模具加工過程中的缺陷及其預防措施

全光勤

摘? 要：模具對于制造來說很重要，質量直接由機械加工決定。如果在這個過程中出現問題，模具就會損壞。為了提高模具的質量，在模具設計過程中必須密切注意材料的選擇和制作，確定模具缺陷的原因并提出相應措施。對此，本文主要針對模具加工缺陷等相關內容進行一系列分析。

關鍵詞：模具;缺陷;措施

模具制作過程非常復雜，如鍛造、磨削、線切割等，加工過程中會出現缺陷，使模具不健康。因此，在開發模具時，利益相關者需要預防潛在的缺陷，以提高模具質量和延長模具壽命。

一、模具制造過程中存在的缺陷

模具材料的選擇是模具設計的基礎，只有選擇合適的材料才會造成模具不正確。因此，在制作必要的模具之前，需要必要的材料。但是，模具材料的選擇受很多因素的影響，導致模具設計存在很多缺陷。例如，在研磨過程中，有缺陷的材料會導致模具開裂。因此，應科學、適當地選擇模具產品。在生產技術方面，雖然模具已經獲得了必要的生產設備，但也存在一些缺陷。

（一）材料缺陷

材料因模具而異。例如，高碳工具通常用于體積小、使用壽命非常高的模具，合金鋼工具通常用于使用壽命高的模具。但是，無論使用哪種金屬，制作的模具都存在一些缺點。其中，碳鋼和部分鐵合金存在很多缺陷。

（二）機械加工工藝缺陷

模具加工技術主要分為機械加工和電氣加工，模具制造機一般分為機械加工和電氣加工。術語“機加工”是指使用機床切割或研磨成型產品。該工藝存在的主要問題有：第一，由于工藝稀少，模具角度不對，施模后應力過高。在這種情況下，模具很容易損壞。第二，沖裁后的模具表面過于粗糙，造成疲勞開裂。第三，由于模具成型過程中形成的脫碳層不能完全去除，降低了模具的耐磨性。碰撞的主要問題是摩擦產生的熱量。刷涂時最高溫度可達1000℃以上，足以烘烤工件表面。另外，由于溫差很大，當表層受熱時，表層的溫度變化不大，抑制了涂層的膨脹，受溫度影響，抗壓強度大。如果壓應力超過材料的屈服強度，模具材料就會發生塑性變形。在此期間，相鄰面冷卻時產生拉應力，模具表面出現裂紋，導致模具壽命變短。

（三）電加工工藝缺陷

所謂“電加工”一般分為EDM和WEDM。模具變成電火花加工后，形成了不同的層。使用這種方法，模具出口處的速度電流很高，工作溫度可達10000℃。這會導致模具由于自身的高度數而熔化。但冷卻速度很快，凝固后形成一層白層，將白層下方區域淬火形成淬火層。然后，這個表面的溫度降低，出現回火效果，形成一層回火。這種稱為模具的異常過程可以延長模具的使用壽命。WEDM的原理是材料磨削后產生等離子體區域，釋放大量熱量，然后在室溫下熔化工件。這種方法的缺點是等離子區的溫度下降很快，在模具表面形成變質過程，變質過程的形狀各不相同。脫模后，兩極油相和液相中的金屬凝固成小的空心球或球形顆粒，粘附在轉變層表面，影響模具的精度。

二、預防對策

（一）材料缺陷的預防對策

如果模具材料價格是在預算范圍之內，應該選擇最好的模具產品。如果選用的材料不好，再生料一定要提高材料的質量，防止好的模具受到次品的影響，鍛造時應控制好工作溫度和鍛造比。只有在適當的溫度下才能做出最好的產品。因此，工作溫度和鍛造比應根據材料的特性和模具的功能來確定。

（二）切削加工缺陷的預防對策

在模具加工中，要使模具各部分的接觸面光滑，盡可能多地去掉模具的“外殼”，減少熱應力。為避免模具淬火變形的發生，應采取一些措施來限制熱變形處理。需要根據加工模具的需要選擇合適的加工精度。如果不選擇必要的機加工，模具表面會很粗糙，脫碳層不能完全去除，模具在熱處理過程中會產生不一致的工藝，并且會進一步提高耐磨性。加工完成時，模具需要進行處理和焊接，這樣加工過程公差不會太小，但太大會使淬火變得困難。因此，模具的表面在完成時不會太粗糙。加工硬化模具時，需要高速加工以確保模具精度和兼容性。高速加工具有高速、高精度的特點，性能是普通加工的數倍，硬度高，表面光滑。

（三）磨削加工缺陷的預防對策

在磨削過程中，為了控制模具的加工，提高質量，需要對加工工藝進行改進。例如，可適當減小徑向進給，減小輪速碰撞，進一步加大軸向進給。通過調整面速與材料的接觸面積，可以改善對散熱條件和溫度的控制，利益相關者應決定削減競爭線。例如，GD單晶剛玉磨石適用于高釩、高鉬材料，金剛石磨石適用于硬質合金和高硬度淬火材料。在磨削過程中，磨石應始終被切割，以保持其鋒利狀態。如果磨石變鈍，過多的摩擦會燒壞工件表面，降低模具的強度。及時使用冷卻液，使運行溫度在允許范圍內，避免系統熱變形。在高精度模具制作中，必須及時去除殘余應力，以免影響模具的精度。因此，成型后應進行低溫工作以提高韌性，冷卻后必須及時回火，防止模具收縮和開裂。

（四）電火花加工缺陷的預防對策

電火花加工過程必須先設置相關參數。大多數低電流加工工藝是基礎性的，可以創建高模具工作流程，但也存在加工性能差的缺點。通過電解拋光或超聲波拋光去除模具的白層和微端層，并采用高溫回火穩定涂層，防止白層開裂。請注意溫度應保持在480-520℃，回火時間為2-3小時。如果模具的硬度、精度和復雜度較高，可采用半成品，通過軌跡磨削對模具進行精磨，以達到去除異常工藝的目的。

（五）線切割加工缺陷的預防對策

選擇合適的模具并使設備有效去除過程所存在的問題。通過快速散發污染產生的熱量，可以有效降低殘余拉應力，通過改善真菌變質層的結構和功能，可以進一步提高模具的使用壽命。在在線切削過程中，為保證模具結構的一致性，應盡可能選擇淬透性最強的材料，以減少時效淬火過程中的殘余拉應力，正確回火和冷卻，以固定工件，避免工件在裝夾過程中變形。

結束語

在整個模具過程中，關于材料的選擇，如果原材料有問題，會導致缺陷。此外，如果模具工藝選擇不正確或操作有問題，可能會出現缺陷，模具可能會開裂或變形。因此，在模具制作過程中，必須選擇合適的加工工藝和性能，以保證模具的質量。

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