沖壓模具精加工分析

摘 要:沖壓模具是機械制造業(yè)中一種較為特殊的生產(chǎn)工藝設(shè)備，它的加工需要經(jīng)過精加工工序，其共同的工藝過程大致為:粗加工—— 熱處理—— 精磨—— 電加工—— 鉗工(表面處理)—— 組配加工。模具零件的加工，是針對不同的材質(zhì)，不同的形狀，不同的技術(shù)要求進行適應(yīng)性加工，它具有一定的可塑性，可通過對加工的控制，達(dá)到較好的加工效果，最終保證模具的質(zhì)量。本文談?wù)勂浼庸み^程中的精密辦法。

關(guān)鍵詞:沖壓模具 精加工

中圖分類號:U41文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0119-01

隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，機械制造相關(guān)的設(shè)備裝置不斷更新。沖壓模具是機械制造業(yè)中一種較為特殊的生產(chǎn)工藝設(shè)備，它的加工需要經(jīng)過精加工工序，其共同的工藝過程大致為:粗加工—— 熱處理—— 精磨—— 電加工—— 鉗工(表面處理)—— 組配加工。模具零件的加工，是針對不同的材質(zhì)，不同的形狀，不同的技術(shù)要求進行適應(yīng)性加工，它具有一定的可塑性，可通過對加工的控制，達(dá)到較好的加工效果，最終保證模具的質(zhì)量，又能大大提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 零件熱處理

一些內(nèi)型復(fù)雜的緊固件冷作模具，在線切割加工前，不僅要求硬度高、強度和韌性好，更重要的是要保證淬透性。在保證力學(xué)性能的前提下，要使模具淬火應(yīng)力處于最低狀態(tài)，更重要的是采取一些必要的措施。傳統(tǒng)的壓鑄模具熱處理工藝是淬火-回火，以后又發(fā)展了表面處理技術(shù)。對零件進行熱處理，既要針對零件獲取相應(yīng)的硬度，又要控制對內(nèi)應(yīng)力，以此達(dá)到防止零件變形的目的。壓鑄模具材料種類繁多，不同的材質(zhì)要進行不同方式的處理，不同的材質(zhì)分別有不同的處理方式[1]。如:Cr12、9CrSi、T10、等。以Cr12、9CrSi、T10做材質(zhì)的零件，粗加工后要做淬火處理。淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間后快速冷卻的工藝方法。工件在經(jīng)過淬火后會存留一定的內(nèi)應(yīng)力，工件在精加工時易開裂，對于熱處理后不再進行機械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，特別是真空淬火的工件(模具)，鋼加熱到某一溫度，保溫一段時間后，以適宜速度冷卻，使淬火應(yīng)力消除。在成產(chǎn)的過程中，形狀復(fù)雜的工件常常遇到，由于其形狀淬火應(yīng)力不能被消除，因此，應(yīng)力退火應(yīng)在經(jīng)加工前進行，就是將鋼加熱到臨界溫度以上某一溫度，使工件保溫一段時間后隨爐冷卻，也可放在土灰、硅砂等絕熱材料中緩慢冷卻，這樣可以得到接近平衡狀態(tài)的組織，充分釋放應(yīng)力，機械性能將被提高，例如，疲勞性能、表面光亮度、腐蝕性等等。由此看來，熱處理技術(shù)處理是否到位直接決定模具質(zhì)量的好壞。

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。它用于加工各種工件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面和平面，以及螺紋、齒輪和花鍵等特殊、復(fù)雜的成形表面。磨削加工工作量將占模具總的制造工時的25%～45%，是應(yīng)用較為廣泛的切削加工方法之一。在磨削之前工件通常都先經(jīng)過其他切削方法去除大部分加工余量，僅留0.1mm～1mm或更小的磨削余量。精加工磨削時要嚴(yán)格控制磨削變形，因此，精磨的進刀要小，不能大，冷卻液要充足，對于尺寸公差在0.01mm以內(nèi)的精密模具的精密磨削要注意環(huán)境溫度的影響，要求恒溫磨削，防止熱變形對工件尺寸造成的誤差，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響[2]。精加工磨削時要嚴(yán)格控制磨削變形和磨削裂紋的產(chǎn)生，磨削中冷卻要充分，哪怕是工件表面的顯微裂紋，在后續(xù)的加工使用中也會顯露出來，提高磨削速度可減少裂紋的產(chǎn)生，這是因為高速磨削可縮短砂輪與工件表面的連續(xù)接觸時間，減少工件被磨部位瞬時產(chǎn)生的磨削熱，降低表面溫升。合理選擇磨削用量，如適當(dāng)減少徑向進給量及砂輪速度、增大軸向進給量，使砂輪與工件接觸面積減少，散熱條件得到改善，從而有效地控制表層溫度的提高。精磨時選擇好恰當(dāng)?shù)哪ハ魃拜喪种匾瑢τ诓煌墓ぜ馁|(zhì)，應(yīng)采用不同的磨料。同時，工件的硬度不同，砂輪的硬度也不同，對于硬質(zhì)合金工件，可采用金剛石磨輪，對于淬火鋼件，一般采用陶瓷砂輪或立方氮化硼的砂輪。選用GD單晶剛玉砂輪比較適用，它的性能硬而脆，且易產(chǎn)生新的切削刃，因此切削力小，磨削熱較小，在粒度上使用中等粒度，即粗粒度、低硬度的砂輪，自勵性好可降低切削熱。

3 電加工控制

電加工是現(xiàn)代工廠不可缺少的。電加工有線切割和電火花兩種，加工各種異形或高硬度零件。電火花穿孔、成形加工是線切割發(fā)展的基礎(chǔ)，甚至在一些方面其已取代電火花穿孔、成形加工。線切割加工余量小，加工精度較高，生產(chǎn)周期短，制造成本低，主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件。加工時，使用應(yīng)力集中方法，運用矢量平移原理，精加工前留0．8mm～0．9mm余量，預(yù)加工出型腔形狀，再熱處理，使加工應(yīng)力釋放，以確保熱穩(wěn)定性。熱處理完后，在平磨床上，磨出一個基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位，上線切割機床加工形腔，這樣工件在熱處理中已完全變形，在精加工中就不會再變形。

4 表面處理

模具表面性能對模具的工作性能和使用壽命有著十分緊密的聯(lián)系。在加工的過程中，零件的表面常留下疤痕、磨痕，這些地方既是應(yīng)力集中的部位，也是裂紋擴展的開始部位。因此，加工結(jié)束后的對模具的表面強化處理工作變得尤為重要。表面涂覆、表面改性或復(fù)合處理技術(shù)是表面處理的常用方式。經(jīng)過表面強化處理。可改變模具表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)，來提高模具的使用壽命、修復(fù)磨損面。對工件的一些棱邊、銳角、孔口進行倒鈍，R化[3]。電加工表面會產(chǎn)生6μm～10μm左右的變質(zhì)硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且?guī)в袣埩魬?yīng)力，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光，打磨去掉硬化層。

5 組配

在模具制造中，每個零件都具有復(fù)雜性與特殊性，相互之間具有整體配合性。工藝員要了解零件與零件之間的裝配關(guān)系及零件在整副模具中的作用，從而合理安排組合或配作工藝是極為重要的。磨削加工和電加工可讓工件磁化，使之具有微弱磁力，極易吸著一些小鐵沫，可見，工件組裝前的退磁處理十分必要。組裝時，參照裝配圖，弄清楚各個零件裝備的順序，著手裝配SKD11模具鋼材。一般來講，最先裝導(dǎo)柱導(dǎo)套，然后是模架和凸凹模，接著再對各處間隙進行組配調(diào)整，尤其是凸凹模間隙。完成后，實行SKD11模具鋼材檢測，并寫報告。

實踐證明，良好的精加工過程控制，可以有效減少零件超差、報廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的意義，是模具企業(yè)長久有效的生存發(fā)展之道。

參考文獻(xiàn)

[1]劉耀，占麗娜，李立.淺談沖壓模具技術(shù)的發(fā)展[J].萍鄉(xiāng)高等專科學(xué)校學(xué)報，2011(6).

[2]任輝.沖壓模具精加工過程控制淺析[J].裝備制造技術(shù)，2010(7).

[3]陳慶焦.沖壓模具的控制和靈活運用[J].科技信息，2010(6).