精加工工序,你知(zhī)道多少?一幅模具是由眾多的零件組配而成,零(líng)件的質量直(zhí)接影響著模具的質量,而零件(jiàn)的最終質量(liàng)又是由精加工來完成保證的,因此說控製(zhì)好精加工關係重大。在國內大多(duō)數(shù)的模具(jù)製造企(qǐ)業(yè),精加工階段采用的方法一(yī)般是磨削,電加工及鉗工處理。在這個階段要控製好零件變形,內應力,形狀公差及尺寸精度(dù)等(děng)許多(duō)技術參數,在具(jù)體的生產實踐中,操作困難較多,但仍有許多行之有效的經驗方法值(zhí)得借鑒。
模具零件的加工,根據零件的外觀形狀不同(tóng),大致可把零(líng)件分三類:板類、異形零件及(jí)軸類,其共同的工藝過程大致為:粗加工——熱處理(淬火、調質)——精磨——電加工——鉗工(gōng)(表麵(miàn)處理)——組配加工(gōng)。
1、零件熱處理
零件的熱處理工序,在使(shǐ)零(líng)件獲得要(yào)求的(de)硬度的同時,還需對(duì)內應力進行(háng)控製,保證零件加工(gōng)時尺寸的穩定性(xìng),不同的材(cái)質分別(bié)有不同的處理方式。隨著近年來(lái)模具工業的發展,使用的材料種類增多了,除了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬質合金外,對一些工作強度大,受力苛刻的凸、凹模,可選用新材料粉末合金(jīn)鋼(gāng),如V10、ASP23等,此類材質具有較高的熱穩定性和良好的組織狀態。
針對以Cr12MoV為材質的零件,在粗加工後進行淬火處理,淬火後(hòu)工(gōng)件存在很大的存(cún)留應力,容(róng)易導致精加(jiā)工或工作中開裂,零件淬火(huǒ)後應(yīng)趁熱(rè)回火,消除淬火應力。淬火溫度控製(zhì)在900-1020℃,然(rán)後冷卻至200-220℃出爐空冷,隨後迅速回(huí)爐220℃回火,這種方法(fǎ)稱為(wéi)一次硬化工藝,可以獲(huò)得較高的強度及耐磨性,對於以磨損為主要失效形式的(de)模具效果較好。生產中遇到一些拐角較多、形狀複雜的工件,回火(huǒ)還不足以消除淬火應力,精(jīng)加工前還需進行去應力退火或多次時效處理,充分釋放應力。
針對V10、APS23等粉末合金(jīn)鋼零件,因其能承受高溫回火,淬火時可采用二次硬化工藝,1050-1080℃淬火,再(zài)用490-520℃高溫(wēn)回(huí)火並進行多次,可以獲得較高的衝擊韌性及穩定性,對以崩(bēng)刃為主要失效形式的模具很適用。粉(fěn)末合金鋼的造價較高,但其性能好,正在形(xíng)成一種廣泛運用趨勢。
2、零件的磨削加工(gōng)
磨削加工采用的機床有三種主要類型:平麵(miàn)磨床、內外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時要嚴格控製磨削變形(xíng)和磨削裂紋的產生,即使是十分微小的裂紋,在(zài)後續的加工使用中也會顯露出(chū)來。因此,精磨的進刀要小,不能大,冷卻液要充分,尺寸公差在0.01mm以內的零(líng)件要盡量恒溫磨削。由計(jì)算可知,300mm長的鋼(gāng)件,溫差3℃時,材料有10.8μm左右的變化,10.8=1.2×3×3(每100mm變形量1.2μm/℃),各精加工工序都需(xū)充(chōng)分考慮這一(yī)因素的影響。
精(jīng)磨時選擇好恰當的磨削砂輪十(shí)分重要,針對模具鋼材的高釩高鉬(mù)狀況,選用GD單晶(jīng)剛玉砂輪比較適(shì)用,當加工硬質合金(jīn)、淬火硬度高的(de)材質時,優先采用有機粘結劑的金剛石砂輪(lún),有機粘結劑砂輪自磨利性好,磨出的工件粗糙可達(dá)Ra=0.2μm,近年來,隨(suí)著新(xīn)材料的應用,CBN砂輪,也即立方氮化硼砂輪(lún)顯示出十(shí)分(fèn)好(hǎo)的加工效果,在數控成型磨(mó),坐(zuò)標磨床,CNC內外圓磨床上精加工,效果優於其它種類砂輪。磨削加工中,要注意及時修整砂輪,保(bǎo)持砂輪的銳利,當砂(shā)輪鈍化後,會在工件表(biǎo)麵(miàn)滑擦、擠壓(yā),造(zào)成工件表麵燒傷,強度降低。
板類(lèi)零件的加工大部分采用平麵磨床加工,在加工(gōng)中常會遇到一(yī)種長而薄的薄(báo)板零件,此類零件的加工較難。因為加工時,在磁力的吸附作用下,工件產生形變,緊貼於工作台表麵,當拿下工件後,工件又會產生回複變(biàn)形(xíng),厚度測量一致(zhì),但平行度達不到要求,解(jiě)決的辦法(fǎ)可采用隔磁磨削(xuē)法,磨削時(shí)以等高塊墊(diàn)在工件(jiàn)下麵,四麵擋塊抵死,加工時小進刀,多(duō)光刀,加工(gōng)好一麵後,可不(bú)用(yòng)再墊等高塊(kuài),直接(jiē)吸附加工,這樣可改善磨削效果,達到平(píng)行度要求。
軸類零件具有回轉麵,其加工廣泛采用內外(wài)圓磨床及工具磨床。加工過程中,頭架及頂尖相當於母(mǔ)線,如果其存在跳動問題,加工(gōng)出來的工件同樣會產生此問題,影響零件的質量,因此在加工前要做好頭架及頂尖的檢測工作。進行內(nèi)孔磨削時,冷卻液要(yào)充(chōng)分澆到(dào)磨(mó)削接觸位置,以利(lì)於磨削(xuē)的順利排出。加工薄壁軸類零件,最好(hǎo)采用夾持工(gōng)藝台,夾緊力不(bú)可過大,否則容易在工件圓(yuán)周上產生(shēng)“內三(sān)角”變(biàn)形。
3、電加工控製
現代的模具工(gōng)廠(chǎng),不能缺少電加工,電加工可以對各類異(yì)形、高硬度零件進行加工,它分為線切割與電火花二種。
慢走絲線切割加工精度可達±0.003mm,粗糙度Ra0.2μm。加工開始時,要先檢查機床的狀況,查看水的去(qù)離子度(dù),水溫,絲的垂直度(dù),張力(lì)等各個因素,確保良好的加工(gōng)狀態。線切割加工是(shì)在一整塊材料上去除加工,它破壞了工件原有的(de)應(yīng)力平衡,很容易引起應力集中,特別(bié)是在拐角處,因此當R<0.2(特別是尖角)時,應向設計部門提出改善建議(yì)。加工中處理應力集中的(de)方法,可運用矢量平移原理,精加工前(qián)先留餘量1mm左右,預加工(gōng)出大致(zhì)形狀,然後再進行熱處(chù)理(lǐ),讓加工應力在精加工前先行釋放,保證(zhèng)熱穩定性。
加工凸模(mó)時,絲的切(qiē)入位置及路(lù)徑的選擇要仔細考慮。采用打孔穿絲加工,效果最佳。高精線切割加工,通常切割遍數為四次,可以保證零件(jiàn)質(zhì)量。當加(jiā)工帶有錐(zhuī)度的凹模時,本著快速高效的立場,第一遍粗加工直邊,第二遍錐度加工,接著再精加工(gōng)直(zhí)邊,這樣可不需進行X段垂直向精(jīng)加工,隻精加工刃(rèn)口段直邊,既(jì)節約(yuē)時間又節約成本。
電火花加工先要製作電極,電極有粗、精之分。精加工電極(jí)要求形(xíng)狀符(fú)合(hé)性好,最好用CNC數控機(jī)床加工完成(chéng)。電極的材質選擇上,紫銅電極主要用於一般鋼(gāng)件加工。Cu-W合金電極,綜合性能好(hǎo),特別是加工過程中消耗量(liàng)明顯比紫銅小,配合足(zú)量的衝刷(shuā)液,很適合難加(jiā)工材料加工及截麵形(xíng)狀複雜件精加工。製作電極時,需要計算電極的間隙量及電極數量,當進行大麵積或重電極加工時,工件和電(diàn)極裝夾要牢固,保證(zhèng)具有足夠的強度,防止(zhǐ)加工鬆動。進行深台階加工時,對電極各處的損耗及因排(pái)液不暢引起(qǐ)的電(diàn)弧放電,要予以注意。
4、表麵處理及組配
零件表麵在加工時留下刀痕、磨痕(hén)是應力集中的地方,是裂紋擴展的源頭,因此在加工結束後,需要對零件進(jìn)行表麵強(qiáng)化(huà),通過鉗工打磨,處理掉加工隱患。對(duì)工件的(de)一些棱邊、銳角、孔口(kǒu)進(jìn)行倒鈍,R化。一般地,電加工表(biǎo)麵會產生6-10μm左(zuǒ)右的變質硬(yìng)化層,顏色呈灰白色,硬化層脆而且帶有殘(cán)留應力,在使(shǐ)用之前要充分消除硬化層,方法為表麵拋光,打磨去掉(diào)硬化層。
在磨(mó)削加工、電加工過程中,工件會有一(yī)定(dìng)磁化,具有微弱磁力(lì),十分容易吸著一些小東西,因此在組裝之前,要對工件(jiàn)作退磁處理,並用乙酸乙脂清洗表麵。組裝過程中(zhōng),先(xiān)參看裝配圖,找齊各零件,然後列出各(gè)零件相互(hù)之間的裝備順序,列出各項應注(zhù)意事(shì)項,然後著手裝配模(mó)具,裝配一般先裝導柱導套,然後裝模架和凸凹模,然後再對各處間(jiān)隙(xì),特別是(shì)凸凹模間隙(xì)進行組配調整,裝配完成後要實施模具(jù)檢測,寫出整體(tǐ)情(qíng)況報告。對發現的(de)問題,可采用逆向思(sī)維法,即從後工(gōng)序向(xiàng)前工序,從精加(jiā)工到粗加工,逐(zhú)一檢查,直(zhí)到(dào)找出(chū)症結(jié),解(jiě)決問題。
實踐(jiàn)證明(míng),良好的精(jīng)加工過程控製,可以有效減少零件超(chāo)差(chà)、報廢,有效提高模具的一次成功率及使用壽命。







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