精密模具加工流程

精密模具是由多个零件组成的,零件的质量直接影响到模具的质量,而零件的最终质量是由精加工保证的,因此对精密模具加工流程的控制至关重要。在大多数国内模具制造企业中,精加工阶段采用的方法一般是磨削、电加工和钳子加工。在这一阶段,应控制好变形、内应力、形位公差、尺寸精度等多项技术参数。在具体的生产实践中,操作难度较大,但仍有许多行之有效的经验方法可供借鉴。
模具零件的加工,根据零件的外形和形状,大致可分为三种类型:板材、异形零件和轴。一般工艺流程为:粗加工、热处理(淬火回火)、精细磨削、电加工、钳子(表面处理)、设置加工。
1. 零件热处理
在零件热处理过程中,当要求零件硬度时,还应控制内应力,以保证零件在加工过程中的尺寸稳定性。不同的材料有不同的处理方法。近年来,随着模具行业的发展,所使用的各种材料有所增加。除了Cr12、40Cr、Cr12MoV和硬质合金之外,一些新材料粉末合金钢如V10、Asp23等。可以为一些具有大的工作强度和严重应力的凸凹模进行选择。这种材料具有较高的热稳定性和良好的组织状态。
对于Cr12MoV零件,粗加工后进行淬火处理。淬火后,工件内部存在较大的残余应力,在精加工或加工过程中容易产生裂纹。淬火后,零件应趁热回火以消除淬火应力。将淬火温度控制在900-1020℃,然后冷却至200-220℃进行空气冷却,然后将炉快速返回到炉中,在220℃回火。在生产中遇到一些角点多、形状复杂的工件,回火不足以消除淬火应力。精加工前需进行消除应力退火或多次时效处理,以充分释放应力。
针对V10、APS 23等粉末合金钢零件,可进行高温回火,淬火时可采用二次硬化工艺,在1050-1080℃下淬火,在490-520℃高温回火多次,可获得较高的冲击韧性和稳定性,采用主要失效形式的模具是非常有用的。粉末合金钢成本高,但性能好,正在形成广泛的应用趋势。
2. 零件的磨削加工
磨削加工中使用的机床有三种主要类型:表面磨床、内外圆磨床和刀具磨削工具。在精磨过程中,应严格控制磨削变形和磨削裂纹的产生。即使是很小的裂缝也会在随后的加工过程中暴露出来。因此,对精磨的进料应很小,不较大,冷却液体应足够,尺寸公差在0.01mm以内的零件应尽可能在恒定的温度下进行研磨。由计算可知,当300 m长的钢件温差为3℃时,材料的变化约为10.8μm,10.8=1.2×3×3(每100 mm变形1.2μm/℃)。在每一道光整加工过程中都应充分考虑这一因素的影响。
在精密磨削时,选择合适的砂轮是非常重要的。鉴于钢的高性能和高性能,GD单晶刚玉砂轮是合适的。硬质合金和高硬度材料加工时,优先选用有机粘结剂金刚石砂轮。近年来,随着新材料的应用,立方氮化硼砂轮(立方氮化硼砂轮)在数控成型机、坐标磨床、数控内外圆磨床上得到了很好的加工效果,其效果优于其它类型的砂轮。在磨削过程中,为了保持砂轮的锋利度,必须及时对砂轮进行修复。砂轮钝化后,会在工件表面产生摩擦和挤压,导致工件表面烧伤,强度降低。
新世纪模具加工流程的基本特征是高度集成、智能、灵活和网络化。追求的目标是提高产品质量和生产效率,缩短设计和制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具制造业的适应性,以满足用户需求。

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