模具零件加工 | 模具製造精加工工序（xù），你知道多少？

　　一幅模具是由眾多的零件組配而成，零件的質量直接影響（xiǎng）著模具的質量，而零件的最終質量又是由精加（jiā）工來（lái）完成保證的，因（yīn）此說控製好精加工（gōng）關係重大。在國內大多數的模具製造企業，精加工階段采用的方法一般是磨削，電加工及鉗工（gōng）處（chù）理。在（zài）這（zhè）個階段要控製好零件變形，內應力，形狀公差及尺寸精度等許（xǔ）多技術參（cān）數，在具體的生（shēng）產實踐中，操作困難較多，但仍有許多行之有效的經驗方法（fǎ）值得借鑒（jiàn）。

　　模具零件的加工，根據（jù）零（líng）件的外觀形狀不同，大致可把零件分三類：板（bǎn）類、異形零件及（jí）軸類，其共同的工藝過程大致為：粗加工——熱（rè）處（chù）理(淬火、調質)——精磨——電加工——鉗工（gōng）(表麵處理)——組配加工。

　　一、零件熱處理

　　零件的熱處理工序，在使零件獲得要求的（de）硬度的同時（shí），還需對內應力（lì）進行控製，保證零（líng）件加工時尺寸的穩定性，不同的（de）材質分別有不同的處理方（fāng）式。隨著近年來模具工業的發展，使用的材料種類增（zēng）多了，除了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬質合金外，對一些工作強度大，受力苛刻的凸、凹（āo）模，可選（xuǎn）用新材料粉末合金鋼，如V10、ASP23等，此類材質具有較高的熱穩定性和良好的組織狀態。

　　針對以Cr12MoV為材質的（de）零件，在粗（cū）加工後進（jìn）行淬（cuì）火處理，淬火後工件存在很大的存留應力（lì），容易導致精加工或工作中開裂（liè），零件（jiàn）淬火後應趁熱回火，消除淬火應力。淬火溫度控製在900-1020℃，然後冷卻至200-220℃出爐空冷，隨後迅速回爐220℃回火，這種方法稱為一次硬化工藝，可以獲得較高的強度及（jí）耐磨性，對於以磨損為主要失效形式的模具效果較好。生產中遇到一些拐角較多、形狀複雜的工（gōng）件，回火還不足以（yǐ）消（xiāo）除淬火應力，精加工前還需（xū）進行去應力退火或多次時效處理，充分釋放應力。

　　針對V10、APS23等粉末合金鋼零（líng）件，因（yīn）其能承受高（gāo）溫回火，淬火時可采用二次硬化工藝，1050-1080℃淬火，再（zài）用（yòng）490-520℃高溫回火並進行多次（cì），可以獲得較高的衝擊韌性（xìng）及（jí）穩（wěn）定性，對以崩刃為主要失效形式的模具很適用。粉末合金鋼的造價較高，但其性能好，正在形成一種廣泛運用趨勢。

　　二、零（líng）件的磨削加工

　　磨削加工采（cǎi）用的機床有三種主要類型：平麵磨床、內（nèi）外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時要嚴格控製磨削變形和磨削裂紋的產生，即使是十分微小的裂紋（wén），在後續（xù）的加工使用中也會顯露出來。因此，精磨的（de）進刀要小，不能大，冷卻液要充分，尺寸公差在0.01mm以內的零件要（yào）盡量恒溫（wēn）磨削。由計算可知，300mm長的鋼件，溫（wēn）差3℃時，材料（liào）有（yǒu）10.8μm左右的變化，10.8=1.2×3×3(每100mm變（biàn）形（xíng）量1.2μm/℃)，各精加工（gōng）工序都需充分考慮這（zhè）一因素的影響。

　　精（jīng）磨（mó）時選（xuǎn）擇好恰（qià）當的磨削砂輪十分（fèn）重（chóng）要，針對模具鋼材的（de）高釩高鉬狀況，選（xuǎn）用GD單晶剛玉砂輪比較適用，當加工硬質合金、淬（cuì）火（huǒ）硬度高的材質時，優先采用有機粘結劑的金剛石砂輪，有機粘結劑砂輪（lún）自磨利性好，磨出的工件粗糙可達Ra=0.2μm，近年來，隨著新材料的應用，CBN砂輪，也（yě）即立方氮化硼砂輪顯示出（chū）十分好的加工效果（guǒ），在數控成型磨，坐標磨床，CNC內外（wài）圓磨床上精加工，效果優於其它種類砂輪。磨削加工中，要注意及時（shí）修（xiū）整砂輪，保持砂輪的銳利，當砂輪鈍化後，會在（zài）工件表麵滑擦、擠壓，造成工件（jiàn）表麵燒傷，強度降低。

　　板類零件的加（jiā）工大部分采用平麵磨床加工，在加工中常會（huì）遇到一種長而薄的薄板零件，此類零件的加工較難。因為（wéi）加工時，在（zài）磁力的吸附作用下，工件產生形變，緊貼於工作台表麵，當拿下工件後，工件又會產生回複（fù）變形，厚度測量一致，但平行度達不到要求，解決的辦法可采（cǎi）用隔磁磨削法，磨削時以等高塊墊在工件下麵，四麵擋塊抵死，加工時小進刀，多光刀（dāo），加工好一麵後，可不（bú）用再（zài）墊等高塊，直（zhí）接吸（xī）附加（jiā）工（gōng），這樣可改善磨削效（xiào）果（guǒ），達到平行度要求。

　　軸類零件具有回轉麵，其加工廣泛采用（yòng）內外圓磨床及工具磨（mó）床。加工過程中，頭架及頂尖相當於母線（xiàn），如果其存在跳動問題（tí），加工出來的工件同樣會產生此問題，影響零件的質量，因此在加工前要做好頭架（jià）及頂尖的檢測工作。進行內孔磨削時，冷卻液要充分澆到磨削接觸位置，以利於磨削的順利排出。加工（gōng）薄壁軸類零（líng）件，最好采用夾（jiá）持工藝台，夾緊力不可過大，否則容易（yì）在工（gōng）件圓周（zhōu）上產生（shēng）“內三（sān）角”變形。

　　三、電加工控（kòng）製

　　現代的模具工廠，不能缺少電加工，電加工可以對各類（lèi）異形（xíng）、高硬度零（líng）件進（jìn）行加工，它分為線切割與電火花二種。

　　慢走絲線切割加工精度（dù）可達±0.003mm，粗糙度Ra0.2μm。加工開始時，要先檢查機床的狀況，查看水的去離子度，水溫，絲的垂直度，張力等各個因素，確保良好（hǎo）的加工狀態。線切割加工是在一整塊材料上去除（chú）加工，它破壞了工（gōng）件（jiàn）原有（yǒu）的應力平衡，很容易引起（qǐ）應力集中，特別是在拐角處（chù），因此當R＜0.2(特別是尖角)時，應向設計部門提出改善建議。加工中處理應力（lì）集中的（de）方法，可運用矢量平移（yí）原理，精（jīng）加（jiā）工前先留餘量1mm左右，預加工出（chū）大致形狀，然後再進行熱處理，讓加工（gōng）應力在精加工前（qián）先行釋（shì）放，保證熱穩定性。

　　加工凸模時，絲的切（qiē）入位置及（jí）路（lù）徑的選擇要仔細考慮。采用打（dǎ）孔穿絲加工，效果最佳。高精線切割加工，通（tōng）常切（qiē）割遍數為四次，可以保證零件質量。當加工帶有錐（zhuī）度的凹模時，本著快速高效的立場，第一遍粗加工直邊，第二（èr）遍錐度加工，接著（zhe）再精加工直邊，這樣（yàng）可（kě）不需進行X段垂直向精加（jiā）工，隻精加工刃口（kǒu）段直邊，既節約時間又節約成本。

　　電火花加工先（xiān）要製作電極（jí），電極有粗、精之分。精加工電極要求形狀符合性好，最好用CNC數控（kòng）機床加工完成。電（diàn）極的材質選擇上，紫銅電極主要用於一般鋼件加工。Cu-W合金電極，綜合性（xìng）能（néng）好，特別是加工過程中（zhōng）消耗量明顯比紫銅小，配合足量的（de）衝（chōng）刷液，很適合難加（jiā）工材料加工及截麵形狀複雜件精加工。製作電極時，需要計算電極的間隙量及電極數量，當進行大麵積或（huò）重電極加工時，工件和電極裝夾要牢固，保證具有足夠的強度，防（fáng）止（zhǐ）加工鬆動。進行深台（tái）階加工（gōng）時，對電極各處的損耗及因排液不暢引起的電弧放電，要予以注意。

　　四、表麵處理及組配（pèi）

　　零（líng）件表麵在加工時（shí）留下刀痕、磨痕是應力集（jí）中的地方，是裂紋（wén）擴展的源頭，因（yīn）此在加工結束後，需要對（duì）零件進行表麵（miàn）強化（huà），通過鉗工打磨，處理掉（diào）加工隱患（huàn）。對工件的一些棱邊、銳角（jiǎo）、孔口進行倒鈍，R化。一般地，電加工表麵（miàn）會產生6-10μm左右的變（biàn）質硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且帶有殘留（liú）應力，在使用（yòng）之前（qián）要充分消除硬化層，方法為表（biǎo）麵拋光，打磨去掉硬化層。

　　在磨削加工、電加工過程中，工件會有一定磁化，具有微弱磁力，十分容易吸著一（yī）些（xiē）小東西，因此在組裝之前，要對工件作退磁處理，並用乙酸乙脂清洗表（biǎo）麵。組裝過程中，先參看裝配圖，找齊各零件，然後列出各零件相互之間的裝備順序，列出各項應注意事項，然後著手裝配（pèi）模具（jù），裝（zhuāng）配一（yī）般先裝導柱導套，然（rán）後裝模架和凸凹模（mó），然後再對各（gè）處（chù）間隙，特別是凸凹模間隙進行組配調整，裝配完成後要實施模具檢測，寫出整體（tǐ）情況報告。對發現的（de）問題，可采用逆向思維法（fǎ），即從後工序向前工（gōng）序，從精加（jiā）工到粗加工，逐一檢查，直到找出症結，解決問題。

　　實踐證明，良（liáng）好的精加工過程控製，可（kě）以有效減少零件超差、報廢，有（yǒu）效提高模具的一次成功率及使用壽命。