精加工工序,你知道多少?一幅(fú)模具是由眾多的零件組配而成,零件的(de)質量直(zhí)接(jiē)影響著模具的質(zhì)量,而零件的最終(zhōng)質量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。在國內大多數的模具製(zhì)造企業,精加工階段采用的方法一般是磨削,電加(jiā)工及(jí)鉗工處理。在這(zhè)個階段要控製好零件(jiàn)變形,內應力,形狀公差及尺寸精度等許多技術參數,在具體的生產實踐中(zhōng),操作(zuò)困難較多,但仍有(yǒu)許多(duō)行之有效的經驗方法值得借鑒。
模具零件的加工,根據零件的外觀形狀不同,大致可把零(líng)件分三類(lèi):板類、異形零件及軸類,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(gōng)——鉗工(表麵(miàn)處理)——組配加工。
1、零件熱處理
零件的熱處理工序,在使零件獲得要求的硬度的(de)同時,還需對內應力進行控製,保證零件加工時尺寸的穩定性,不同的材(cái)質分別有不同的處(chù)理方式。隨著近年來模具工業的發展,使用的材料種類增多了,除了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬質合金(jīn)外,對一些工作強度大,受力苛刻(kè)的凸、凹模,可選用新材(cái)料粉末合金鋼,如V10、ASP23等,此類材質具有較高的熱穩定性和(hé)良好的組織(zhī)狀態。
針對以Cr12MoV為材質的零件,在粗加工後(hòu)進行淬火處(chù)理,淬火後工件存在很大的(de)存留(liú)應力,容(róng)易(yì)導致精加(jiā)工或工作中開裂,零件淬火後應趁熱回火,消除淬火(huǒ)應力。淬火溫度控製在900-1020℃,然後(hòu)冷卻至200-220℃出(chū)爐空冷,隨後迅速(sù)回爐220℃回火,這種方法稱(chēng)為一次硬化工藝,可以獲得較高的強度及耐磨性,對(duì)於以磨(mó)損為主要失效形式的模具效果較好。生產中遇到一些拐角較多、形狀複雜的工件,回火還不足以消除(chú)淬火應力,精加工前還(hái)需進行去應力退火(huǒ)或多次時效處理,充分釋放應力。
針(zhēn)對V10、APS23等粉末合(hé)金鋼零件,因其能承受高溫(wēn)回火,淬火時可(kě)采(cǎi)用二次硬化工藝,1050-1080℃淬(cuì)火,再用490-520℃高溫回火並進行多次,可以獲得較高的衝擊韌性及穩定性,對以崩刃為(wéi)主要失效形式的模具(jù)很適用。粉末合金鋼的造價較高,但其性能好,正在形成一種廣泛運用趨勢(shì)。
2、零件的磨削加工
磨削加工采用的機床有三種主要類型:平麵磨床、內(nèi)外圓磨床及工具磨具。精加(jiā)工磨削時要嚴格(gé)控製磨削變形和磨削裂紋的(de)產生,即使是十分微小(xiǎo)的裂紋,在後續的加工使用中也會顯露出來。因此,精磨的進刀要小,不(bú)能大,冷卻(què)液要充分,尺寸公差在0.01mm以內的零件要盡量恒溫磨削。由計算可知,300mm長的鋼(gāng)件,溫差3℃時,材料有10.8μm左(zuǒ)右的變化,10.8=1.2×3×3(每(měi)100mm變形量1.2μm/℃),各精加工工序都需充分考慮這一因素的(de)影響。
精磨(mó)時選擇(zé)好恰當的磨(mó)削(xuē)砂輪十分重要,針對模具鋼材的高釩高鉬狀況,選用GD單晶剛玉砂輪比較適用,當加工硬質合金、淬火硬度高的材質時,優(yōu)先采(cǎi)用有機粘結劑的金剛石砂輪,有機粘結劑砂輪自磨(mó)利(lì)性好,磨出的(de)工件粗糙可達Ra=0.2μm,近年來,隨著新材料的應用,CBN砂輪,也即立方氮化硼(péng)砂輪顯示出十分好的加工效果,在數控成型磨,坐標磨床,CNC內外圓磨床上精加工,效果優於其它種類(lèi)砂輪。磨(mó)削加工中,要注意及時修整砂(shā)輪,保持砂輪的銳利,當砂輪(lún)鈍化後(hòu),會在工件表麵滑擦、擠壓,造成工件表麵燒傷,強度降低。
板類零件的加工大(dà)部分采用平麵磨床加工,在加工(gōng)中常(cháng)會遇到一種長而薄的薄板零件,此類零件(jiàn)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(miàn),當拿下工件後,工(gōng)件又會產生回複變形,厚度測量一致,但平行度達不到要求,解決的辦法可(kě)采用隔磁磨削法,磨削時(shí)以等高塊(kuài)墊在(zài)工件下麵,四麵擋塊抵死(sǐ),加工時小進刀,多光刀,加工好一麵後,可(kě)不用再墊等高塊,直接(jiē)吸附加工,這樣可改善磨削效果,達到平行度要求。
軸類零件具有回(huí)轉麵,其加(jiā)工廣泛采用(yòng)內外圓磨床及(jí)工具(jù)磨床。加工過程中,頭架及頂尖相當於母線,如果其存在跳動問題,加工出來的工件同樣(yàng)會產生此(cǐ)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。進行內孔磨削時,冷卻液要充分澆到磨削接觸位置,以利於磨削(xuē)的順利排(pái)出。加工薄壁軸類零(líng)件,最好采用夾持工藝台,夾緊力不可(kě)過大,否則容易在(zài)工件(jiàn)圓周上產生“內三角”變形。
3、電加工控製
現代的模具工廠,不能缺少電加工(gōng),電加工可以對各類異形、高硬度零件(jiàn)進行(háng)加工,它分為(wéi)線切(qiē)割與電火(huǒ)花二種。
慢走絲(sī)線切割加工精度可達±0.003mm,粗糙度Ra0.2μm。加工(gōng)開始時,要先檢(jiǎn)查機床的狀況,查看水的去離子度,水溫,絲的垂直度,張力等各個因素,確保良好(hǎo)的加工狀態。線切割加工是在一整塊材料上去除加工,它破壞了工件(jiàn)原有的應力平(píng)衡,很(hěn)容易(yì)引起應力集中,特別(bié)是在拐角處,因(yīn)此(cǐ)當R<0.2(特別是尖角)時,應(yīng)向設(shè)計部門提出改善建議。加工(gōng)中處理應力集中的方法(fǎ),可運用矢量平移原理(lǐ),精加工前先留(liú)餘量(liàng)1mm左右,預加工(gōng)出大(dà)致形狀,然後再進行熱(rè)處理,讓加工應力在精加(jiā)工前(qián)先行釋放,保證熱穩定性。
加工凸模時,絲的切入位置及路徑的選擇要仔(zǎi)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(biàn)數為四次,可以保證零件質量。當加工帶有錐度的凹模時,本著快速高(gāo)效的立場,第一遍粗(cū)加(jiā)工直邊,第二遍錐度加工,接(jiē)著再精加工直邊,這樣(yàng)可不需進(jìn)行X段垂直向精加工,隻精加工刃口段直邊,既(jì)節約時間又節約成本。
電火花加工先要製作電極,電極(jí)有粗、精之分。精加工電極要求形狀符合性好,最好用CNC數控機床加工完成。電極的材質選擇上,紫銅電極主要用於一般鋼件加工。Cu-W合金(jīn)電極,綜合性能好,特別是加工過程中消耗量明顯比紫銅小,配合足量的衝刷液,很適合難加工材料加工及截麵形狀複(fù)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(gōng)件和(hé)電極裝夾要牢固,保證具有足夠的強度,防(fáng)止加工(gōng)鬆動。進行深台(tái)階加工(gōng)時(shí),對電(diàn)極各處的損耗及因排液不暢引起的(de)電弧放電,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、磨痕是應力集中的地方,是裂(liè)紋擴展的源頭,因此在加(jiā)工結(jié)束後,需要對零件進行(háng)表麵強化,通過鉗工打磨,處理掉加工隱患。對工件的一些棱邊、銳角、孔口進行倒鈍,R化。一般地,電加工表麵會產(chǎn)生6-10μm左右的變質硬化層,顏色呈灰白色,硬化層脆而且(qiě)帶有殘留應(yīng)力,在使用之前要充分消除硬化層,方法為表(biǎo)麵拋光,打磨去掉(diào)硬化層。
在磨削加工、電加工過程中,工件會有一定(dìng)磁化,具有微弱(ruò)磁力,十分容易(yì)吸著(zhe)一些小東西,因(yīn)此在組裝之(zhī)前,要對工件作退磁處理(lǐ),並用乙酸乙脂清洗表麵。組裝過程中,先參看裝配圖(tú),找齊(qí)各零件,然後列出各零件相互之間的裝備順序,列出(chū)各(gè)項應注(zhù)意事項,然後著手裝配模(mó)具,裝配一般先裝(zhuāng)導(dǎo)柱(zhù)導套,然後裝(zhuāng)模(mó)架和凸凹模,然後再對各處間隙,特別是凸凹模間隙進行組配調整,裝配完成後要實施模具檢(jiǎn)測,寫出整體情況報告。對發現的問題,可采用逆向思維法,即從後工序向前工序,從精加(jiā)工到粗加工,逐一檢查,直到找(zhǎo)出症結(jié),解(jiě)決問題。
實踐(jiàn)證明,良好的精加工過程控製,可以有效減少(shǎo)零件超差、報廢,有效提高模(mó)具的一次成功率及使用壽命。







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