模具制造的精加工工序
一副模具是经众多零件组配而成, 零件质量对模具质量有直接影响, 零件最终质量靠精加工来保证完成, 所以控制好精加工意义重大。国内多数模具制造企业, 精加工阶段采用的方法通常是磨削、电加工以及钳工处理。此阶段要控制众多技术参数, 比如零件变形、内应力、形状公差以及尺寸精度等, 在实际生产实践里, 操作存在较多困难, 不过仍有诸多行之有效的经验方法值得学习借鉴。
加工模具零件时, 因零件外观形状存在差异, 大体上能将零件划分成三类, 分别是板类、异形零件以及轴类, 它们共有的工艺过程大概是这样的, 先是进行粗加工, 接着开展热处理, 也就是淬火以及调质, 随后实施精磨, 再进行电加工, 之后由钳工进行表面处理, 最后开展组配加工。
1. 零件热处理
进行零件的热处理工序时, 要使零件获取要求的硬度, 还得对内部应力加以控制, 以此保证零件加工时尺寸具备稳定性, 不同材质有着不一样的处理方式。伴随近年来模具工业的发展, 所使用的材料种类变多了, 除了Cr12、40Cr、硬质合金之外, 对于一些工作强度大且受力苛刻的凸、凹模, 能够选用新材料粉末合金钢, 像V10、ASP23等, 这类材质有着较高的热稳定性以及良好的组织状态。
针对一种材质的零件, 粗加工之后开展淬火处理, 淬火后工件存有极大的存留应力, 极易致使精加工或工作的时候开裂, 零件淬火后应当趁着热进行回火, 消除淬火应力。淬火温度把控在900至1020℃, 接着冷却到200至220℃出炉空冷, 随后快速回炉220℃回火, 这种方法被称作一次硬化工艺, 能够获取较高的强度以及耐磨性, 对于以磨损作为主要失效形式的模具效果较为良好。生产之时, 碰到了一些拐角数量较多、形状繁杂的工件, 回火这一操作还不能够将淬火应力给消除掉, 在进行精加工以前, 还需要开展去应力退火或者多次时效处理, 以此充分地释放应力。
针对V10、APS23等粉末合金钢零件, 因其具备承受高温回火的能力, 所以在淬火时能够采用二次硬化工艺, 在1050 – 1080℃的温度区间进行淬火操作, 之后再运用490 – 520℃的高温回火方式并且实施多次, 如此能够得到较高的冲击韧性以及稳定性。而且这种工艺对于以崩刃作为主要失效形式的模具而言是非常适用的。虽然粉末合金钢的造价相对较高, 不过其性能良好, 当下正在形成一种广泛运用的趋势。
2. 零件的磨削加工
三种主要类型机床用于磨削加工: 平面磨床, 内外圆磨床, 工具磨具。精加工磨削情形下, 需严格把控磨削变形以及磨削裂纹的产生, 假若存在即使极为微小的裂纹, 于后续加工使用之际也会表现出来。所以啊, 精磨时进刀得小, 不可大, 冷却液供给要充足, 尺寸公差处于0.01mm以内的零件应尽力进行恒温磨削。经过计算能够得知, 长度为300mm的钢件, 当温差处于3℃的时候, 材料会出现大约10.8μm的变化, 而10.8等于1.2乘以3再乘以3, 也就是每100mm的变形量是1.2μm/℃, 各个精加工工序都必须充分考虑这一因素所带来的影响。
在精磨的时候, 选择恰当的磨削砂轮是非常重要的, 针对模具钢材呈现出的高钒高钼这种状况, 去选用GD单晶刚玉砂轮是比较适用的, 当对硬质合金、淬火硬度高的材质进行加工时, 要优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮, 有机粘结剂砂轮自身的自磨利性良好, 磨出的工件粗糙程度能够达到Ra=0.2μm, 近些年来, 伴随新材料的应用, CBN砂轮, 也就是立方氮化硼砂轮展现出十分出众良好的加工效果, 在数控成型磨、坐标磨床、CNC内外圆磨床上展开精加工, 其效果要比其它种类的砂轮更好。在磨削加工里面, 需要留意及时去对砂轮进行修整, 以此来维持砂轮的锐利程度, 要是砂轮出现钝化的情况, 就会在工件的表面进行滑擦以及挤压, 如此一来会致使工件表层烧伤, 并且强度下降。
大部分用于板类零件加工的是平面磨床, 在进行加工期间, 常常会碰到一种薄板零件, 它长且薄, 对这种零件进行加工是比较困难的。鉴于在加工期间, 于磁力的吸附作用之下, 工件出现了形变, 紧密地贴合于工作台的表面, 在将工件取下之后, 工件又会产生回复变形, 厚度测量呈现一致状态, 但平行度难以达到既定要求。解决此问题所采纳的办法能够选用隔磁磨削法, 在进行磨削操作之时, 借助等高块垫于工件的下方, 通过四面挡块保持抵死状态, 在开展加工时采取小进刀模式, 并且多次进行光刀动作, 在加工完一面之后，能够不再垫设等高块, 直接进行吸附加工情形, 如此这般便可以对磨削效果予以改善, 进而达成平行度的要求。
轴类零件有着回转面, 其加工大量运用内外圆磨床以及工具磨床, 加工进程中, 头架和顶尖如同母线, 要是其存有跳动情形, 加工出的工件也会出现此情形, 对零件质量造成影响, 所以在加工前要做好头架和顶尖的检测事宜, 进行内孔磨削时, 冷却液要完全浇到磨削接触部位, 这样有利于磨削的顺畅排出, 加工薄壁轴类零件, 最好采用夹持工艺台, 夹紧力不能过大, 不然容易在工件圆周上产生“内三角”变形。
3. 电加工控制
当代的模具制造工厂, 电加工是不可或缺的, 电加工能够针对各种各样形状奇特、硬度极高的零件开展加工操作, 它被划分成线切割以及电火花这两种类别。
慢走丝线切割的加工精度能够达到正负零点零零三毫米, 粗糙度为 Ra 零点二微米。在加工开始之际, 需要先对机床的状况予以检查, 查看水的去离子度, 水温, 丝的垂直度, 张力等各项因素, 以此保证良好的加工状态。线切割加工是于一整块材料之上进行去除加工的, 它破坏了工件原本的应力平衡, 极易引发应力集中, 尤其是在拐角之处, 所以当 R 小于零点二（特别是尖角）的时候, 应当向设计部门提出改善建议。在加工时, 处理应力集中所采用的方法, 能够运用矢量平移的原理, 于精加工之前, 先预留大约 1mm 的余量, 预先加工出大致的形状, 随后再开展热处理, 促使加工应力在精加工之前就先行释放掉, 以此确保热稳定性。
进行凸模加工之际, 丝的切入位置的挑选以及路径的抉择得予以审慎考量。运用打孔穿丝加以加工, 成效最为理想。开展高精线切割加工, 一般切割的遍数是四次, 能够确保零件的质量。在加工带有锥度的凹模之时, 立足于快速高效的角度, 头一遍对直边实施粗加工, 第二遍进行锥度加工随后, 紧接着再对直边做精加工, 如此一来可不需开展X段垂直向的精加工, 仅仅精加工刃口段的直边, 既能节省时间又能节约成本。
进行电火花加工, 首先得制作电极, 电极存在粗、精的区分, 精加工电极对形状符合性有着较高要求, 最好借助CNC数控机床来完成加工。在电极的材质挑选方面, 紫铜电极主要作用于一般钢件的加工。Cu – W合金电极, 则具备综合性能良好的特点, 尤其是在加工过程中, 其消耗量显著比紫铜小, 搭配足量的冲刷液, 非常适宜难加工材料的加工以及截面形状复杂件的精加工。制作电极之际, 需计算电极的间隙量, 还要计算电极数量, 当开展大面积或重电极加工之时, 工件与电极装夹得牢固, 确保具备足够的强度, 以防加工出现松动。进行深台阶加工时, 对于电极各处的损耗, 以及因排液不畅引发的电弧放电, 都要加以留意。
4. 表面处理及组配
刀痕、磨痕在零件表面加工时留下, 是应力集中之处, 也是裂纹扩展源头, 所以加工结束后, 要对零件进行表面强化, 借助钳工打磨处理加工隐患。对工件的棱边、锐角、孔口进行倒钝与R化且一般而言, 电加工表面会产生约6至10μm的变质硬化层, 其颜色为灰白色, 硬化层脆且带有残留应力, 使用前要借表面抛光、打磨去掉硬化层充分消除硬化层。
在磨削加工以及电加工进程当中, 工件会出现特定程度的磁化现象, 具备微弱的磁力, 极其易于吸附一些小物件, 所以在进行组装以前, 要针对工件开展退磁处理操作, 并且使用乙酸乙脂清洗其表面。在组装环节里, 首先参照装配图, 找全各个零件, 接着列出各个零件彼此之间的装配次序, 罗列出各项需要留意的事项, 随后开始着手装配模具, 装配通常先是安装导柱导套, 接着安装模架以及凸凹模, 之后再针对各处间隙, 尤其是凸凹模间隙进行组配调试, 装配完毕后要执行模具检测工作, 撰写整体状况报告。当发现问题之后, 能够采用逆向思维法, 也就是从后工序朝着前工序的方向, 从精加工开始到粗加工, 对每一项目进行检查, 一直到找寻出症结所在, 进而解决问题。
实践证实, 精良的精心加工进程管控, 能够切实削减零件超出公差范围、报废的情况, 切实提升模具的一次性成功程度以及使用期限。
机械前沿
ID：
暂无评论内容