模具材料的精密加工

每个模具都由许多部件组成，其中一部分是工艺部件，另一部分是结构部件。工艺部件直接影响成型产品的质量。在目前的模具加工企业中，工艺部件的更终质量更终通过精加工手段完成。如何控制精密加工过程与模具的使用寿命和成型产品的交付有关。在模具制造企业中，除了采用慢线切割、切割和多维护的工艺手段外，另一种方法是在半精加工和热处理的基础上进行研磨，控制变形、内应力、形状公差、尺寸精度等技术参数。在具体的生产实践中，操作困难，但仍有许多有效的经验和方法值得借鉴。

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模具零件精密加工工艺控制：

控制模具精加工过程

模具零件加工的一般指导思想是适应不同的模具零件、不同的材料、不同的形状和不同的技术要求。然而，通过控制加工过程，实现更佳的加工效果和经济性是我们关注的焦点。根据模具零件的外观和形状，零件可分为轴、盘、板、成型三类。这三类零件的工艺流程一般为:粗加工-半精加工-(淬火、调质)-精密磨削-电加工-钳工修整-装配加工。

1.模具零件的热处理

为了获得模具零件所需的热处理硬度，有必要控制零件热处理的内应力，以稳定零件加工后的尺寸公差和形状公差。不同材料的零件有不同的热处理方法。该过程应考虑经济性、材料淬火、淬火、过热敏度和脱碳敏感性。随着近年来模具行业的发展，除了CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V除硬质合金外，对于一些工作强度高、受力苛刻的凹模、凸模，可选用新材料粉合金钢，如S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。该材料具有较高的热稳定性和良好的组织状态。淬火后，一般工件保留内应力，容易导致后续精加工或工作开裂。淬火后，零件应趁热回火，以消除淬火应力。有时形状复杂、内外角较多的工件不足以消除淬火应力。精加工前，应退火或多次处理，以充分释放应力。根据不同的要求采取不同的方法。Cr12以材料部件为例。粗加工后淬火。淬火时，只有冷却方法包括：空气冷却（加热工件在空气中冷却）。该方法操作简单，工件变形小，但硬度低，表面易氧化。适用于尺寸小、精度高、厚度不均匀的工件）和油冷却（加热后放入油中，冷却至300℃～200℃，取出并冷却在空气中。该方法操作简单，工件硬度高，但变形大，易产生工件变形，适用于大尺寸、形状简单的工件），夹在空气中冷却板（将加热的工件压在两块铁板或铜板之间，在空气中冷却。该方法操作复杂，但工件变形小，仅适用于特殊形状的工件）和分

级淬火（工件加热后高于Ms在硝酸盐中停留一段时间，取出空气冷却，直到工件内外温度基本相同。该方法不仅能保证工件的硬度，而且能减少工件的变形，广泛应用于形状复杂、变形要求小的工件）。V10、APS粉末合金钢零件可承受高温回火，淬火时可采用二次硬化工艺，1040℃～1080℃淬火，再用490℃～520℃高温回火多次，冲击韧性和稳定性高，非常适合以崩刃为主要失效形式的模具。

2.研磨加工模具零件

研磨机有三种主要类型：平面研磨机、内外圆形研磨机和工具成型研磨机。在精细加工和研磨过程中，应严格控制研磨变形和研磨裂纹的出现，即使是工件表面的微裂纹，否则在后续工作中也会逐渐暴露出来。因此，精密研磨的工具量应较小，研磨过程中的冷却应充分。尽量选择冷却液介质，加工余量为0.01mm内部部件应尽可能恒温研磨。研磨工件时，必须仔细选择研磨轮：根据模具钢的高钨、高钒、高钼、高合金条件，可选择高硬度PA铬钢和GC绿色碳化硅砂轮；金刚石砂轮优先用于加工硬质合金和淬火硬度高的材料。有机粘合砂轮具有良好的自磨性，磨出的工件精度在IT5以上，粗糙度可达Ra=0.16μm要求。近年来，随着新材料的应用，CBN数控成型磨、坐标磨床、CNC精细加工内外圆磨床，效果甚至优于其他类型的砂轮。磨削加工应及时修复砂轮，保持砂轮尖锐。当砂轮钝化时，会在工件表面滑动、划伤和挤压，导致工件表面烧伤、微裂纹或凹槽，显著降低了未来使用的效用。板、板部件大部分加工采用平面磨床加工，加工长板，加工难度大。加工前，在磨床磁平台的强烈吸引下，工件有一定的弯曲直变形，靠近工作台表面，磨削后，工件在原应力下变形回复，测量板厚度一致，但由于变形回复，平面度不能满足模具部件的要求，解决方案是等待高垫铁垫在工件下，周围挡块防止行走，磨头进入刀量小，多次刀完成**基准平面，**基准平面加工后，**基准平面可吸附在磁平台上，大多数工件的平面度可通过上述磨削方法提高。如果一次磨削工艺不能达到理想的平面效

果，则可以通过多种综合加工方法来重复。用磨床夹头和尾架顶夹定位工件或用**端和第二端针定位工件。此时，夹头与顶针中心的连接是研磨后工件的中心线。如果中心线跳动，加工后的工件将出现不同的中心问题。因此，在加工前，应同心检查夹头和顶部。如果夹头针的中心检查。如果夹头与顶针中心的连接是研磨后工件的中心线。如果中心线跳动，加工后的工件在加工前会出现不同的心脏问题。研磨内孔完成后，如果没有工艺台，夹紧力不能太大，否则工件周围容易产生内三角形变形，每次研磨量小，通过多次研磨合格要求，研磨过程中冷却液应充分喷洒到研磨位置，使研磨铁屑和研磨粉尘颗粒能够顺利排出研磨区域。

3.模具零件的电加工

现代模具企业几乎不缺电加工，因为电加工可以有效地加工各种不同类型、不同类型的腔或高硬度部件，已成为模具制造和金属加工行业不可或缺的加工手段。从企业反馈的信息中了解到，加工技术的精度已经达到±0.002mm，粗糙度Ra=0.4μm。追求加工精度，首先，检查线切割机的状况，检查离子水的去离子度、离子水温度、线切割线的垂直度、张力、切割线、切割材料等因素，以确保良好的加工速度和精度。对于线切割加工，是对整个坯料进行切割或切割的加工，在加工过程中损坏原始应力平衡，导致角应力集中，内角半径R<0.2.建议设计部门改进模具结构。应力集中处理方法可采用矢量平移原理，精加工前留0.8～0.9mm余量和预处理出型腔的一般形状，然后进行热处理，使加工应力在精加工前尽可能释放，以确保热稳定性。加工凸模时，应仔细考虑切割线的切割位置和路径。**次进入刀后，工件不得悬挂，始终使工件应力状态良好，不影响后续加工；对于高要求的凸模，可穿孔坯料，加工效果优于外观。目前，为了保证零件的质量，高精度工件一般采用4次切割数。当凹模厚度方向应有部分锥加工时，通常是**次粗加工直边、第二次锥加工和第三次精加工直边，以追求高效加工。该工艺的特点是不需要垂直精加工现有的锥边，但精加工刀片段的直边，第四次精加工直边刀片。粗电极和精电极应分别制作粗电极和精电极。精加工电极的形状符合型腔的良好性能，良好的精电极不需要垂直精加工，但精加工刀片的直边，第四次精加工。CNC完成数控机床加工。紫铜电极主要用于电极材料的选择；Cu-W合金电极具有良好的综合性能，特别是在加工过程中，电极损耗明显小于铜电极。在良好的排屑条件下，非常适合加工材料和截面形状复杂的零件；Ag-W合金电极比Cu-W合金电极具有更好的性能。由于资源少、价格高，目前很少使用；此外，石墨电极已被广泛使用。目前，有国内石墨和进口石墨。进口石墨具有损耗小、硬度高、电腐蚀速度快、表面粗糙度低等优点。它已应用于许多复杂的零件的精加工中。在设计电极时，计算电极间隙和电极数量。在大面积或重电极加工过程中，工件和电极夹紧应稳定，具有一定的强度，以防止加工过程中松动。然而，电火花加工后的表面比普通机械加工或热处理后的表面更难研磨。电火花加工结束前，应进行精细修复，以去除表面形成的硬化薄层。

4.模具零件的表面处理

成型表面处理的内容包括钢表面无气孔、硬度均匀、各向特性差异小、夹杂物低、零件表面处理过程中刀痕、磨痕等应力集中的地方。因此，加工零件的表面需要加强，加工隐患需要通过机械抛光、钳工抛光和抛光来处理。工件无棱角、锐角、钝孔。一般电加工表面会有变质硬化层6~10μm左右为灰白色，层脆，有残余应力。硬化层应在使用前完全消除。方法是抛光表面和硬化层。为了获得高质量的抛光效果，应充分考虑工件的材料、形状、硬度和切割表面质量。必须有高质量的抛光工具、高质量的抛光材料、正确的抛光工艺、严格的人员质量和良好的清洁环境。

5.模具零件组装

在研磨和电加工过程中，工件会有一定的磁化，磁力弱，容易吸易吸附一些小杂物。因此，在组装前，应对工件进行性处理，并用乙酸乙酯清洗表面。组装过程：（1）首先了解组装图纸，匹配各部件；(2)列出各部件之间的组装顺序；(3)检查各部件的尺寸精度，明确配合要求；(4)匹配所需工具，然后开始组装模具；(5)模架部分导柱导套与型腔成型块组件的组合；(6)组装模板与凸模和凹模相结合，对各板位置进行微量调整；(7)开合模具，检查模具动作是否可靠。