精密模具加工流程
精密模具是由多個(gè)零件組成的,零件的質(zhì)量直接影響到模具的質(zhì)量,而零件的最終質(zhì)量是由精加工保證的,因此對(duì)精密模具加工流程的控制至關(guān)重要。在大多數(shù)國(guó)內(nèi)模具制造企業(yè)中,精加工階段采用的方法一般是磨削、電加工和鉗子加工。在這一階段,應(yīng)控制好變形、內(nèi)應(yīng)力、形位公差、尺寸精度等多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中,操作難度較大,但仍有許多行之有效的經(jīng)驗(yàn)方法可供借鑒。
模具零件的加工,根據(jù)零件的外形和形狀,大致可分為三種類型:板材、異形零件和軸。一般工藝流程為:粗加工、熱處理(淬火回火)、精細(xì)磨削、電加工、鉗子(表面處理)、設(shè)置加工。
1. 零件熱處理
在零件熱處理過(guò)程中,當(dāng)要求零件硬度時(shí),還應(yīng)控制內(nèi)應(yīng)力,以保證零件在加工過(guò)程中的尺寸穩(wěn)定性。不同的材料有不同的處理方法。近年來(lái),隨著模具行業(yè)的發(fā)展,所使用的各種材料有所增加。除了Cr12、40Cr、Cr12MoV和硬質(zhì)合金之外,一些新材料粉末合金鋼如V10、Asp23等??梢詾橐恍┚哂写蟮墓ぷ鲝?qiáng)度和嚴(yán)重應(yīng)力的凸凹模進(jìn)行選擇。這種材料具有較高的熱穩(wěn)定性和良好的組織狀態(tài)。
對(duì)于Cr12MoV零件,粗加工后進(jìn)行淬火處理。淬火后,工件內(nèi)部存在較大的殘余應(yīng)力,在精加工或加工過(guò)程中容易產(chǎn)生裂紋。淬火后,零件應(yīng)趁熱回火以消除淬火應(yīng)力。將淬火溫度控制在900-1020℃,然后冷卻至200-220℃進(jìn)行空氣冷卻,然后將爐快速返回到爐中,在220℃回火。在生產(chǎn)中遇到一些角點(diǎn)多、形狀復(fù)雜的工件,回火不足以消除淬火應(yīng)力。精加工前需進(jìn)行消除應(yīng)力退火或多次時(shí)效處理,以充分釋放應(yīng)力。
針對(duì)V10、APS 23等粉末合金鋼零件,可進(jìn)行高溫回火,淬火時(shí)可采用二次硬化工藝,在1050-1080℃下淬火,在490-520℃高溫回火多次,可獲得較高的沖擊韌性和穩(wěn)定性,采用主要失效形式的模具是非常有用的。粉末合金鋼成本高,但性能好,正在形成廣泛的應(yīng)用趨勢(shì)。
2. 零件的磨削加工
磨削加工中使用的機(jī)床有三種主要類型:表面磨床、內(nèi)外圓磨床和刀具磨削工具。在精磨過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制磨削變形和磨削裂紋的產(chǎn)生。即使是很小的裂縫也會(huì)在隨后的加工過(guò)程中暴露出來(lái)。因此,對(duì)精磨的進(jìn)料應(yīng)很小,不較大,冷卻液體應(yīng)足夠,尺寸公差在0.01mm以內(nèi)的零件應(yīng)盡可能在恒定的溫度下進(jìn)行研磨。由計(jì)算可知,當(dāng)300 m長(zhǎng)的鋼件溫差為3℃時(shí),材料的變化約為10.8μm,10.8=1.2×3×3(每100 mm變形1.2μm/℃)。在每一道光整加工過(guò)程中都應(yīng)充分考慮這一因素的影響。
在精密磨削時(shí),選擇合適的砂輪是非常重要的。鑒于鋼的高性能和高性能,GD單晶剛玉砂輪是合適的。硬質(zhì)合金和高硬度材料加工時(shí),優(yōu)先選用有機(jī)粘結(jié)劑金剛石砂輪。近年來(lái),隨著新材料的應(yīng)用,立方氮化硼砂輪(立方氮化硼砂輪)在數(shù)控成型機(jī)、坐標(biāo)磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床上得到了很好的加工效果,其效果優(yōu)于其它類型的砂輪。在磨削過(guò)程中,為了保持砂輪的鋒利度,必須及時(shí)對(duì)砂輪進(jìn)行修復(fù)。砂輪鈍化后,會(huì)在工件表面產(chǎn)生摩擦和擠壓,導(dǎo)致工件表面燒傷,強(qiáng)度降低。
新世紀(jì)模具加工流程的基本特征是高度集成、智能、靈活和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)和制造周期,降低生產(chǎn)成本,最大限度地提高模具制造業(yè)的適應(yīng)性,以滿足用戶需求。