[冲压模具精加工分析]冲压模具精加工分析毕业论文

　　摘 要:冲压模具是机械制造业中一种较为特殊的生产工艺设备,它的加工需要经过精加工工序,其共同的工艺过程大致为:粗加工—— 热处理—— 精磨—— 电加工—— 钳工(表面处理)—— 组配加工。模具零件的加工,是针对不同的材质,不同的形状,不同的技术要求进行适应性加工,它具有一定的可塑性,可通过对加工的控制,达到较好的加工效果,最终保证模具的质量。本文谈谈其加工过程中的精密办法。
　　关键词:冲压模具 精加工
　　中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0119-01
　　随着工业生产技术的不断提高,机械制造相关的设备装置不断更新。冲压模具是机械制造业中一种较为特殊的生产工艺设备,它的加工需要经过精加工工序,其共同的工艺过程大致为:粗加工—— 热处理—— 精磨—— 电加工—— 钳工(表面处理)—— 组配加工。模具零件的加工,是针对不同的材质,不同的形状,不同的技术要求进行适应性加工,它具有一定的可塑性,可通过对加工的控制,达到较好的加工效果,最终保证模具的质量,又能大大提高机械产品的质量。
　　1 零件热处理
　　一些内型复杂的紧固件冷作模具,在线切割加工前,不仅要求硬度高、强度和韧性好,更重要的是要保证淬透性。在保证力学性能的前提下,要使模具淬火应力处于最低状态,更重要的是采取一些必要的措施。传统的压铸模具热处理工艺是淬火-回火,以后又发展了表面处理技术。对零件进行热处理,既要针对零件获取相应的硬度,又要控制对内应力,以此达到防止零件变形的目的。压铸模具材料种类繁多,不同的材质要进行不同方式的处理,不同的材质分别有不同的处理方式[1]。如:Cr12、9CrSi、T10、等。以Cr12、9CrSi、T10做材质的零件,粗加工后要做淬火处理。淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间后快速冷却的工艺方法。工件在经过淬火后会存留一定的内应力,工件在精加工时易开裂,对于热处理后不再进行机械加工的模具工作面,淬火后尽可能采用真空回火,特别是真空淬火的工件(模具),钢加热到某一温度,保温一段时间后,以适宜速度冷却,使淬火应力消除。在成产的过程中,形状复杂的工件常常遇到,由于其形状淬火应力不能被消除,因此,应力退火应在经加工前进行,就是将钢加热到临界温度以上某一温度,使工件保温一段时间后随炉冷却,也可放在土灰、硅砂等绝热材料中缓慢冷却,这样可以得到接近平衡状态的组织,充分释放应力,机械性能将被提高,例如,疲劳性能、表面光亮度、腐蚀性等等。由此看来,热处理技术处理是否到位直接决定模具质量的好坏。
　　2 零件的磨削加工
　　磨削是指用磨料,磨具切除工件上多余材料的加工方法。它用于加工各种工件的内外圆柱面、圆锥面和平面,以及螺纹、齿轮和花键等特殊、复杂的成形表面。磨削加工工作量将占模具总的制造工时的25%～45%,是应用较为广泛的切削加工方法之一。在磨削之前工件通常都先经过其他切削方法去除大部分加工余量,仅留0.1mm～1mm或更小的磨削余量。精加工磨削时要严格控制磨削变形,因此,精磨的进刀要小,不能大,冷却液要充足,对于尺寸公差在0.01mm以内的精密模具的精密磨削要注意环境温度的影响,要求恒温磨削,防止热变形对工件尺寸造成的误差,各精加工工序都需充分考虑这一因素的影响[2]。精加工磨削时要严格控制磨削变形和磨削裂纹的产生,磨削中冷却要充分,哪怕是工件表面的显微裂纹,在后续的加工使用中也会显露出来,提高磨削速度可减少裂纹的产生,这是因为高速磨削可缩短砂轮与工件表面的连续接触时间,减少工件被磨部位瞬时产生的磨削热,降低表面温升。合理选择磨削用量,如适当减少径向进给量及砂轮速度、增大轴向进给量,使砂轮与工件接触面积减少,散热条件得到改善,从而有效地控制表层温度的提高。精磨时选择好恰当的磨削砂轮十分重要,对于不同的工件材质,应采用不同的磨料。同时,工件的硬度不同,砂轮的硬度也不同,对于硬质合金工件,可采用金刚石磨轮,对于淬火钢件,一般采用陶瓷砂轮或立方氮化硼的砂轮。选用GD单晶刚玉砂轮比较适用,它的性能硬而脆,且易产生新的切削刃,因此切削力小,磨削热较小,在粒度上使用中等粒度,即粗粒度、低硬度的砂轮,自励性好可降低切削热。
　　3 电加工控制
　　电加工是现代工厂不可缺少的。电加工有线切割和电火花两种,加工各种异形或高硬度零件。电火花穿孔、成形加工是线切割发展的基础,甚至在一些方面其已取代电火花穿孔、成形加工。线切割加工余量小,加工精度较高,生产周期短,制造成本低,主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件。加工时,使用应力集中方法,运用矢量平移原理,精加工前留0．8mm～0．9mm余量,预加工出型腔形状,再热处理,使加工应力释放,以确保热稳定性。热处理完后,在平磨床上,磨出一个基准平面,以基准平面定位,上线切割机床加工形腔,这样工件在热处理中已完全变形,在精加工中就不会再变形。
　　4 表面处理
　　模具表面性能对模具的工作性能和使用寿命有着十分紧密的联系。在加工的过程中,零件的表面常留下疤痕、磨痕,这些地方既是应力集中的部位,也是裂纹扩展的开始部位。因此,加工结束后的对模具的表面强化处理工作变得尤为重要。表面涂覆、表面改性或复合处理技术是表面处理的常用方式。经过表面强化处理。可改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态,来提高模具的使用寿命、修复磨损面。对工件的一些棱边、锐角、孔口进行倒钝,R化[3]。电加工表面会产生6μm～10μm左右的变质硬化层,颜色呈灰白色,硬化层脆而且带有残留应力,在使用之前要充分消除硬化层,方法为表面抛光,打磨去掉硬化层。
　　5 组配
　　在模具制造中,每个零件都具有复杂性与特殊性,相互之间具有整体配合性。工艺员要了解零件与零件之间的装配关系及零件在整副模具中的作用,从而合理安排组合或配作工艺是极为重要的。磨削加工和电加工可让工件磁化,使之具有微弱磁力,极易吸着一些小铁沫,可见,工件组装前的退磁处理十分必要。组装时,参照装配图,弄清楚各个零件装备的顺序,着手装配SKD11模具钢材。一般来讲,最先装导柱导套,然后是模架和凸凹模,接着再对各处间隙进行组配调整,尤其是凸凹模间隙。完成后,实行SKD11模具钢材检测,并写报告。
　　实践证明,良好的精加工过程控制,可以有效减少零件超差、报废,有效提高模具的一次成功率及使用寿命,稳定产品质量有着深远的意义,是模具企业长久有效的生存发展之道。
　　参考文献
　　[1] 刘耀,占丽娜,李立.浅谈冲压模具技术的发展[J].萍乡高等专科学校学报,2011(6).
　　[2] 任辉.冲压模具精加工过程控制浅析[J].装备制造技术,2010(7).
　　[3] 陈庆焦.冲压模具的控制和灵活运用[J].科技信息,2010(6).