精密模具零件加工工艺控制

　　每一套模具都是由许多零件构成，其中一部分是工艺零件，另一部分是构造零件。工艺零件直接对成型产品质量形成影响，工艺零件的最终质量在当下的模具加工企业里均用精加工手腕来最后完成，如何控制精细加工过程关系到模具寿命和成型产品能否托付。

　　在模具制造企业中，精加工阶段除采用慢走丝线切割、割一多修的工艺手腕外，另采用的办法即是在半精加工后，热处置根底上磨削加工，在这个阶段要控制好零件的变形、内应力、外形公差及尺寸精度等许多技术参数。在详细的消费理论中，操作艰难较多，但仍有许多卓有成效的经历办法值得自创。

　　一、模具精加工的过程控制

　　模具零件的加工，总的指导思想是针对不同的模具零件、不同的材质、不同的外形和不同的技术请求停止顺应性加工，选择性计划很多。但是，经过对加工过程的控制，到达最好的加工效果和经济性是我们关注的重点。依据模具零件的外观外形，零件主要可分为三类：轴类、盘类、板类与成型异类零件。这三类零件的工艺过程普通为：粗加工——半精加工——（淬火、调质）——精细磨削——电加工——钳工修整——组装加工。

　　（一）模具零件热处置

　　模具零件要取得所请求的热处置硬度，必要对零件热处置内应力停止控制，使零件加工时和加工后尺寸公差、形位公差可以稳定，针对不同材质的零件作用，有不同的热处置方式。其工艺要思索的是经济性、资料淬透性、淬硬性、过热敏性以及脱碳敏理性。随着近年来模具工业的开展，运用的资料品种很多，除了CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬质合金外，对一些工作强度大，受力苛刻的凹模、凸模，可选用新资料粉末合金钢，如S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。此类资料具有较高的热稳定性和良好的组织状态。

　　淬火后普通工件都存留内应力，容易招致后续精加工或工作中开裂，零件淬火后应趁热回火，消弭淬火应力。外形复杂、内外转角较多的工件，回火有时还缺乏以消弭淬火应力，精加工前还需停止去应力退火或屡次时效处置，充沛释放应力。依据不同的请求采取不同的办法。以Cr12为材质的零件为例，在粗加工后停止淬火处置，淬火时仅仅冷却方式就有：空气冷却（将加热后的工件置于空气中冷却，此法操作烦琐、工件变形小，但硬度偏低，外表易氧化。合适于尺寸小、精度高、厚薄不均的工件）、油冷却（将工件加热后置于油中，冷却到300℃～200℃，取出在空气中冷却。此法操作烦琐，工件硬度较高，但变形较大，易产生工件变形，适用于尺寸较大，外形简单的工件）、平板夹紧在空气中冷却（将加热后的工件置于两块铁板或铜板之间压紧，在空气中冷却。此法操作较繁，但工件变形小，只合适于某种特殊外形的工件）、分级淬火（将工件加热后置高于Ms点温度的硝盐中，停留一定时间，待工件的内外温度根本分歧后，取出在空气中冷却。此法既能保证工件的硬度，又能减少工件的变形，普遍用于外形复杂变形请求小的工件）。如对V10、APS23等粉末合金钢零件，因其能接受高温回火，淬火时可采用二次硬化工艺，1040℃～1080℃淬火，再用490℃～520℃高温回火并停止屡次，能够取得较高的冲击韧性及稳定性，对以崩刃为主要失效方式的模具很适用。

　　（二）模具零件磨削加工

　　 　　磨削加工采用的机床有三种主要类型：平面磨床、内外圆磨床及工具成型磨削机床。精加工磨削时要严厉控制磨削变形和磨削裂纹的呈现，哪怕是工件外表的显微裂纹，否则在后续的工作中也会慢慢显显露来。因而，精细磨削时的进刀量要小，磨削中冷却要充沛，尽量选择冷却液介质，加工余量在0．01mm内的零件要尽量恒温磨削。

　　磨削工件时一定要慎重选择磨削砂轮：针对模具钢材的高钨、高钒、高钼、高合金情况，工件硬度高的特性，可选用PA铬钢和GC绿碳化硅砂轮；当加工硬质合金、淬火硬度高的材质时，优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮，有机粘结剂砂轮自磨利性好，磨出的工件精度在IT5以上，粗糙度可达Ra＝0．16μm的请求。随着新资料的应用，近年CBN立方氮化硼砂轮的应用，显现出了良好的加工效果，在数控成型磨、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精加工，效果以至优于其它品种砂轮。磨削加工中要及时修整砂轮，坚持砂轮的锐利，当砂轮钝化后会在工件外表滑擦、刻划、挤压，形成工件外表烧伤、显微裂痕或产生沟槽，对以后的运用显著地降低功效。

　　盘类、板类零件的加工大局部采用平面磨床加工，加工长而薄的薄板件时，有一定的加工难度。加工前在磨床磁力台的强力吸收下，工件原先存在某种弯曲产生平直形变，贴紧于工作台外表，待磨削后，工件又在原应力作用下变形回复，丈量板件厚度时显现分歧，但由于变形回复，平面度达不到模具零件应该的请求，处理的办法是磨削前以等高垫铁垫在工件下面，周围用挡块挡住工件避免走动，磨削时磨头进刀量要小，用屡次走刀方式完成第一个基准平面，第一个基准平面加工好一面后，可用这一基准平面吸附在磁力台上，经过如上所述的磨削办法可改善大局部工件平面度，如经过一次磨削过程达不到理想的平面度效果，能够再一次反复上面过程；经过几次这样磨削均可以在平面度契合请求，但关于板件厚度尺寸有严厉请求时，备料中必需依据工件资料、外形、切削加工手腕、热处置办法等综合要素，恰当加放厚度余量。

　　轴类零件的特性是由多个回转面构成，现代企业终极精细加工办法普通采用内外圆磨床磨削。加工过程中，应用磨床夹头和尾架顶尖夹紧定位工件或者用首尾两顶针定位工件，此时夹头与顶针中心的连线就是磨削后工件的中心线，假如中心线跳动，加工出来的工件就会产生不同心问题，因而在加工前要做好夹头及顶尖的同心检测和首尾顶针对中检查。假如是用夹头与中心顶针夹紧定位一次磨削台阶轴，则在这一次磨削前要对夹紧局部先停止外圆磨削，一次磨削时经过夹紧就能定心定位。簿壁内孔磨削时要思索采用夹持工艺台，即在车加工时有意多留下一段厚壁局部，待磨削内孔完成后停止切除，如不留工艺台则夹紧力不可过大，否则容易在工件圆周上产生“内三角”变形，同样每次磨削进刀量要小，经过屡次进刀才干磨出合格的请求，另外磨削过程中冷却液要充沛喷淋到被磨削位置，以使磨出的铁屑和磨料尘粒能顺利排出磨削区域。

　　（三）模具零件电加工

　　现代的模具企业，简直已不缺电加工，由于电加工能够对各类异型、各类型腔或高硬度零件停止有效加工，因而曾经成为模具制造和金属加工行业必不可少的加工手腕。

　　慢走丝线切割加工技术，从企业反应的信息得知：精度已可达±0．002mm，粗糙度Ra＝0．4μm。为追求加工精度，开端时要先检查线切割机床的情况，要查看离子水的去离子度、离子水温度、线切丝垂直度、张紧力、切割用丝、被切工件材质等各个要素，确保良好的加工速度与精度。关于线切割加工而言，是在一整块坯料上切除或切下资料的一种加工，因而原来的应力平衡在加工过程中有所毁坏，惹起拐角处应力集中，当内拐角处半径R＜0．2时，应倡议设计部门改善模具构造。处置应力集中的办法，可运用矢量平移原理，精加工前先留0．8～0．9mm余量，预加工出型腔大致外形，再停止热处置，使加工应力尽可能在精加工前释放，以保证热稳定性。

　　加工凸模时，切割丝的切入位置及途径要认真思索。选择夹持坯料的位置应在第一遍进刀后，工件不成悬壁状，一直使工件受力状态良好，不影响后续几遍加工；关于请求高的凸模，可在坯料上打孔穿丝，加工效果较外形割入好。如今高精度的工件，为保证零件质量普遍采用4遍切割数。当凹模厚度方向要有局部锥度加工时，为追求高效加工，通常第一遍粗加工直边，第二遍锥度加工，第三遍再精加工直边，这样的工艺特性是，不需求再对已有的锥度边停止垂直向精加工，只是精加工刃口段直边，第四遍再精修直边刃口。

　　电火花成型加工分别要制造粗、精电极。精加工电极请求外形契合型腔性好，好的精电极已用CNC数控机床加工完成。电极材质选择上，紫铜电极主要用于普通钢件加工；Cu－W合金电极，综合性能好，特别是加工过程中电极损耗量比紫铜电极明显小，在良好的排屑条件下，对难加工资料和截面外形复杂件精加工很适宜；Ag－W合金电极比Cu－W合金电极性能更优，因资源少价钱高，普通如今还很少采用；另外还有石墨电极，现已普遍运用，目前有国产石墨和进口石墨之分，进口石墨以损耗小、硬度大、电蚀速度快、外表粗糙度低，占领优势，已在许多复杂件精加工中得到应用。设计电极时，计算电极的间隙量及电极数量。当停止大面积或重电极加工时，工件与电极装夹均要稳定，具有一定的强度，避免加工过程中松动。但是电火花加工后的外表比普通机械加工或热处置后的外表更难研磨，因而电火花加工完毕前应采用精规准修整，去除外表构成的硬化薄层。

　　（四）模具零件外表处置

　　成型外表处置的内容，包含钢材外表无气孔、硬度平均、各向特性差别小、夹杂物低和零件外表在加工时留下刀痕、磨痕等应力集中的中央。因而在加工完毕后，需求对零件停止外表强化，经过机械抛光、钳工打磨、抛光，处置掉加工隐患。对工件无用棱边、锐角、孔口停止倒钝。普通地，电加工外表会有蜕变硬化层6～10μm左右，呈灰白色颜色，该层脆而带有残留应力，在运用之前要充沛消弭硬化层，办法为外表抛光，抛磨掉硬化层。想取得高质量的抛光效果，工件的材质、外形、硬度以及切削加工的外表质量要有充沛的思索，必备有高质量的抛光工具、优质的抛光资料、正确的抛光工序、严谨有致的人员素质、良好的清洁环境。

　　（五）模具零部件组装

　　在磨削加工、电加工过程中，工件会有一定磁化，具有微小磁力，容易吸附一些小杂物，因而在组装之前，要对工件作充沛的退磁处置，并用乙酸乙脂清洗外表。组装过程中：（1）先看懂了解装配图，配齐各类零件；（2）列出各零部件互相之间的装配次序；（3）检查各零部件的尺寸精度，明白各项配合请求；（4）配齐所需工具，然后着手装配模具；（5）先装模架局部的导柱导套、型腔成型块组件镶拼组合；（6）组立模板与凸模、凹模分离，微量调整各板位置；（7）开合模具，检查模具动作能否牢靠。

　　三、结语

　　无数理论证明，模具企业注重模具零件的精加工工艺过程控制，是模具企业持久有效的生存开展之道。经过工艺过程控制能够最大限度地减少零件超差、报废，从而有效进步模具在消费运用中寿命，稳定产品质量有着深远的意义。