购买上岗通教程,非常详细。
3.学习中遇到问题,去咨询有经验的工程师可以少走很多弯路,避免犯不必要的错误!米乐数控网提供免费在线咨询服务!
目前米乐数控上岗通推出的同步课程有:
数控车床上岗通(及相应套餐)、
加工中心上岗通(及相应套餐)、
同时在米乐数控技术超市大量精品配套课程和软件为大家辅助教学提供了良好的平台条件.
数控机床
数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件。
数控机床的控制单元
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。
与普通机床相比,数控机床有如下特点:
●加工精度高,具有稳定的加工质量;
●可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;
●加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;
●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);
●机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;
●对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。
数控机床一般由下列几个部分组成:
●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。
●数控装置,是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
●辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。
●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来,数控机床在制造工业,特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用,数控技术无论在硬件和软件方面,都有飞速发展。
加工中心
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次装夹后,能对两个以上的表面完成多种工序的加工,并且有多种换刀或选刀功能,从而使生产效率大大提高。
加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类,按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。
