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精密模具零件加工工藝控制
資訊來源:    資訊編輯:百格精密模具配件

           每一套模具都是由許多零件構成,其中一部分是工藝零件,另一部分是構造零件。工藝零件直接對成型產品質量形成影響,工藝零件的最終質量在當下的模具加工企業里均用精加工手腕來最后完成,如何控制精細加工過程關系到模具壽命和成型產品能否托付。

   在模具制造企業中,精加工階段除采用慢走絲線切割、割一多修的工藝手腕外,另采用的辦法即是在半精加工后,熱處置根底上磨削加工,在這個階段要控制好零件的變形、內應力、外形公差及尺寸精度等許多技術參數。在詳細的消費理論中,操作艱難較多,但仍有許多卓有成效的經歷辦法值得自創。

   一、模具精加工的過程控制

   模具零件的加工,總的指導思想是針對不同的模具零件、不同的材質、不同的外形和不同的技術請求停止順應性加工,選擇性計劃很多。但是,經過對加工過程的控制,到達最好的加工效果和經濟性是我們關注的重點。依據模具零件的外觀外形,零件主要可分為三類:軸類、盤類、板類與成型異類零件。這三類零件的工藝過程普通為:粗加工——半精加工——(淬火、調質)——精細磨削——電加工——鉗工修整——組裝加工。

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   模具零件要取得所請求的熱處置硬度,必要對零件熱處置內應力停止控制,使零件加工時和加工后尺寸公差、形位公差可以穩定,針對不同材質的零件作用,有不同的熱處置方式。其工藝要思索的是經濟性、資料淬透性、淬硬性、過熱敏性以及脫碳敏理性。隨著近年來模具工業的開展,運用的資料品種很多,除了CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬質合金外,對一些工作強度大,受力苛刻的凹模、凸模,可選用新資料粉末合金鋼,如S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。此類資料具有較高的熱穩定性和良好的組織狀態。

   淬火后普通工件都存留內應力,容易招致后續精加工或工作中開裂,零件淬火后應趁熱回火,消弭淬火應力。外形復雜、內外轉角較多的工件,回火有時還缺乏以消弭淬火應力,精加工前還需停止去應力退火或屢次時效處置,充沛釋放應力。依據不同的請求采取不同的辦法。以Cr12為材質的零件為例,在粗加工后停止淬火處置,淬火時僅僅冷卻方式就有:空氣冷卻(將加熱后的工件置于空氣中冷卻,此法操作煩瑣、工件變形小,但硬度偏低,外表易氧化。合適于尺寸小、精度高、厚薄不均的工件)、油冷卻(將工件加熱后置于油中,冷卻到300℃~200℃,取出在空氣中冷卻。此法操作煩瑣,工件硬度較高,但變形較大,易產生工件變形,適用于尺寸較大,外形簡單的工件)、平板夾緊在空氣中冷卻(將加熱后的工件置于兩塊鐵板或銅板之間壓緊,在空氣中冷卻。此法操作較繁,但工件變形小,只合適于某種特殊外形的工件)、分級淬火(將工件加熱后置高于Ms點溫度的硝鹽中,停留一定時間,待工件的內外溫度根本分歧后,取出在空氣中冷卻。此法既能保證工件的硬度,又能減少工件的變形,普遍用于外形復雜變形請求小的工件)。如對V10、APS23等粉末合金鋼零件,因其能接受高溫回火,淬火時可采用二次硬化工藝,1040℃~1080℃淬火,再用490℃~520℃高溫回火并停止屢次,能夠取得較高的沖擊韌性及穩定性,對以崩刃為主要失效方式的模具很適用。

  ?。ǘ?span style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font-size: 18px;">模具零件磨削加工

   磨削加工采用的機床有三種主要類型:平面磨床、內外圓磨床及工具成型磨削機床。精加工磨削時要嚴厲控制磨削變形和磨削裂紋的呈現,哪怕是工件外表的顯微裂紋,否則在后續的工作中也會慢慢顯顯露來。因而,精細磨削時的進刀量要小,磨削中冷卻要充沛,盡量選擇冷卻液介質,加工余量在0.01mm內的零件要盡量恒溫磨削。

   磨削工件時一定要慎重選擇磨削砂輪:針對模具鋼材的高鎢、高釩、高鉬、高合金情況,工件硬度高的特性,可選用PA鉻鋼和GC綠碳化硅砂輪;當加工硬質合金、淬火硬度高的材質時,優先采用有機粘結劑的金剛石砂輪,有機粘結劑砂輪自磨利性好,磨出的工件精度在IT5以上,粗糙度可達Ra=0.16μm的請求。隨著新資料的應用,近年CBN立方氮化硼砂輪的應用,顯現出了良好的加工效果,在數控成型磨、坐標磨床、CNC內外圓磨床上精加工,效果以至優于其它品種砂輪。磨削加工中要及時修整砂輪,堅持砂輪的銳利,當砂輪鈍化后會在工件外表滑擦、刻劃、擠壓,形成工件外表燒傷、顯微裂痕或產生溝槽,對以后的運用顯著地降低功效。

   盤類、板類零件的加工大局部采用平面磨床加工,加工長而薄的薄板件時,有一定的加工難度。加工前在磨床磁力臺的強力吸收下,工件原先存在某種彎曲產生平直形變,貼緊于工作臺外表,待磨削后,工件又在原應力作用下變形回復,丈量板件厚度時顯現分歧,但由于變形回復,平面度達不到模具零件應該的請求,處理的辦法是磨削前以等高墊鐵墊在工件下面,周圍用擋塊擋住工件避免走動,磨削時磨頭進刀量要小,用屢次走刀方式完成第一個基準平面,第一個基準平面加工好一面后,可用這一基準平面吸附在磁力臺上,經過如上所述的磨削辦法可改善大局部工件平面度,如經過一次磨削過程達不到理想的平面度效果,能夠再一次反復上面過程;經過幾次這樣磨削均可以在平面度契合請求,但關于板件厚度尺寸有嚴厲請求時,備料中必需依據工件資料、外形、切削加工手腕、熱處置辦法等綜合要素,恰當加放厚度余量。

   軸類零件的特性是由多個回轉面構成,現代企業終極精細加工辦法普通采用內外圓磨床磨削。加工過程中,應用磨床夾頭和尾架頂尖夾緊定位工件或者用首尾兩頂針定位工件,此時夾頭與頂針中心的連線就是磨削后工件的中心線,假如中心線跳動,加工出來的工件就會產生不同心問題,因而在加工前要做好夾頭及頂尖的同心檢測和首尾頂針對中檢查。假如是用夾頭與中心頂針夾緊定位一次磨削臺階軸,則在這一次磨削前要對夾緊局部先停止外圓磨削,一次磨削時經過夾緊就能定心定位。簿壁內孔磨削時要思索采用夾持工藝臺,即在車加工時有意多留下一段厚壁局部,待磨削內孔完成后停止切除,如不留工藝臺則夾緊力不可過大,否則容易在工件圓周上產生“內三角”變形,同樣每次磨削進刀量要小,經過屢次進刀才干磨出合格的請求,另外磨削過程中冷卻液要充沛噴淋到被磨削位置,以使磨出的鐵屑和磨料塵粒能順利排出磨削區域。

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   現代的模具企業,簡直已不缺電加工,由于電加工能夠對各類異型、各類型腔或高硬度零件停止有效加工,因而曾經成為模具制造和金屬加工行業必不可少的加工手腕。

   慢走絲線切割加工技術,從企業反應的信息得知:精度已可達±0.002mm,粗糙度Ra=0.4μm。為追求加工精度,開端時要先檢查線切割機床的情況,要查看離子水的去離子度、離子水溫度、線切絲垂直度、張緊力、切割用絲、被切工件材質等各個要素,確保良好的加工速度與精度。關于線切割加工而言,是在一整塊坯料上切除或切下資料的一種加工,因而原來的應力平衡在加工過程中有所毀壞,惹起拐角處應力集中,當內拐角處半徑R<0.2時,應倡議設計部門改善模具構造。處置應力集中的辦法,可運用矢量平移原理,精加工前先留0.8~0.9mm余量,預加工出型腔大致外形,再停止熱處置,使加工應力盡可能在精加工前釋放,以保證熱穩定性。

   加工凸模時,切割絲的切入位置及途徑要認真思索。選擇夾持坯料的位置應在第一遍進刀后,工件不成懸壁狀,一直使工件受力狀態良好,不影響后續幾遍加工;關于請求高的凸模,可在坯料上打孔穿絲,加工效果較外形割入好。如今高精度的工件,為保證零件質量普遍采用4遍切割數。當凹模厚度方向要有局部錐度加工時,為追求高效加工,通常第一遍粗加工直邊,第二遍錐度加工,第三遍再精加工直邊,這樣的工藝特性是,不需求再對已有的錐度邊停止垂直向精加工,只是精加工刃口段直邊,第四遍再精修直邊刃口。

   電火花成型加工分別要制造粗、精電極。精加工電極請求外形契合型腔性好,好的精電極已用CNC數控機床加工完成。電極材質選擇上,紫銅電極主要用于普通鋼件加工;Cu-W合金電極,綜合性能好,特別是加工過程中電極損耗量比紫銅電極明顯小,在良好的排屑條件下,對難加工資料和截面外形復雜件精加工很適宜;Ag-W合金電極比Cu-W合金電極性能更優,因資源少價錢高,普通如今還很少采用;另外還有石墨電極,現已普遍運用,目前有國產石墨和進口石墨之分,進口石墨以損耗小、硬度大、電蝕速度快、外表粗糙度低,占領優勢,已在許多復雜件精加工中得到應用。設計電極時,計算電極的間隙量及電極數量。當停止大面積或重電極加工時,工件與電極裝夾均要穩定,具有一定的強度,避免加工過程中松動。但是電火花加工后的外表比普通機械加工或熱處置后的外表更難研磨,因而電火花加工完畢前應采用精規準修整,去除外表構成的硬化薄層。

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   成型外表處置的內容,包含鋼材外表無氣孔、硬度平均、各向特性差別小、夾雜物低和零件外表在加工時留下刀痕、磨痕等應力集中的中央。因而在加工完畢后,需求對零件停止外表強化,經過機械拋光、鉗工打磨、拋光,處置掉加工隱患。對工件無用棱邊、銳角、孔口停止倒鈍。普通地,電加工外表會有蛻變硬化層6~10μm左右,呈灰白色顏色,該層脆而帶有殘留應力,在運用之前要充沛消弭硬化層,辦法為外表拋光,拋磨掉硬化層。想取得高質量的拋光效果,工件的材質、外形、硬度以及切削加工的外表質量要有充沛的思索,必備有高質量的拋光工具、優質的拋光資料、正確的拋光工序、嚴謹有致的人員素質、良好的清潔環境。

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   在磨削加工、電加工過程中,工件會有一定磁化,具有微小磁力,容易吸附一些小雜物,因而在組裝之前,要對工件作充沛的退磁處置,并用乙酸乙脂清洗外表。組裝過程中:(1)先看懂了解裝配圖,配齊各類零件;(2)列出各零部件互相之間的裝配次序;(3)檢查各零部件的尺寸精度,明白各項配合請求;(4)配齊所需工具,然后著手裝配模具;(5)先裝模架局部的導柱導套、型腔成型塊組件鑲拼組合;(6)組立模板與凸模、凹模分離,微量調整各板位置;(7)開合模具,檢查模具動作能否牢靠。

   三、結語

   無數理論證明,模具企業注重模具零件的精加工工藝過程控制,是模具企業持久有效的生存開展之道。經過工藝過程控制能夠最大限度地減少零件超差、報廢,從而有效進步模具在消費運用中壽命,穩定產品質量有著深遠的意義。

 
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