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1、模具精加工質(zhì)量控制探討模具質(zhì)量控制摘要: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)前模具精加工主要采用精磨和電加工,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、激光拋光技術(shù)
2、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:軸類、板類與異形零件,其共同的工藝過(guò)程大致為:粗加工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)的零件作用。使用的資料種類很多,除
3、了CrWMnCr1240CrGCr15Cr12MoV9Mn2VM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Cr12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
4、、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300C200C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)雜變形要求小的工件)如對(duì)V10APS23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,1040C10
5、80c淬火,再用490C520C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)?shù)哪ハ魃拜喪种匾?,根?jù)模具鋼材的具體狀況,選用G彈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=0.2wmi
6、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)論文軸類零件具有回轉(zhuǎn)面,其加工廣泛采用內(nèi)外圓磨床及工具磨床。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
7、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
8、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
9、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6-10wm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,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,以提高模具表面
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