模具精加工質(zhì)量控制探析

1、模具精加工質(zhì)量控制探析摘要：模具表面精加工是模具加工瓶頸之一，主要反映 是鉗工勞動(dòng)強(qiáng)度大，特別是硬度較大的金屬、壓鑄模具組裝 工程。各種模具加工工藝要求越來(lái)越高，提高模具拋光的速 度和質(zhì)量的意義是不言而喻的。當(dāng)前模具精加工主要釆用精 磨和電加工，兩種加工方式各其特點(diǎn)，對(duì)不同形狀的模具有 這不同的加工效果。關(guān)鍵詞：模具;精加工;質(zhì)量控制引言在模具表面精加工技術(shù)中，主要的可以分為兩大部分， 即傳統(tǒng)精加工技術(shù)和非傳統(tǒng)精加工技術(shù)。傳統(tǒng)精加工技術(shù)主 要是以手工研磨拋光為主和現(xiàn)在發(fā)展起來(lái)的機(jī)械精加工； 非傳統(tǒng)精加工主要包括化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光、電解研磨、 電化學(xué)機(jī)械光整加工、超聲波加工、磁流變拋光、激光拋

2、光 技術(shù)以及電火花拋光等。一、模具精加工過(guò)程控制模具零件的加工，是針對(duì)不同的材質(zhì)，不同的形狀，不 同的技術(shù)要求進(jìn)行適應(yīng)性加工，它具有一定的可塑性，可通 過(guò)對(duì)加工的控制，達(dá)到較好的加工效果。根據(jù)零件的外觀形狀不同，大致可把零件分三類(lèi)：軸類(lèi)、 板類(lèi)與異形零件，其共同的工藝過(guò)程大致為：粗加工一一熱處理精磨電加工鉗工（表面處理）組配加工。二、零件熱處理模具零件要獲得所要求的熱處理硬度。使零件加工時(shí)和 加工后尺寸公差、形位公差能夠穩(wěn)定。有不同的熱處理方式。 其工藝要考慮的經(jīng)濟(jì)性、資料淬透性、淬硬性、過(guò)熱敏性以 及脫碳敏感性。隨著近年來(lái)模具工業(yè)的發(fā)展，必要對(duì)零件熱 處理內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制。針對(duì)不同材質(zhì)的零件作

3、用。使用的資 料種類(lèi)很多，除了 crwmn crl2 40cr gcrl5 crl2mov 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， 可選用新材料粉末合金鋼。此類(lèi)資料具有較高的熱穩(wěn)定性和 良好的組織狀態(tài)。淬火后一般工件都存留內(nèi)應(yīng)力。零件淬火后應(yīng)趁熱回 火?；鼗鹩袝r(shí)還不足以消除淬火應(yīng)力，容易導(dǎo)致后續(xù)精加工 或工作中開(kāi)裂。消除淬火應(yīng)力。形狀復(fù)雜、內(nèi)外轉(zhuǎn)角較多的 工件。精加工前還需進(jìn)行去應(yīng)力退火或多次時(shí)效處理，充分 釋放應(yīng)力。根據(jù)不同的要求采取不同的方法。以crl2為材 質(zhì)的零件為例，粗加工后進(jìn)行淬火處理，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

4、 操作簡(jiǎn)便、工件變形小，但硬度偏低，外表易氧化。適合于 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 °c200 °c取出在空氣中冷卻。此法操作簡(jiǎn)便，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，形狀簡(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，空氣中冷卻。此法操作較繁，但工件變 形小，只適合于某種特殊形狀的工件）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)外溫度基本一致后，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，廣泛用于形狀復(fù)雜變形要 求

5、小的工件）如對(duì)v10 aps23等粉末合金鋼零件，因其能 承受高溫回火，淬火時(shí)可采用二次硬化工藝，1040 °c 1080 °c淬火，再用490 °c520 °c高溫回火并進(jìn)行多次, 可以獲得較高的沖擊韌性及穩(wěn)定性，對(duì)以崩刃為主要失效形 式的模具很適用。三、零件的磨削加工磨削加工采用的機(jī)床有三種主要類(lèi)型：平面磨床、內(nèi)外 圓磨床及工具磨具。精加工磨削時(shí)要嚴(yán)格控制磨削變形，因 此，精磨的進(jìn)刀要小，不能大，冷卻液要充足，尺寸公差在 0. 01mm以內(nèi)的零件要盡量恒溫磨削。防止熱變形對(duì)工件尺寸 造成的誤差，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響。精磨時(shí)選擇好恰當(dāng)

6、的磨削砂輪十分重要，根據(jù)模具鋼材 的具體狀況，選用gd單晶剛玉砂輪比較適用，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 砂輪自銳性好，磨出的工件粗糙可達(dá)ra=o. 2umo磨削加工 中，要注意及時(shí)修整砂輪，保持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后 會(huì)在工件表面滑擦、擠壓，造成工件表面燒傷，強(qiáng)度降低。板類(lèi)零件的加工大部分采用平面磨床加工，磨削時(shí)以精 密平口鉗、等高塊墊、百分表、塊規(guī)、表座等保證平行、垂 直、對(duì)稱尺寸，加工時(shí)小進(jìn)刀，多光刀，加工好一面后，翻 面裝卡找正平行、垂直、對(duì)稱，這樣可改善磨削效果，這樣 可以達(dá)到技術(shù)要求。轉(zhuǎn)貼于中國(guó)論文軸類(lèi)零件具有回轉(zhuǎn) 面，其加工廣泛采用內(nèi)外圓磨床

7、及工具磨床。加工過(guò)程中， 加工時(shí)多采用工藝頭，正、反頂尖，中心架裝卡，如果中心 孔存在形狀誤差，加工出來(lái)的工件同樣會(huì)產(chǎn)生此問(wèn)題，影響 零件的質(zhì)量，因此在加工前要精研修中心孔。進(jìn)行內(nèi)孔磨削 時(shí)，由于砂輪桿伸出教長(zhǎng)且轉(zhuǎn)速較高，砂輪桿的剛性較差， 要減少砂輪與工件的接觸面積，砂輪可以修整成到錐，只有 前端很少的一端約4-6mm與工件接觸，可充分降低磨削阻力, 在磨削時(shí)要小進(jìn)刀，不進(jìn)刀多次光刀，直到砂輪火化基本沒(méi) 有時(shí)，才能再進(jìn)刀，加工薄壁套類(lèi)零件，最好采用工藝彈性 套夾持工件，防止夾持工件變形，否則容易在工件圓周上產(chǎn) 生“內(nèi)等三角”變形。四、電加工控制現(xiàn)代的模具工廠，不能缺少電加工，電加工可以對(duì)各類(lèi)

8、 異形、高硬度零件進(jìn)行加工，它分為線切割與電火花二種。線切割加工精度較高，加工開(kāi)始時(shí)，先預(yù)加工出大致形 狀，然后再進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，讓熱處理加 工應(yīng)力在精加工前先行釋放，保證熱穩(wěn)定性。熱處理完后， 在平面磨床上，磨出一個(gè)基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位，上線 切割機(jī)床加工形腔，這樣工件在熱處理中已完全變形，在精 加工中就不會(huì)再變形。加工凸模時(shí)，絲的切入位置及路徑的選擇要仔細(xì)考慮， 裝卡方法和固定方式都要合理，因?yàn)榫€切割加工，工件受力 基本為零，只要保證工件在加工中不移動(dòng)就可以，裝卡中可 以使用傳統(tǒng)的壓板裝卡、還可以使用金屬?gòu)?qiáng)力膠粘接、磁鐵 吸附等裝卡方式，高精線切割加工，通常切割（下轉(zhuǎn)第

9、34 頁(yè)）遍數(shù)為兩次，可以保證零件質(zhì)量。當(dāng)加工帶有錐度的凹 模時(shí)，本著快速高效的原則，第一遍粗加工直邊，第二遍錐 度加工，接著再精加工直邊，這樣只精加工刃口段直邊，既 節(jié)約時(shí)間又節(jié)約成本。五、表面處理及組配零件表面在加工時(shí)留下刀痕、磨痕是應(yīng)力集中的地方， 是裂紋擴(kuò)展的源頭，在加工結(jié)束后，需要對(duì)零件進(jìn)行表面強(qiáng) 化，通過(guò)鉗工打磨，處理掉加工隱患。對(duì)工件的一些棱邊、 銳角、孔口進(jìn)行倒鈍，r化。電加工表面會(huì)產(chǎn)生6-loum左 右的變質(zhì)硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且?guī)в袣埩魬?yīng) 力，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光，打磨 去掉硬化層。在磨削加工、電加工過(guò)程中，工件會(huì)有一定磁化，具有 微弱磁力

10、，十分容易吸著一些小鐵沫，在組裝之前，要對(duì)工 件作退磁處理，組裝過(guò)程中，裝配一般先裝模架，后配凸凹 模，然后再對(duì)各處間隙，特別是凸凹模間隙進(jìn)行組配調(diào)整， 裝配完成后要實(shí)施模具檢測(cè)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，從精加工到粗 加工，逐一檢查，直到找出癥結(jié)，解決問(wèn)題。實(shí)踐證明，良好的精加工過(guò)程控制，可以有效減少零件 超差、報(bào)廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命。六、模具表面精加工的發(fā)展趨勢(shì)模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。日本已研 制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。 另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有 一定局限性。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光方法，如擠壓研磨、 電化學(xué)拋光、超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模