精密模具零件加工工藝控制

　　每一套模具都是由許多零件構(gòu)成，其中一部分是工藝零件，另一部分是構(gòu)造零件。工藝零件直接對(duì)成型產(chǎn)品質(zhì)量形成影響，工藝零件的最終質(zhì)量在當(dāng)下的模具加工企業(yè)里均用精加工手腕來(lái)最后完成，如何控制精細(xì)加工過(guò)程關(guān)系到模具壽命和成型產(chǎn)品能否托付。

　　在模具制造企業(yè)中，精加工階段除采用慢走絲線切割、割一多修的工藝手腕外，另采用的辦法即是在半精加工后，熱處置根底上磨削加工，在這個(gè)階段要控制好零件的變形、內(nèi)應(yīng)力、外形公差及尺寸精度等許多技術(shù)參數(shù)。在詳細(xì)的消費(fèi)理論中，操作艱難較多，但仍有許多卓有成效的經(jīng)歷辦法值得自創(chuàng)。

　　一、模具精加工的過(guò)程控制

　　模具零件的加工，總的指導(dǎo)思想是針對(duì)不同的模具零件、不同的材質(zhì)、不同的外形和不同的技術(shù)請(qǐng)求停止順應(yīng)性加工，選擇性計(jì)劃很多。但是，經(jīng)過(guò)對(duì)加工過(guò)程的控制，到達(dá)最好的加工效果和經(jīng)濟(jì)性是我們關(guān)注的重點(diǎn)。依據(jù)模具零件的外觀外形，零件主要可分為三類：軸類、盤類、板類與成型異類零件。這三類零件的工藝過(guò)程普通為：粗加工——半精加工——（淬火、調(diào)質(zhì)）——精細(xì)磨削——電加工——鉗工修整——組裝加工。

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　　模具零件要取得所請(qǐng)求的熱處置硬度，必要對(duì)零件熱處置內(nèi)應(yīng)力停止控制，使零件加工時(shí)和加工后尺寸公差、形位公差可以穩(wěn)定，針對(duì)不同材質(zhì)的零件作用，有不同的熱處置方式。其工藝要思索的是經(jīng)濟(jì)性、資料淬透性、淬硬性、過(guò)熱敏性以及脫碳敏理性。隨著近年來(lái)模具工業(yè)的開(kāi)展，運(yùn)用的資料品種很多，除了CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬質(zhì)合金外，對(duì)一些工作強(qiáng)度大，受力苛刻的凹模、凸模，可選用新資料粉末合金鋼，如S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。此類資料具有較高的熱穩(wěn)定性和良好的組織狀態(tài)。

　　淬火后普通工件都存留內(nèi)應(yīng)力，容易招致后續(xù)精加工或工作中開(kāi)裂，零件淬火后應(yīng)趁熱回火，消弭淬火應(yīng)力。外形復(fù)雜、內(nèi)外轉(zhuǎn)角較多的工件，回火有時(shí)還缺乏以消弭淬火應(yīng)力，精加工前還需停止去應(yīng)力退火或?qū)掖螘r(shí)效處置，充沛釋放應(yīng)力。依據(jù)不同的請(qǐng)求采取不同的辦法。以Cr12為材質(zhì)的零件為例，在粗加工后停止淬火處置，淬火時(shí)僅僅冷卻方式就有：空氣冷卻（將加熱后的工件置于空氣中冷卻，此法操作煩瑣、工件變形小，但硬度偏低，外表易氧化。合適于尺寸小、精度高、厚薄不均的工件）、油冷卻（將工件加熱后置于油中，冷卻到300℃～200℃，取出在空氣中冷卻。此法操作煩瑣，工件硬度較高，但變形較大，易產(chǎn)生工件變形，適用于尺寸較大，外形簡(jiǎn)單的工件）、平板夾緊在空氣中冷卻（將加熱后的工件置于兩塊鐵板或銅板之間壓緊，在空氣中冷卻。此法操作較繁，但工件變形小，只合適于某種特殊外形的工件）、分級(jí)淬火（將工件加熱后置高于Ms點(diǎn)溫度的硝鹽中，停留一定時(shí)間，待工件的內(nèi)外溫度根本分歧后，取出在空氣中冷卻。此法既能保證工件的硬度，又能減少工件的變形，普遍用于外形復(fù)雜變形請(qǐng)求小的工件）。如對(duì)V10、APS23等粉末合金鋼零件，因其能接受高溫回火，淬火時(shí)可采用二次硬化工藝，1040℃～1080℃淬火，再用490℃～520℃高溫回火并停止屢次，能夠取得較高的沖擊韌性及穩(wěn)定性，對(duì)以崩刃為主要失效方式的模具很適用。

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　　 　　磨削加工采用的機(jī)床有三種主要類型：平面磨床、內(nèi)外圓磨床及工具成型磨削機(jī)床。精加工磨削時(shí)要嚴(yán)厲控制磨削變形和磨削裂紋的呈現(xiàn)，哪怕是工件外表的顯微裂紋，否則在后續(xù)的工作中也會(huì)慢慢顯顯露來(lái)。因而，精細(xì)磨削時(shí)的進(jìn)刀量要小，磨削中冷卻要充沛，盡量選擇冷卻液介質(zhì)，加工余量在0．01mm內(nèi)的零件要盡量恒溫磨削。

　　磨削工件時(shí)一定要慎重選擇磨削砂輪：針對(duì)模具鋼材的高鎢、高釩、高鉬、高合金情況，工件硬度高的特性，可選用PA鉻鋼和GC綠碳化硅砂輪；當(dāng)加工硬質(zhì)合金、淬火硬度高的材質(zhì)時(shí)，優(yōu)先采用有機(jī)粘結(jié)劑的金剛石砂輪，有機(jī)粘結(jié)劑砂輪自磨利性好，磨出的工件精度在IT5以上，粗糙度可達(dá)Ra＝0．16μm的請(qǐng)求。隨著新資料的應(yīng)用，近年CBN立方氮化硼砂輪的應(yīng)用，顯現(xiàn)出了良好的加工效果，在數(shù)控成型磨、坐標(biāo)磨床、CNC內(nèi)外圓磨床上精加工，效果以至優(yōu)于其它品種砂輪。磨削加工中要及時(shí)修整砂輪，堅(jiān)持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后會(huì)在工件外表滑擦、刻劃、擠壓，形成工件外表燒傷、顯微裂痕或產(chǎn)生溝槽，對(duì)以后的運(yùn)用顯著地降低功效。

　　盤類、板類零件的加工大局部采用平面磨床加工，加工長(zhǎng)而薄的薄板件時(shí)，有一定的加工難度。加工前在磨床磁力臺(tái)的強(qiáng)力吸收下，工件原先存在某種彎曲產(chǎn)生平直形變，貼緊于工作臺(tái)外表，待磨削后，工件又在原應(yīng)力作用下變形回復(fù)，丈量板件厚度時(shí)顯現(xiàn)分歧，但由于變形回復(fù)，平面度達(dá)不到模具零件應(yīng)該的請(qǐng)求，處理的辦法是磨削前以等高墊鐵墊在工件下面，周圍用擋塊擋住工件避免走動(dòng)，磨削時(shí)磨頭進(jìn)刀量要小，用屢次走刀方式完成第一個(gè)基準(zhǔn)平面，第一個(gè)基準(zhǔn)平面加工好一面后，可用這一基準(zhǔn)平面吸附在磁力臺(tái)上，經(jīng)過(guò)如上所述的磨削辦法可改善大局部工件平面度，如經(jīng)過(guò)一次磨削過(guò)程達(dá)不到理想的平面度效果，能夠再一次反復(fù)上面過(guò)程；經(jīng)過(guò)幾次這樣磨削均可以在平面度契合請(qǐng)求，但關(guān)于板件厚度尺寸有嚴(yán)厲請(qǐng)求時(shí)，備料中必需依據(jù)工件資料、外形、切削加工手腕、熱處置辦法等綜合要素，恰當(dāng)加放厚度余量。

　　軸類零件的特性是由多個(gè)回轉(zhuǎn)面構(gòu)成，現(xiàn)代企業(yè)終極精細(xì)加工辦法普通采用內(nèi)外圓磨床磨削。加工過(guò)程中，應(yīng)用磨床夾頭和尾架頂尖夾緊定位工件或者用首尾兩頂針定位工件，此時(shí)夾頭與頂針中心的連線就是磨削后工件的中心線，假如中心線跳動(dòng)，加工出來(lái)的工件就會(huì)產(chǎn)生不同心問(wèn)題，因而在加工前要做好夾頭及頂尖的同心檢測(cè)和首尾頂針對(duì)中檢查。假如是用夾頭與中心頂針夾緊定位一次磨削臺(tái)階軸，則在這一次磨削前要對(duì)夾緊局部先停止外圓磨削，一次磨削時(shí)經(jīng)過(guò)夾緊就能定心定位。簿壁內(nèi)孔磨削時(shí)要思索采用夾持工藝臺(tái)，即在車加工時(shí)有意多留下一段厚壁局部，待磨削內(nèi)孔完成后停止切除，如不留工藝臺(tái)則夾緊力不可過(guò)大，否則容易在工件圓周上產(chǎn)生“內(nèi)三角”變形，同樣每次磨削進(jìn)刀量要小，經(jīng)過(guò)屢次進(jìn)刀才干磨出合格的請(qǐng)求，另外磨削過(guò)程中冷卻液要充沛噴淋到被磨削位置，以使磨出的鐵屑和磨料塵粒能順利排出磨削區(qū)域。

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　　現(xiàn)代的模具企業(yè)，簡(jiǎn)直已不缺電加工，由于電加工能夠?qū)Ω黝惍愋汀⒏黝愋颓换蚋哂捕攘慵Ｖ褂行Ъ庸?，因而曾?jīng)成為模具制造和金屬加工行業(yè)必不可少的加工手腕。

　　慢走絲線切割加工技術(shù)，從企業(yè)反應(yīng)的信息得知：精度已可達(dá)±0．002mm，粗糙度Ra＝0．4μm。為追求加工精度，開(kāi)端時(shí)要先檢查線切割機(jī)床的情況，要查看離子水的去離子度、離子水溫度、線切絲垂直度、張緊力、切割用絲、被切工件材質(zhì)等各個(gè)要素，確保良好的加工速度與精度。關(guān)于線切割加工而言，是在一整塊坯料上切除或切下資料的一種加工，因而原來(lái)的應(yīng)力平衡在加工過(guò)程中有所毀壞，惹起拐角處應(yīng)力集中，當(dāng)內(nèi)拐角處半徑R＜0．2時(shí)，應(yīng)倡議設(shè)計(jì)部門改善模具構(gòu)造。處置應(yīng)力集中的辦法，可運(yùn)用矢量平移原理，精加工前先留0．8～0．9mm余量，預(yù)加工出型腔大致外形，再停止熱處置，使加工應(yīng)力盡可能在精加工前釋放，以保證熱穩(wěn)定性。

　　加工凸模時(shí)，切割絲的切入位置及途徑要認(rèn)真思索。選擇夾持坯料的位置應(yīng)在第一遍進(jìn)刀后，工件不成懸壁狀，一直使工件受力狀態(tài)良好，不影響后續(xù)幾遍加工；關(guān)于請(qǐng)求高的凸模，可在坯料上打孔穿絲，加工效果較外形割入好。如今高精度的工件，為保證零件質(zhì)量普遍采用4遍切割數(shù)。當(dāng)凹模厚度方向要有局部錐度加工時(shí)，為追求高效加工，通常第一遍粗加工直邊，第二遍錐度加工，第三遍再精加工直邊，這樣的工藝特性是，不需求再對(duì)已有的錐度邊停止垂直向精加工，只是精加工刃口段直邊，第四遍再精修直邊刃口。

　　電火花成型加工分別要制造粗、精電極。精加工電極請(qǐng)求外形契合型腔性好，好的精電極已用CNC數(shù)控機(jī)床加工完成。電極材質(zhì)選擇上，紫銅電極主要用于普通鋼件加工；Cu－W合金電極，綜合性能好，特別是加工過(guò)程中電極損耗量比紫銅電極明顯小，在良好的排屑條件下，對(duì)難加工資料和截面外形復(fù)雜件精加工很適宜；Ag－W合金電極比Cu－W合金電極性能更優(yōu)，因資源少價(jià)錢高，普通如今還很少采用；另外還有石墨電極，現(xiàn)已普遍運(yùn)用，目前有國(guó)產(chǎn)石墨和進(jìn)口石墨之分，進(jìn)口石墨以損耗小、硬度大、電蝕速度快、外表粗糙度低，占領(lǐng)優(yōu)勢(shì)，已在許多復(fù)雜件精加工中得到應(yīng)用。設(shè)計(jì)電極時(shí)，計(jì)算電極的間隙量及電極數(shù)量。當(dāng)停止大面積或重電極加工時(shí)，工件與電極裝夾均要穩(wěn)定，具有一定的強(qiáng)度，避免加工過(guò)程中松動(dòng)。但是電火花加工后的外表比普通機(jī)械加工或熱處置后的外表更難研磨，因而電火花加工完畢前應(yīng)采用精規(guī)準(zhǔn)修整，去除外表構(gòu)成的硬化薄層。

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　　成型外表處置的內(nèi)容，包含鋼材外表無(wú)氣孔、硬度平均、各向特性差別小、夾雜物低和零件外表在加工時(shí)留下刀痕、磨痕等應(yīng)力集中的中央。因而在加工完畢后，需求對(duì)零件停止外表強(qiáng)化，經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光、鉗工打磨、拋光，處置掉加工隱患。對(duì)工件無(wú)用棱邊、銳角、孔口停止倒鈍。普通地，電加工外表會(huì)有蛻變硬化層6～10μm左右，呈灰白色顏色，該層脆而帶有殘留應(yīng)力，在運(yùn)用之前要充沛消弭硬化層，辦法為外表拋光，拋磨掉硬化層。想取得高質(zhì)量的拋光效果，工件的材質(zhì)、外形、硬度以及切削加工的外表質(zhì)量要有充沛的思索，必備有高質(zhì)量的拋光工具、優(yōu)質(zhì)的拋光資料、正確的拋光工序、嚴(yán)謹(jǐn)有致的人員素質(zhì)、良好的清潔環(huán)境。

　　（五）模具零部件組裝

　　在磨削加工、電加工過(guò)程中，工件會(huì)有一定磁化，具有微小磁力，容易吸附一些小雜物，因而在組裝之前，要對(duì)工件作充沛的退磁處置，并用乙酸乙脂清洗外表。組裝過(guò)程中：（1）先看懂了解裝配圖，配齊各類零件；（2）列出各零部件互相之間的裝配次序；（3）檢查各零部件的尺寸精度，明白各項(xiàng)配合請(qǐng)求；（4）配齊所需工具，然后著手裝配模具；（5）先裝模架局部的導(dǎo)柱導(dǎo)套、型腔成型塊組件鑲拼組合；（6）組立模板與凸模、凹模分離，微量調(diào)整各板位置；（7）開(kāi)合模具，檢查模具動(dòng)作能否牢靠。

　　三、結(jié)語(yǔ)

　　無(wú)數(shù)理論證明，模具企業(yè)注重模具零件的精加工工藝過(guò)程控制，是模具企業(yè)持久有效的生存開(kāi)展之道。經(jīng)過(guò)工藝過(guò)程控制能夠最大限度地減少零件超差、報(bào)廢，從而有效進(jìn)步模具在消費(fèi)運(yùn)用中壽命，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的意義。