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                模具零件精密加工工艺控制

                发布者:kefu发布日期:2017-01-18 模具零件精密加工工艺控制

                模具零件的加工,总的指导思想是针对不同的模具零件、不同的材质、不同的形状和不同的技术要求进行适应性加工,选择性方案很多。但是,通过对加工过程的控制,达到最好的加工效果和经济性是我们关注的重点。

                根据模具零件的外观形状,零件主要可分为三类:轴类、盘类、板类与成型异类零件。这三类零件的工艺过程一般为:粗加工—半精加工—(淬火、调质)—精密磨削—电加工—钳工修整—组装加工。

                1.燕郊精密加工的热处理

                模具零件要获得所要求的热处理硬度,必要对零件热处理内应力进行控制,使零件加工时和加工后尺寸公差、形位公差能够稳定。针对不同材质的零件作用,有不同的热处理方式。其工艺要考虑的是经济性、材料淬透性、淬硬性、过热敏性以及脱碳敏感性。

                随着近年来模具工业的发展,使用的材料种类很多,除了CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬质合金外,对一些工作强度大、受力苛刻的凹模、凸模,可选用新材料粉末合金钢,如:S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。此类材料具有较高的热稳定性和良好的组织状态。

                淬火后,一般工件都存留内应力,容易导致后续精加工或工作中开裂,零件淬火后应趁热回火,消除淬火应力。形状复杂、内外转角较多的工件,回火有时还不足以消除淬火应力,精加工前还需进行去应力退火或多次时效处理,充分释放应力,根据不同的要求采取不同的方法。

                以Cr12材质的零件为例,在粗加工后进行淬火处理,淬火时仅仅冷却方式就有:空气冷却(将加热后的工件置于空气中冷却,此法操作简便、工件变形小,但硬度偏低,表面易氧化,适合于尺寸小、精度高、厚薄不均的工件)、油冷却(将工件加热后置于油中,冷却到300℃-200℃,取出在空气中冷却,此法操作简便,工件硬度较高,但变形较大,易产生工件变形,适用于尺寸较大,形状简单的工件)、平板夹紧在空气中冷却(将加热后的工件置于两块铁板或铜板之间压紧,在空气中冷却,此法操作较繁,但工件变形小,只适合于某种特殊形状的工件)、分级淬火(将工件加热后置高于Ms点温度的硝盐中,停留一定时间,待工件的内外温度基本一致后,取出在空气中冷却,此法既能保证工件的硬度,又能减少工件的变形,广泛用于形状复杂变形要求小的工件)。如对V10、APS23等粉末合金钢零件,因其能承受高温回火,淬火时可采用二次硬化工艺,1040℃-1080℃淬火,再用490℃-520℃高温回火并进行多次,可以获得较高的冲击韧性及稳定性,对以崩刃为主要失效形式的模具很适用。

                2.燕郊精密加工的磨削加工

                磨削加工采用的机床有三种主要类型:平面磨床、内外圆磨床及工具成型磨削机床。

                精加工磨削时,要严格控制磨削变形和磨削裂纹的出现,哪怕是工件表面的显微裂纹,否则,在后续的工作中也会渐渐显露出来。因此,精密磨削时的进刀量要小,磨削中冷却要充分,尽量选择冷却液介质,加工余量在0.01mm内的零件要尽量恒温磨削。

                磨削工件时,一定要谨慎选择磨削砂轮:针对模具钢材的高钨、高钒、高钼、高合金状况,工件硬度高的特点,可选用PA铬钢和GC绿碳化硅砂轮;当加工硬质合金、淬火硬度高的材质时,优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮,有机粘结剂砂轮自磨利性好,磨出的工件精度在IT5以上,粗糙度可达Ra0.16μm的要求。

                随着新材料的应用,近年CBN立方氮化硼砂轮的应用,显示出了良好的加工效果,在数控成型磨、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精加工,效果甚至优于其它种类砂轮。

                磨削加工中要及时修整砂轮,保持砂轮的锐利。当砂轮钝化后,会在工件表面滑擦、刻划、挤压,造成工件表面烧伤、显微裂痕或产生沟槽,对以后的使用显著地降低效用。

                盘类、板类零件的加工,大部分采用平面磨床加工,加工长而薄的薄板件时,有一定的加工难度。加工前在磨床磁力台的强力吸引下,工件原先存在某种弯曲产生平直形变,贴紧于工作台表面,待磨削后,工件又在原应力作用下变形回复,测量板件厚度时显示一致,但由于变形回复,平面度达不到模具零件应该的要求,解决的方法是磨削前以等高垫铁垫在工件下面,四周用挡块挡住工件防止走动,磨削时磨头进刀量要小,用多次走刀方式完成第一个基准平面。第一个基准平面加工好一面后,可用这一基准平面吸附在磁力台上,通过如上所述的磨削方法可改善大部分工件平面度,如通过一次磨削过程达不到理想的平面度效果,可以再一次重复上面过程;经过几次这样磨削,均能够使平面度符合要求;但对于板件厚度尺寸有严格要求时,备料中必须根据工件材料、形状、切削加工手段、热处理方法等综合因素,适当加放厚度余量。

                轴类零件的特点是由多个回转面构成,现代企业终极精密加工方法一般采用内外圆磨床磨削。加工过程中,利用磨床夹头和尾架顶尖夹紧定位工件,或者用首尾两顶针定位工件,此时夹头与顶针80彩票的连线就是磨削后工件的80彩票线,如果80彩票线跳动,加工出来的工件就会产生不同心问题,因此,在加工前要做好夹头及顶尖的同心检测和首尾顶针对中检查。如果是用夹头与80彩票顶针夹紧定位一次磨削台阶轴,则在这一次磨削前要对夹紧部分先进行外圆磨削,一次磨削时通过夹紧就能定心定位。

                簿壁内孔磨削时,要考虑采用夹持工艺台,即在车加工时有意多留下一段厚壁部分,待磨削内孔完成后进行切除,如不留工艺台,则夹紧力不可过大,否则,容易在工件圆周上产生“内三角”变形。同样每次磨削进刀量要小,通过多次进刀才能磨出合格的要求,另外,磨削过程中冷却液要充分喷淋到被磨削位置,以使磨出的铁屑和磨料尘粒能顺利排出磨削区域。

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