模具表面精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一,也正是模具鉗工勞動強度大、成為模具加工瓶頸的原因之一。傳統精加工技術主要是以手工研磨拋光為主和現在發展起來的機械精加工。非傳統精加工主要包括化學拋光、電化學拋光、電解研磨、電化學機械光整加工、超聲波加工、磁流變拋光、激光拋光技術以及電火花拋光等。
一、方法與設備
1. 手工研磨拋光
該方法是傳統模具精加工所采用的主要手段,也是我國目前仍廣泛采用的方法之一。該方法主要依賴于操作者的經驗技藝水平,但效率低(約占整個模具周期的1/3),且工人勞動強度大,質量不穩定,制約了我國模具加工向更高層次發展。
2. 數字式模具拋光機
這種拋光工具采用數字化控制,數字式顯示和控制工藝參數,備有整套磨頭及磨料,半自動拋光,具有體積小、使用方便的優點。
3. 超聲波模具拋光機
該拋光工具采用高頻電火花脈沖電源與超聲波快速振動研磨的原理進行拋光。它能完成一般拋光工具(電磨軟軸等)難以伸入的窄槽、窄縫、邊、角等曲折部位的拋光,拋光后不塌棱角,不影響模具的精度。
4. 用高速銑削技術作為模具半精加工和精加工的手段
采用高速銑削省時、型面表面質量好,可避免表面微細型紋、減少手工拋光工時和縮短制模周期。
5. 電化學和電化學機械光整加工
該加工技術主要是靠金屬工件的電化學陽極溶解原理來加工,屬于離子的去除。工具無磨損,可以長期應用;不產生飛邊及毛刺。
二、模具表面精加工中的磨削加工
磨削加工采用的機床有三種主要類型:平面磨床、內外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時要嚴格控制磨削變形和磨削裂紋的產生,精磨的進刀要小,冷卻液要充分,尺寸公差在0.01mm以內的零件要盡量恒溫磨削。
精磨時選擇好恰當的磨削砂輪十分重要,加工硬質合金、淬火硬度高的材質時,優先采用有機粘結劑的金剛石砂輪,要注意及時修整砂輪,保持砂輪的銳利。
板類零件的加工大部分采用平面磨床加工,在加工中常會遇到一種長而薄的薄板零件,此類零件的加工較難。可采用隔磁磨削法,磨削時以等高塊墊在工件下面,四面擋塊抵死,加工時小進刀,多光刀,加工好一面后,可不用再墊等高塊,直接吸附加工,這樣可改善磨削效果,達到平行度要求。軸類零件具有回轉面,其加工廣泛采用內外圓磨床及工具磨床,在加工前要做好頭架及頂尖的檢測工作。進行內孔磨削時,冷卻液要充分澆到磨削接觸位置。加工薄壁軸類零件,最好采用夾持工藝臺,夾緊力不可過大,否則容易在工件圓周上產生“內三角”變形。
三、模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發展
日本已研制了數控研磨機,可實現三維曲面模具的自動化研磨拋光。隨著模具向精密化和大型化方向發展,加工精度超過1mm的超精加工技術和集電、化學、超聲波、激光等技術綜合在一起的復合加工將得到發展。兼備兩種以上工藝特點的復合加工技術在今后的模具制造中前景廣闊。
(遷西縣職業技術教育中心)