創典模具工程師關于模具配件精加工控制的分析
2022/12/20 9:09:08 瀏覽次數：12860 次
1、引(yin)言(yan)
一(yi)幅模(mo)具是(shi)由(you)眾多的(de)(de)(de)模(mo)具零件組配而(er)成，非標(biao)模(mo)具零件的(de)(de)(de)質量直接影響著模(mo)具的(de)(de)(de)質量，而(er)非標(biao)模(mo)具零件的(de)(de)(de)最終質量又(you)是(shi)由(you)精(jing)加(jia)工來完成保證的(de)(de)(de)，因此說控制好(hao)精(jing)加(jia)工關(guan)系重(zhong)大(da)。
模具(ju)非標零件(jian)的(de)(de)加工(gong)，一(yi)(yi)個總的(de)(de)指(zhi)導思想是針對(dui)不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)材質(zhi)，不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)形狀，不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)技(ji)術(shu)要求進(jin)行適應性加工(gong)，它具(ju)有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)可塑性，可通(tong)過對(dui)加工(gong)的(de)(de)控制，達到好的(de)(de)加工(gong)效(xiao)果。
根據零件(jian)的外觀(guan)形狀不同，大致(zhi)可把(ba)零件(jian)分三類：軸(zhou)類、板(ban)類與異形零件(jian)，其共同的工藝過(guo)程(cheng)大致(zhi)為：粗加(jia)工——熱處理(淬火、調質(zhi))——精磨——電加(jia)工——鉗工(表(biao)面處理)——組配(pei)加(jia)工。
2.1零件熱(re)處理
零(ling)件的(de)(de)熱(re)處理工(gong)序，在使(shi)零(ling)件獲得(de)要求(qiu)的(de)(de)硬度的(de)(de)同時(shi)，還需(xu)對內(nei)應力進行控制，保證零(ling)件加工(gong)時(shi)尺寸的(de)(de)穩定性，不(bu)同的(de)(de)材(cai)質分別(bie)有不(bu)同的(de)(de)處理方式。隨著近(jin)年來(lai)模具(ju)工(gong)業的(de)(de)發展，使(shi)用(yong)的(de)(de)材(cai)料種類增(zeng)多了，除(chu)了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬質合金外，對一(yi)些工(gong)作強度大，受力苛(ke)刻的(de)(de)凸、凹模，可選用(yong)新材(cai)料粉末合金鋼(gang)，如V10、ASP23等，此類材(cai)質具(ju)有較高的(de)(de)熱(re)穩定性和(he)良好的(de)(de)組織狀態。
針對以(yi)Cr12MoV為材質的(de)零件，在粗加(jia)(jia)工(gong)(gong)后(hou)(hou)進(jin)行(xing)(xing)淬(cui)(cui)火(huo)處(chu)理，淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)(gong)件存在很大的(de)存留應(ying)(ying)力(li)，容易導致(zhi)精加(jia)(jia)工(gong)(gong)或(huo)工(gong)(gong)作中開裂(lie)，零件淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)應(ying)(ying)趁熱回(hui)(hui)火(huo)，消除淬(cui)(cui)火(huo)應(ying)(ying)力(li)。淬(cui)(cui)火(huo)溫度控制在900-1020℃，然后(hou)(hou)冷卻(que)至200-220℃出爐空冷，隨后(hou)(hou)迅速(su)回(hui)(hui)爐220℃回(hui)(hui)火(huo)，這種方法稱(cheng)為一次硬化工(gong)(gong)藝，可以(yi)獲(huo)得較高的(de)強度及耐磨(mo)性，對于以(yi)磨(mo)損為主要失效形式的(de)模具效果較好。生產中遇到(dao)一些拐角(jiao)較多(duo)、形狀復雜(za)的(de)工(gong)(gong)件，回(hui)(hui)火(huo)還不足以(yi)消除淬(cui)(cui)火(huo)應(ying)(ying)力(li)，精加(jia)(jia)工(gong)(gong)前還需(xu)進(jin)行(xing)(xing)去應(ying)(ying)力(li)退火(huo)或(huo)多(duo)次時效處(chu)理，充分釋放應(ying)(ying)力(li)。
針對V10、APS23等粉末(mo)合金鋼零件，因其(qi)能(neng)承受高(gao)(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)，淬火(huo)時可采用(yong)(yong)二次硬化工(gong)藝，1050-1080℃淬火(huo)，再用(yong)(yong)490-520℃高(gao)(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)并進行多次，可以獲得較(jiao)高(gao)(gao)的(de)沖擊韌性(xing)及穩定性(xing)，對以崩(beng)刃為主要失效形式的(de)模具很(hen)適用(yong)(yong)。粉末(mo)合金鋼的(de)造價(jia)較(jiao)高(gao)(gao)，但其(qi)性(xing)能(neng)好，正在形成一種廣泛運(yun)用(yong)(yong)趨(qu)勢。
2.2零件(jian)的磨削加(jia)工(gong)
磨(mo)削(xue)加工(gong)采用(yong)的(de)(de)(de)機床有三種(zhong)主要(yao)類型：平面磨(mo)床、內(nei)外圓磨(mo)床及工(gong)具磨(mo)具。精(jing)(jing)加工(gong)磨(mo)削(xue)時要(yao)嚴格控制磨(mo)削(xue)變形(xing)和磨(mo)削(xue)裂紋(wen)的(de)(de)(de)產生，即使(shi)是(shi)十分(fen)微小的(de)(de)(de)裂紋(wen)，在后續的(de)(de)(de)加工(gong)使(shi)用(yong)中也會顯(xian)露出來。因此，精(jing)(jing)磨(mo)的(de)(de)(de)進刀要(yao)小，不能大，冷卻液要(yao)充(chong)分(fen)，尺寸(cun)公差(cha)在0.01mm以內(nei)的(de)(de)(de)零(ling)件要(yao)盡(jin)量恒溫(wen)磨(mo)削(xue)。由(you)計(ji)算可知，300mm長的(de)(de)(de)鋼件，溫(wen)差(cha)3℃時，材料有10.8μm左(zuo)右的(de)(de)(de)變化，10.8=1.2×3×3(每100mm變形(xing)量1.2μm/℃)，各精(jing)(jing)加工(gong)工(gong)序(xu)都(dou)需(xu)充(chong)分(fen)考慮(lv)這一因素的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。
精磨(mo)(mo)時選擇好恰當(dang)的(de)(de)磨(mo)(mo)削(xue)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)十分(fen)(fen)重要(yao)，針對模具鋼材(cai)的(de)(de)高釩高鉬狀況，選用GD單晶剛玉砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)比較適用，當(dang)加工(gong)(gong)(gong)硬質合金(jin)、淬火(huo)硬度高的(de)(de)材(cai)質時，優(you)先采用有(you)機粘(zhan)(zhan)結劑的(de)(de)金(jin)剛石砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)，有(you)機粘(zhan)(zhan)結劑砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)自磨(mo)(mo)利(li)性好，磨(mo)(mo)出的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)件粗糙可(ke)達Ra=0.2μm，近年來，隨著新材(cai)料的(de)(de)應用，CBN砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)，也即立方氮化(hua)硼(peng)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)顯示(shi)出十分(fen)(fen)好的(de)(de)加工(gong)(gong)(gong)效果(guo)，在(zai)數控成(cheng)型磨(mo)(mo)，坐標磨(mo)(mo)床，CNC內(nei)外(wai)圓(yuan)磨(mo)(mo)床上精加工(gong)(gong)(gong)，效果(guo)優(you)于其它種類砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)。磨(mo)(mo)削(xue)加工(gong)(gong)(gong)中(zhong)，要(yao)注(zhu)意及時修整砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)，保持砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)的(de)(de)銳利(li)，當(dang)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)鈍(dun)化(hua)后，會在(zai)工(gong)(gong)(gong)件表面滑擦、擠壓(ya)，造(zao)成(cheng)工(gong)(gong)(gong)件表面燒傷(shang)，強度降低。
板(ban)類零件(jian)(jian)的加(jia)(jia)工(gong)大部分(fen)采用平(ping)面(mian)磨(mo)(mo)床加(jia)(jia)工(gong)，在加(jia)(jia)工(gong)中常會遇到(dao)一(yi)(yi)種長而薄(bo)(bo)的薄(bo)(bo)板(ban)零件(jian)(jian)，此類零件(jian)(jian)的加(jia)(jia)工(gong)較難。因為加(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)，在磁力的吸(xi)附作用下(xia)，工(gong)件(jian)(jian)產生形變，緊貼于工(gong)作臺表面(mian)，當(dang)拿(na)下(xia)工(gong)件(jian)(jian)后，工(gong)件(jian)(jian)又會產生回復變形，厚度測量一(yi)(yi)致，但平(ping)行(xing)度達(da)不到(dao)要(yao)求(qiu)，解決的辦法可(ke)采用隔磁磨(mo)(mo)削法，磨(mo)(mo)削時(shi)(shi)以等高(gao)塊墊在工(gong)件(jian)(jian)下(xia)面(mian)，四面(mian)擋(dang)塊抵死，加(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)小進(jin)刀(dao)，多(duo)光(guang)刀(dao)，加(jia)(jia)工(gong)好一(yi)(yi)面(mian)后，可(ke)不用再墊等高(gao)塊，直接(jie)吸(xi)附加(jia)(jia)工(gong)，這樣(yang)可(ke)改善(shan)磨(mo)(mo)削效果，達(da)到(dao)平(ping)行(xing)度要(yao)求(qiu)。
軸類零件具有回轉面，其加工(gong)廣泛采(cai)用內(nei)外圓(yuan)磨(mo)(mo)床及工(gong)具磨(mo)(mo)床。加工(gong)過程中(zhong)，頭(tou)架及 相當于(yu)(yu)母線，如果其存在(zai)跳動問(wen)題，加工(gong)出來的(de)工(gong)件同樣會產生此問(wen)題，影(ying)響(xiang)零件的(de)質量，因此在(zai)加工(gong)前要做好(hao)頭(tou)架及 的(de)檢測工(gong)作。進行內(nei)孔磨(mo)(mo)削時，冷卻液要充分澆(jiao)到磨(mo)(mo)削接觸位(wei)置，以利于(yu)(yu)磨(mo)(mo)削的(de)順利排出。加工(gong)薄壁軸類零件，更好(hao) 采(cai)用夾持工(gong)藝臺，夾緊力不可過大，否則容易在(zai)工(gong)件圓(yuan)周上產生“內(nei)三(san)角”變形。
2.3電加(jia)工控制
現代(dai)的模具工廠，不能缺少電加(jia)工，電加(jia)工可以(yi)對各類異形、高(gao)硬度零件進行加(jia)工，它分為線(xian)切割與電火花二種。
慢走絲線切(qie)割加(jia)(jia)工(gong)(gong)精(jing)度(du)可達±0.003mm，粗糙度(du)Ra=0.2μm。加(jia)(jia)工(gong)(gong)開始時，要(yao)先檢查(cha)機床的(de)(de)狀(zhuang)況，查(cha)看水的(de)(de)去(qu)離子度(du)，水溫，絲的(de)(de)垂直度(du)，張力等各個(ge)因(yin)素，確保良(liang)好(hao)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)狀(zhuang)態。線切(qie)割加(jia)(jia)工(gong)(gong)是(shi)在(zai)(zai)一整塊材料上去(qu)除加(jia)(jia)工(gong)(gong)，它破壞了工(gong)(gong)件(jian)原有(you)的(de)(de)應力平衡，很容(rong)易(yi)引起應力集中，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)(zai)拐角處，因(yin)此當R＜0.2(特(te)別(bie)是(shi)尖角)時，應向設(she)計部(bu)門(men)提(ti)出改善建議。加(jia)(jia)工(gong)(gong)中處理(li)應力集中的(de)(de)方法，可運(yun)用矢量平移原理(li)，精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)前先留余量1mm左右，預加(jia)(jia)工(gong)(gong)出大(da)致形狀(zhuang)，然后再(zai)進行熱處理(li)，讓加(jia)(jia)工(gong)(gong)應力在(zai)(zai)精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)前先行釋放，保證熱穩定性。
加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)凸(tu)模(mo)時，絲的(de)切(qie)入位置(zhi)及路(lu)徑的(de)選(xuan)擇要仔(zi)細考(kao)慮。工(gong)(gong)件左端(duan)夾(jia)持(chi)，加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)時選(xuan)擇路(lu)線(xian)①比路(lu)線(xian)②要好，因(yin)為路(lu)線(xian)①工(gong)(gong)件與材料的(de)夾(jia)持(chi)部位聯接緊密，加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)穩定，若采(cai)用路(lu)線(xian)②， 遍(bian)進(jin)刀后，工(gong)(gong)件成(cheng)懸(xuan)壁狀，受力差，影響后續(xu)幾遍(bian)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)。路(lu)線(xian)③，采(cai)用打(da)孔穿絲加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，效果更(geng)佳 。高(gao)精(jing)線(xian)切(qie)割加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，通常(chang)切(qie)割遍(bian)數為四次，可以保(bao)證(zheng)零件質(zhi)量。當加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)帶有錐(zhui)度的(de)凹模(mo)時，本著快速高(gao)效的(de)立(li)場， 遍(bian)粗加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)直邊，第(di)二(er)邊錐(zhui)度加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，接著再精(jing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)直邊，這樣可不需進(jin)行X段垂直向精(jing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，只精(jing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)刃口段直邊，既節(jie)約時間(jian)又(you)節(jie)約成(cheng)本。
電(dian)火(huo)花加(jia)工(gong)先(xian)要(yao)制作電(dian)極(ji)，電(dian)極(ji)有粗、精之分(fen)。精加(jia)工(gong)電(dian)極(ji)要(yao)求形狀(zhuang)符合(he)性好，更好 用CNC數(shu)控機床加(jia)工(gong)完成(cheng)。電(dian)極(ji)的材(cai)質(zhi)選擇上，紫(zi)銅電(dian)極(ji)主要(yao)用于一般鋼件加(jia)工(gong)。Cu-W合(he)金電(dian)極(ji)，綜(zong)合(he)性能(neng)好，特別是加(jia)工(gong)過程中消耗量明顯比紫(zi)銅小，配合(he)足量的沖刷液，很適合(he)難加(jia)工(gong)材(cai)料加(jia)工(gong)及截面形狀(zhuang)復雜件精加(jia)工(gong)。
Ag-W合金電(dian)(dian)極(ji)(ji)比Cu-W合金電(dian)(dian)極(ji)(ji)性能更優，但其價格高，資源少，一般較少采(cai)用。制(zhi)作電(dian)(dian)極(ji)(ji)時，需要計算電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)間隙量(liang)及電(dian)(dian)極(ji)(ji)數量(liang)，當進行大面積或重電(dian)(dian)極(ji)(ji)加工時，工件和電(dian)(dian)極(ji)(ji)裝夾(jia)要牢(lao)固，保證具有足夠的(de)強(qiang)度，防(fang)止加工松動。進行深臺(tai)階加工時，對(dui)電(dian)(dian)極(ji)(ji)各處的(de)損耗及因排液(ye)不(bu)暢引起(qi)的(de)電(dian)(dian)弧放電(dian)(dian)，要予以(yi)注意。
2.4表面處理及組配
零件(jian)表(biao)(biao)面在加工(gong)(gong)時留(liu)下(xia)刀痕(hen)、磨痕(hen)是(shi)應力集中(zhong)的(de)地方，是(shi)裂紋(wen)擴展的(de)源頭，因(yin)此在加工(gong)(gong)結束(shu)后，需要對(dui)零件(jian)進行表(biao)(biao)面強化(hua)(hua)，通過鉗(qian)工(gong)(gong)打(da)磨，處理掉加工(gong)(gong)隱患(huan)。對(dui)工(gong)(gong)件(jian)的(de)一些棱邊、銳角、孔口進行倒(dao)鈍，R化(hua)(hua)。一般(ban)地，電加工(gong)(gong)表(biao)(biao)面會產生6-10μm左右的(de)變質硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)，顏(yan)色呈灰白色，硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)脆而且帶有殘(can)留(liu)應力，在使用之前要充(chong)分消除(chu)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)，方法為表(biao)(biao)面拋光，打(da)磨去掉硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)。
在(zai)磨削加工、電加工過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，工件(jian)會有(you)一(yi)(yi)定磁化，具有(you)微弱(ruo)磁力，十(shi)分容易吸著一(yi)(yi)些小東西，因此在(zai)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)之前(qian)，要(yao)(yao)對工件(jian)作退(tui)磁處(chu)理，并(bing)用(yong)乙酸乙脂清洗表(biao)面。組(zu)裝(zhuang)(zhuang)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，先(xian)參(can)看(kan)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)圖，找齊各零(ling)(ling)件(jian)，然后(hou)(hou)列出(chu)各零(ling)(ling)件(jian)相(xiang)互之間的裝(zhuang)(zhuang)備(bei)順序(xu)，列出(chu)各項應注意事(shi)項，然后(hou)(hou)著手裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)模(mo)具，裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)一(yi)(yi)般先(xian)裝(zhuang)(zhuang)導(dao)柱導(dao)套，然后(hou)(hou)裝(zhuang)(zhuang)模(mo)架和凸凹模(mo)，然后(hou)(hou)再對各處(chu)間隙，特(te)別是(shi)凸凹模(mo)間隙進行組(zu)配(pei)(pei)調整，裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)完成(cheng)后(hou)(hou)要(yao)(yao)實施模(mo)具檢(jian)測，寫出(chu)整體情況報(bao)告。對發現的問題，可采(cai)用(yong)逆向思維法，即從(cong)后(hou)(hou)工序(xu)向前(qian)工序(xu)，從(cong)精加工到(dao)粗加工，逐(zhu)一(yi)(yi)檢(jian)查(cha)，直到(dao)找出(chu)癥結，解決問題。
3、結束(shu)語
實踐證明，良好的精加工過程控制，可以有效減少零件超差、報廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命。
創典模具歡迎各界人員進一步就這行業發展做出討論了。
一(yi)幅模(mo)具是(shi)由(you)眾多的(de)(de)(de)模(mo)具零件組配而(er)成，非標(biao)模(mo)具零件的(de)(de)(de)質量直接影響著模(mo)具的(de)(de)(de)質量，而(er)非標(biao)模(mo)具零件的(de)(de)(de)最終質量又(you)是(shi)由(you)精(jing)加(jia)工來完成保證的(de)(de)(de)，因此說控制好(hao)精(jing)加(jia)工關(guan)系重(zhong)大(da)。
在國內大多(duo)數的模具制(zhi)造企業，精加工(gong)階段(duan)(duan)采用的方法一般是磨削(xue)，電加工(gong)及鉗(qian)工(gong)處理。在這個(ge)階段(duan)(duan)要控制(zhi)好零件(jian)變形，內應力，形狀公(gong)差及尺寸(cun)精度等許多(duo)技(ji)術參數，在具體的生產實踐(jian)中，操作困難(nan)較多(duo)，但仍有許多(duo)行之有效的經驗(yan)方法值得借鑒。
模具(ju)非標零件(jian)的(de)(de)加工(gong)，一(yi)(yi)個總的(de)(de)指(zhi)導思想是針對(dui)不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)材質(zhi)，不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)形狀，不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)技(ji)術(shu)要求進(jin)行適應性加工(gong)，它具(ju)有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)可塑性，可通(tong)過對(dui)加工(gong)的(de)(de)控制，達到好的(de)(de)加工(gong)效(xiao)果。
根據零件(jian)的外觀(guan)形狀不同，大致(zhi)可把(ba)零件(jian)分三類：軸(zhou)類、板(ban)類與異形零件(jian)，其共同的工藝過(guo)程(cheng)大致(zhi)為：粗加(jia)工——熱處理(淬火、調質(zhi))——精磨——電加(jia)工——鉗工(表(biao)面處理)——組配(pei)加(jia)工。
2.1零件熱(re)處理
零(ling)件的(de)(de)熱(re)處理工(gong)序，在使(shi)零(ling)件獲得(de)要求(qiu)的(de)(de)硬度的(de)(de)同時(shi)，還需(xu)對內(nei)應力進行控制，保證零(ling)件加工(gong)時(shi)尺寸的(de)(de)穩定性，不(bu)同的(de)(de)材(cai)質分別(bie)有不(bu)同的(de)(de)處理方式。隨著近(jin)年來(lai)模具(ju)工(gong)業的(de)(de)發展，使(shi)用(yong)的(de)(de)材(cai)料種類增(zeng)多了，除(chu)了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬質合金外，對一(yi)些工(gong)作強度大，受力苛(ke)刻的(de)(de)凸、凹模，可選用(yong)新材(cai)料粉末合金鋼(gang)，如V10、ASP23等，此類材(cai)質具(ju)有較高的(de)(de)熱(re)穩定性和(he)良好的(de)(de)組織狀態。
針對以(yi)Cr12MoV為材質的(de)零件，在粗加(jia)(jia)工(gong)(gong)后(hou)(hou)進(jin)行(xing)(xing)淬(cui)(cui)火(huo)處(chu)理，淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)工(gong)(gong)件存在很大的(de)存留應(ying)(ying)力(li)，容易導致(zhi)精加(jia)(jia)工(gong)(gong)或(huo)工(gong)(gong)作中開裂(lie)，零件淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)應(ying)(ying)趁熱回(hui)(hui)火(huo)，消除淬(cui)(cui)火(huo)應(ying)(ying)力(li)。淬(cui)(cui)火(huo)溫度控制在900-1020℃，然后(hou)(hou)冷卻(que)至200-220℃出爐空冷，隨后(hou)(hou)迅速(su)回(hui)(hui)爐220℃回(hui)(hui)火(huo)，這種方法稱(cheng)為一次硬化工(gong)(gong)藝，可以(yi)獲(huo)得較高的(de)強度及耐磨(mo)性，對于以(yi)磨(mo)損為主要失效形式的(de)模具效果較好。生產中遇到(dao)一些拐角(jiao)較多(duo)、形狀復雜(za)的(de)工(gong)(gong)件，回(hui)(hui)火(huo)還不足以(yi)消除淬(cui)(cui)火(huo)應(ying)(ying)力(li)，精加(jia)(jia)工(gong)(gong)前還需(xu)進(jin)行(xing)(xing)去應(ying)(ying)力(li)退火(huo)或(huo)多(duo)次時效處(chu)理，充分釋放應(ying)(ying)力(li)。
針對V10、APS23等粉末(mo)合金鋼零件，因其(qi)能(neng)承受高(gao)(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)，淬火(huo)時可采用(yong)(yong)二次硬化工(gong)藝，1050-1080℃淬火(huo)，再用(yong)(yong)490-520℃高(gao)(gao)溫(wen)回(hui)火(huo)并進行多次，可以獲得較(jiao)高(gao)(gao)的(de)沖擊韌性(xing)及穩定性(xing)，對以崩(beng)刃為主要失效形式的(de)模具很(hen)適用(yong)(yong)。粉末(mo)合金鋼的(de)造價(jia)較(jiao)高(gao)(gao)，但其(qi)性(xing)能(neng)好，正在形成一種廣泛運(yun)用(yong)(yong)趨(qu)勢。
2.2零件(jian)的磨削加(jia)工(gong)
磨(mo)削(xue)加工(gong)采用(yong)的(de)(de)(de)機床有三種(zhong)主要(yao)類型：平面磨(mo)床、內(nei)外圓磨(mo)床及工(gong)具磨(mo)具。精(jing)(jing)加工(gong)磨(mo)削(xue)時要(yao)嚴格控制磨(mo)削(xue)變形(xing)和磨(mo)削(xue)裂紋(wen)的(de)(de)(de)產生，即使(shi)是(shi)十分(fen)微小的(de)(de)(de)裂紋(wen)，在后續的(de)(de)(de)加工(gong)使(shi)用(yong)中也會顯(xian)露出來。因此，精(jing)(jing)磨(mo)的(de)(de)(de)進刀要(yao)小，不能大，冷卻液要(yao)充(chong)分(fen)，尺寸(cun)公差(cha)在0.01mm以內(nei)的(de)(de)(de)零(ling)件要(yao)盡(jin)量恒溫(wen)磨(mo)削(xue)。由(you)計(ji)算可知，300mm長的(de)(de)(de)鋼件，溫(wen)差(cha)3℃時，材料有10.8μm左(zuo)右的(de)(de)(de)變化，10.8=1.2×3×3(每100mm變形(xing)量1.2μm/℃)，各精(jing)(jing)加工(gong)工(gong)序(xu)都(dou)需(xu)充(chong)分(fen)考慮(lv)這一因素的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。
精磨(mo)(mo)時選擇好恰當(dang)的(de)(de)磨(mo)(mo)削(xue)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)十分(fen)(fen)重要(yao)，針對模具鋼材(cai)的(de)(de)高釩高鉬狀況，選用GD單晶剛玉砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)比較適用，當(dang)加工(gong)(gong)(gong)硬質合金(jin)、淬火(huo)硬度高的(de)(de)材(cai)質時，優(you)先采用有(you)機粘(zhan)(zhan)結劑的(de)(de)金(jin)剛石砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)，有(you)機粘(zhan)(zhan)結劑砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)自磨(mo)(mo)利(li)性好，磨(mo)(mo)出的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)件粗糙可(ke)達Ra=0.2μm，近年來，隨著新材(cai)料的(de)(de)應用，CBN砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)，也即立方氮化(hua)硼(peng)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)顯示(shi)出十分(fen)(fen)好的(de)(de)加工(gong)(gong)(gong)效果(guo)，在(zai)數控成(cheng)型磨(mo)(mo)，坐標磨(mo)(mo)床，CNC內(nei)外(wai)圓(yuan)磨(mo)(mo)床上精加工(gong)(gong)(gong)，效果(guo)優(you)于其它種類砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)。磨(mo)(mo)削(xue)加工(gong)(gong)(gong)中(zhong)，要(yao)注(zhu)意及時修整砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)，保持砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)的(de)(de)銳利(li)，當(dang)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)鈍(dun)化(hua)后，會在(zai)工(gong)(gong)(gong)件表面滑擦、擠壓(ya)，造(zao)成(cheng)工(gong)(gong)(gong)件表面燒傷(shang)，強度降低。
板(ban)類零件(jian)(jian)的加(jia)(jia)工(gong)大部分(fen)采用平(ping)面(mian)磨(mo)(mo)床加(jia)(jia)工(gong)，在加(jia)(jia)工(gong)中常會遇到(dao)一(yi)(yi)種長而薄(bo)(bo)的薄(bo)(bo)板(ban)零件(jian)(jian)，此類零件(jian)(jian)的加(jia)(jia)工(gong)較難。因為加(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)，在磁力的吸(xi)附作用下(xia)，工(gong)件(jian)(jian)產生形變，緊貼于工(gong)作臺表面(mian)，當(dang)拿(na)下(xia)工(gong)件(jian)(jian)后，工(gong)件(jian)(jian)又會產生回復變形，厚度測量一(yi)(yi)致，但平(ping)行(xing)度達(da)不到(dao)要(yao)求(qiu)，解決的辦法可(ke)采用隔磁磨(mo)(mo)削法，磨(mo)(mo)削時(shi)(shi)以等高(gao)塊墊在工(gong)件(jian)(jian)下(xia)面(mian)，四面(mian)擋(dang)塊抵死，加(jia)(jia)工(gong)時(shi)(shi)小進(jin)刀(dao)，多(duo)光(guang)刀(dao)，加(jia)(jia)工(gong)好一(yi)(yi)面(mian)后，可(ke)不用再墊等高(gao)塊，直接(jie)吸(xi)附加(jia)(jia)工(gong)，這樣(yang)可(ke)改善(shan)磨(mo)(mo)削效果，達(da)到(dao)平(ping)行(xing)度要(yao)求(qiu)。
軸類零件具有回轉面，其加工(gong)廣泛采(cai)用內(nei)外圓(yuan)磨(mo)(mo)床及工(gong)具磨(mo)(mo)床。加工(gong)過程中(zhong)，頭(tou)架及 相當于(yu)(yu)母線，如果其存在(zai)跳動問(wen)題，加工(gong)出來的(de)工(gong)件同樣會產生此問(wen)題，影(ying)響(xiang)零件的(de)質量，因此在(zai)加工(gong)前要做好(hao)頭(tou)架及 的(de)檢測工(gong)作。進行內(nei)孔磨(mo)(mo)削時，冷卻液要充分澆(jiao)到磨(mo)(mo)削接觸位(wei)置，以利于(yu)(yu)磨(mo)(mo)削的(de)順利排出。加工(gong)薄壁軸類零件，更好(hao) 采(cai)用夾持工(gong)藝臺，夾緊力不可過大，否則容易在(zai)工(gong)件圓(yuan)周上產生“內(nei)三(san)角”變形。
2.3電加(jia)工控制
現代(dai)的模具工廠，不能缺少電加(jia)工，電加(jia)工可以(yi)對各類異形、高(gao)硬度零件進行加(jia)工，它分為線(xian)切割與電火花二種。
慢走絲線切(qie)割加(jia)(jia)工(gong)(gong)精(jing)度(du)可達±0.003mm，粗糙度(du)Ra=0.2μm。加(jia)(jia)工(gong)(gong)開始時，要(yao)先檢查(cha)機床的(de)(de)狀(zhuang)況，查(cha)看水的(de)(de)去(qu)離子度(du)，水溫，絲的(de)(de)垂直度(du)，張力等各個(ge)因(yin)素，確保良(liang)好(hao)的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)狀(zhuang)態。線切(qie)割加(jia)(jia)工(gong)(gong)是(shi)在(zai)(zai)一整塊材料上去(qu)除加(jia)(jia)工(gong)(gong)，它破壞了工(gong)(gong)件(jian)原有(you)的(de)(de)應力平衡，很容(rong)易(yi)引起應力集中，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)(zai)拐角處，因(yin)此當R＜0.2(特(te)別(bie)是(shi)尖角)時，應向設(she)計部(bu)門(men)提(ti)出改善建議。加(jia)(jia)工(gong)(gong)中處理(li)應力集中的(de)(de)方法，可運(yun)用矢量平移原理(li)，精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)前先留余量1mm左右，預加(jia)(jia)工(gong)(gong)出大(da)致形狀(zhuang)，然后再(zai)進行熱處理(li)，讓加(jia)(jia)工(gong)(gong)應力在(zai)(zai)精(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)前先行釋放，保證熱穩定性。
加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)凸(tu)模(mo)時，絲的(de)切(qie)入位置(zhi)及路(lu)徑的(de)選(xuan)擇要仔(zi)細考(kao)慮。工(gong)(gong)件左端(duan)夾(jia)持(chi)，加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)時選(xuan)擇路(lu)線(xian)①比路(lu)線(xian)②要好，因(yin)為路(lu)線(xian)①工(gong)(gong)件與材料的(de)夾(jia)持(chi)部位聯接緊密，加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)穩定，若采(cai)用路(lu)線(xian)②， 遍(bian)進(jin)刀后，工(gong)(gong)件成(cheng)懸(xuan)壁狀，受力差，影響后續(xu)幾遍(bian)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)。路(lu)線(xian)③，采(cai)用打(da)孔穿絲加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，效果更(geng)佳 。高(gao)精(jing)線(xian)切(qie)割加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，通常(chang)切(qie)割遍(bian)數為四次，可以保(bao)證(zheng)零件質(zhi)量。當加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)帶有錐(zhui)度的(de)凹模(mo)時，本著快速高(gao)效的(de)立(li)場， 遍(bian)粗加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)直邊，第(di)二(er)邊錐(zhui)度加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，接著再精(jing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)直邊，這樣可不需進(jin)行X段垂直向精(jing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，只精(jing)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)刃口段直邊，既節(jie)約時間(jian)又(you)節(jie)約成(cheng)本。
電(dian)火(huo)花加(jia)工(gong)先(xian)要(yao)制作電(dian)極(ji)，電(dian)極(ji)有粗、精之分(fen)。精加(jia)工(gong)電(dian)極(ji)要(yao)求形狀(zhuang)符合(he)性好，更好 用CNC數(shu)控機床加(jia)工(gong)完成(cheng)。電(dian)極(ji)的材(cai)質(zhi)選擇上，紫(zi)銅電(dian)極(ji)主要(yao)用于一般鋼件加(jia)工(gong)。Cu-W合(he)金電(dian)極(ji)，綜(zong)合(he)性能(neng)好，特別是加(jia)工(gong)過程中消耗量明顯比紫(zi)銅小，配合(he)足量的沖刷液，很適合(he)難加(jia)工(gong)材(cai)料加(jia)工(gong)及截面形狀(zhuang)復雜件精加(jia)工(gong)。
Ag-W合金電(dian)(dian)極(ji)(ji)比Cu-W合金電(dian)(dian)極(ji)(ji)性能更優，但其價格高，資源少，一般較少采(cai)用。制(zhi)作電(dian)(dian)極(ji)(ji)時，需要計算電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)間隙量(liang)及電(dian)(dian)極(ji)(ji)數量(liang)，當進行大面積或重電(dian)(dian)極(ji)(ji)加工時，工件和電(dian)(dian)極(ji)(ji)裝夾(jia)要牢(lao)固，保證具有足夠的(de)強(qiang)度，防(fang)止加工松動。進行深臺(tai)階加工時，對(dui)電(dian)(dian)極(ji)(ji)各處的(de)損耗及因排液(ye)不(bu)暢引起(qi)的(de)電(dian)(dian)弧放電(dian)(dian)，要予以(yi)注意。
2.4表面處理及組配
零件(jian)表(biao)(biao)面在加工(gong)(gong)時留(liu)下(xia)刀痕(hen)、磨痕(hen)是(shi)應力集中(zhong)的(de)地方，是(shi)裂紋(wen)擴展的(de)源頭，因(yin)此在加工(gong)(gong)結束(shu)后，需要對(dui)零件(jian)進行表(biao)(biao)面強化(hua)(hua)，通過鉗(qian)工(gong)(gong)打(da)磨，處理掉加工(gong)(gong)隱患(huan)。對(dui)工(gong)(gong)件(jian)的(de)一些棱邊、銳角、孔口進行倒(dao)鈍，R化(hua)(hua)。一般(ban)地，電加工(gong)(gong)表(biao)(biao)面會產生6-10μm左右的(de)變質硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)，顏(yan)色呈灰白色，硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)脆而且帶有殘(can)留(liu)應力，在使用之前要充(chong)分消除(chu)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)，方法為表(biao)(biao)面拋光，打(da)磨去掉硬(ying)(ying)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng)。
在(zai)磨削加工、電加工過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，工件(jian)會有(you)一(yi)(yi)定磁化，具有(you)微弱(ruo)磁力，十(shi)分容易吸著一(yi)(yi)些小東西，因此在(zai)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)之前(qian)，要(yao)(yao)對工件(jian)作退(tui)磁處(chu)理，并(bing)用(yong)乙酸乙脂清洗表(biao)面。組(zu)裝(zhuang)(zhuang)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，先(xian)參(can)看(kan)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)圖，找齊各零(ling)(ling)件(jian)，然后(hou)(hou)列出(chu)各零(ling)(ling)件(jian)相(xiang)互之間的裝(zhuang)(zhuang)備(bei)順序(xu)，列出(chu)各項應注意事(shi)項，然后(hou)(hou)著手裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)模(mo)具，裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)一(yi)(yi)般先(xian)裝(zhuang)(zhuang)導(dao)柱導(dao)套，然后(hou)(hou)裝(zhuang)(zhuang)模(mo)架和凸凹模(mo)，然后(hou)(hou)再對各處(chu)間隙，特(te)別是(shi)凸凹模(mo)間隙進行組(zu)配(pei)(pei)調整，裝(zhuang)(zhuang)配(pei)(pei)完成(cheng)后(hou)(hou)要(yao)(yao)實施模(mo)具檢(jian)測，寫出(chu)整體情況報(bao)告。對發現的問題，可采(cai)用(yong)逆向思維法，即從(cong)后(hou)(hou)工序(xu)向前(qian)工序(xu)，從(cong)精加工到(dao)粗加工，逐(zhu)一(yi)(yi)檢(jian)查(cha)，直到(dao)找出(chu)癥結，解決問題。
3、結束(shu)語
實踐證明，良好的精加工過程控制，可以有效減少零件超差、報廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命。
創典模具歡迎各界人員進一步就這行業發展做出討論了。
