精密模具加工流程

精密模具是由多個零件組成的,零件的質量直接影響到模具的質量,而零件的最終質量是由精加工保證的,因此對精密模具加工流程的控製至關重要。在大多數國內模具製造企業中,精加工階段采用的方法一般是磨削、電加工和鉗子加工。在這一階段,應控製好變形、內應力、形位公差、尺寸精度等多項技術參數。在具體的生產實踐中,操作難度較大,但仍有許多行之有效的經驗方法可供借鑒。
模具零件的加工,根據零件的外形和形狀,大致可分為三種類型:板材、異形零件和軸。一般工藝流程為:粗加工、熱處理(淬火回火)、精細磨削、電加工、鉗子(表麵處理)、設置加工。
1. 零件熱處理
在零件熱處理過程中,當要求零件硬度時,還應控製內應力,以保證零件在加工過程中的尺寸穩定性。不同的材料有不同的處理方法。近年來,隨著模具行業的發展,所使用的各種材料有所增加。除了Cr12、40Cr、Cr12MoV和硬質合金之外,一些新材料粉末合金鋼如V10、Asp23等。可以為一些具有大的工作強度和嚴重應力的凸凹模進行選擇。這種材料具有較高的熱穩定性和良好的組織狀態。
對於Cr12MoV零件,粗加工後進行淬火處理。淬火後,工件內部存在較大的殘餘應力,在精加工或加工過程中容易產生裂紋。淬火後,零件應趁熱回火以消除淬火應力。將淬火溫度控製在900-1020℃,然後冷卻至200-220℃進行空氣冷卻,然後將爐快速返回到爐中,在220℃回火。在生產中遇到一些角點多、形狀複雜的工件,回火不足以消除淬火應力。精加工前需進行消除應力退火或多次時效處理,以充分釋放應力。
針對V10、APS 23等粉末合金鋼零件,可進行高溫回火,淬火時可采用二次硬化工藝,在1050-1080℃下淬火,在490-520℃高溫回火多次,可獲得較高的衝擊韌性和穩定性,采用主要失效形式的模具是非常有用的。粉末合金鋼成本高,但性能好,正在形成廣泛的應用趨勢。
2. 零件的磨削加工
磨削加工中使用的機床有三種主要類型:表麵磨床、內外圓磨床和刀具磨削工具。在精磨過程中,應嚴格控製磨削變形和磨削裂紋的產生。即使是很小的裂縫也會在隨後的加工過程中暴露出來。因此,對精磨的進料應很小,不較大,冷卻液體應足夠,尺寸公差在0.01mm以內的零件應盡可能在恒定的溫度下進行研磨。由計算可知,當300 m長的鋼件溫差為3℃時,材料的變化約為10.8μm,10.8=1.2×3×3(每100 mm變形1.2μm/℃)。在每一道光整加工過程中都應充分考慮這一因素的影響。
在精密磨削時,選擇合適的砂輪是非常重要的。鑒於鋼的高性能和高性能,GD單晶剛玉砂輪是合適的。硬質合金和高硬度材料加工時,優先選用有機粘結劑金剛石砂輪。近年來,隨著新材料的應用,立方氮化硼砂輪(立方氮化硼砂輪)在數控成型機、坐標磨床、數控內外圓磨床上得到了很好的加工效果,其效果優於其它類型的砂輪。在磨削過程中,為了保持砂輪的鋒利度,必須及時對砂輪進行修複。砂輪鈍化後,會在工件表麵產生摩擦和擠壓,導致工件表麵燒傷,強度降低。
新世紀模具加工流程的基本特征是高度集成、智能、靈活和網絡化。追求的目標是提高產品質量和生產效率,縮短設計和製造周期,降低生產成本,最大限度地提高模具製造業的適應性,以滿足用戶需求。

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