1. 加工變形的原因

材料本身會(huì)有應(yīng)力，電火花線切割加工打破了材料原有應(yīng)力的平衡狀態(tài)，通過(guò)變形來(lái)恢復(fù)平衡。因?yàn)椴牧系膽?yīng)力是不一樣的，所以電火花線切割加工后材料的變形也會(huì)有大有小。這如同一根竹片中間劈開(kāi)，兩半都彎，大半彎得少，小半彎得多。在電火花線切割加工中，材料難免會(huì)有變形，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(jì)，但如果變形超出了加工精度要求，會(huì)使尺寸出現(xiàn)明顯偏差，影響工件的加工形狀導(dǎo)致報(bào)廢。

電火花線切割加工的變形大小與工件的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。窄長(zhǎng)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(zhǎng)寬比等有關(guān)系；壁厚較薄的工件容易產(chǎn)生變形。

造成變形的原因是多方面的，譬如，材料問(wèn)題、熱處理問(wèn)題、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題、工藝安排問(wèn)題及線切割時(shí)工件的裝夾和切割路徑選擇問(wèn)題等等。這些多方面的原因?qū)?dǎo)致材料內(nèi)部應(yīng)力作用發(fā)生變形。

2. 加工變形的預(yù)防措施

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

（1）安排合理的加工工藝

鋼材料工件的加工路線一般是：下料→鍛造→退火→機(jī)械粗加工→淬火與回火→磨加工→電火花線切割加工→鉗工修整。因?yàn)閼?yīng)力是材料內(nèi)固有的，隨強(qiáng)度和硬度的提高而加大。所以材料在淬火工藝環(huán)節(jié)，內(nèi)部殘余應(yīng)力會(huì)顯著地增加，材料會(huì)發(fā)生較大變形，并達(dá)到應(yīng)力平衡狀態(tài)。因?yàn)榇慊鹎皩?duì)加工部位進(jìn)行了機(jī)械切削加工，大量的加工余量和廢料在淬火前就去掉了，淬火后電火花線切割加工去除的是達(dá)成應(yīng)力平衡一小部分材料。這樣因電火花線切割加工造成的變形就會(huì)很小。另外要改進(jìn)熱處理工藝，主要是改進(jìn)回火工藝以降低工件內(nèi)應(yīng)力。

（2）切割前的粗加工或應(yīng)力釋放切割

上面提到了通過(guò)在淬火前要對(duì)材料進(jìn)行機(jī)械粗加工，在電火花線切割加工中因?yàn)榍懈钣嗔啃《冃屋^小。如果在淬火前沒(méi)有進(jìn)行機(jī)械粗加工，需要在一塊淬硬的材料上進(jìn)行大面積切割，會(huì)使材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的相對(duì)平衡狀態(tài)受到破壞，材料會(huì)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(duì)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—0.2㎜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。對(duì)于長(zhǎng)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。

（3）加工穿絲孔

切割凸模時(shí)，如果不加工穿絲孔，直接從材料外切入，因材料應(yīng)力不平衡產(chǎn)生變形，會(huì)產(chǎn)生張口變形或閉口變形?？稍诓牧仙霞庸ご┙z孔，進(jìn)行封閉的輪廓加工，可明顯減少電火花線切割加工帶來(lái)的變形。

（4）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，也是造成電火花線切割加工變形的原因。如圖4所示，比較合理的加工路徑是：A→B→C→D……→A。如果按照順時(shí)針?lè)较颍篈→L→K→J……→A，由于切割開(kāi)始就將工件與夾持部分切斷，加工到程序的末段時(shí)，凸模的切割精度直接受到夾持不可靠因素的影響。

（5）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。數(shù)控高速走絲電火花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(duì)減少因應(yīng)力問(wèn)題帶來(lái)的模具零件變形有很重要的實(shí)際意義。

（6）多型孔凹模板加工工藝優(yōu)化

在線切割加工前，模板已進(jìn)行了冷加工、熱加工，內(nèi)部已產(chǎn)生了較大的殘留應(yīng)力，而殘留應(yīng)力是一個(gè)相對(duì)平衡的應(yīng)力系統(tǒng)，在線切割去除大量廢料時(shí)，應(yīng)力隨著平衡遭到破壞而釋放出來(lái)。因此，模板在線切割加工時(shí)，隨著原有內(nèi)應(yīng)力的作用及火花放電所產(chǎn)生的加工熱應(yīng)力的影響，將產(chǎn)生不定向、無(wú)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(duì)此種情況，對(duì)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(dòng)移位功能，依次完成型孔的修切：a切割第1次，取廢料→b切割第1次，取廢料→c切割第1次，取廢料→……→n切割第1次，取廢料→a修切→b修切→……→n修切，加工完畢。這種切割方式能使每個(gè)型孔加工后有足夠的時(shí)間釋放內(nèi)應(yīng)力，能將各個(gè)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(dòng)穿絲機(jī)構(gòu)的數(shù)控低速走絲電火花線切割機(jī)床。這樣切割完后經(jīng)測(cè)量，形位尺寸基本符合要求。

（7）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)置兩處或以上的支撐位，設(shè)置多個(gè)起割點(diǎn)，如下圖所示。編程時(shí)以開(kāi)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(lái)，加工時(shí)先加工輪廓，最后加工暫留量部分。