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精密加工的工序

2020-07-14 17:07:14

一幅模具是由眾多的零件組配而成,零件的質量直接影響著模具的質量,而零件的終末質量又是由精加工來完成保證的,因此說控製好精加工關係重大。在國內大多數的模具製造企業,精加工階段采用的方法一般是磨削,電加工及鉗工處理。在這個階段要控製好零件變形,內應力,形狀公差及尺寸精度等許多技術參數,在具體的生產實踐中,操作困難較多,但仍有許多行之有 效的經驗方法值得借鑒。
  模具零件的加工,根據零件的外觀形狀不同,大致可把零件分三類:板類、異形零件及軸類,其共同的工藝過程大致為:粗加工——熱處理(淬火、調質)——精磨——電加工——鉗工(表麵處理)——組配加工。
  1、零件熱處理
  零件的熱處理工序,在使零件獲得要求的硬度的同時,還需對內應力進行控製,保證零件加工時尺寸的穩定性,不同的材質分別有不同的處理方式。隨著近年來模具工業的發展,使用的材料種類增多了,除了Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬質合金外,對一些工作強度大,受力苛刻的凸、凹模,可選用新材料粉末合金鋼,如V10、ASP23等,此類材質具有較高的熱穩定性和良好的組織狀態。
  針對以Cr12MoV為材質的零件,在粗加工後進行淬火處理,淬火後工件存在很大的存留應力,容易導致精加工或工作中開裂,零件淬火後應趁熱回火,消 除淬火應力。淬火溫度控製在900-1020℃,然後冷卻至200-220℃出爐空冷,隨後迅速回爐220℃回火,這種方法稱為一次硬化工藝,可以獲得較高的強度及耐磨性,對於以磨損為主要失效形式的模具效果較好。生產中遇到一些拐角較多、形狀複雜的工件,回火還不足以消 除淬火應力,精加工前還需進行去應力退火或多次時效處理,充分釋放應力。
  針對V10、APS23等粉末合金鋼零件,因其能承受高溫回火,淬火時可采用二次硬化工藝,1050-1080℃淬火,再用490-520℃高溫回火並進行多次,可以獲得較高的衝擊韌性及穩定性,對以崩刃為主要失效形式的模具很適用。粉末合金鋼的造價較高,但其性能好,正在形成一種廣泛運用趨勢。
  2、零件的磨削加工
  磨削加工采用的機床有三種主要類型:平麵磨床、內外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時要嚴格控製磨削變形和磨削裂紋的產生,即使是十分微小的裂紋,在後續的加工使用中也會顯露出來。因此,精磨的進刀要小,不能大,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,針對模具鋼材的高釩高鉬狀況,選用GD單晶剛玉砂輪比較適用,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,磨出的工件粗糙可達Ra=0.2μm,近年來,隨著新材料的應用,CBN砂輪,也即立方氮化硼砂輪顯 示出十分好的加工效果,在數控成型磨,坐標磨床,CNC內外圓磨床上精加工,效果優於其它種類砂輪。磨削加工中,要注意及時修整砂輪,保持砂輪的銳利,當砂輪鈍化後,會在工件表麵滑擦、擠壓,造成工件表麵燒 傷,強度降低。
  板類零件的加工大部分采用平麵磨床加工,在加工中常會遇到一種長而薄的薄板零件,此類精密零部件的加工較難。因為加工時,在磁力的吸附作用下,工件產生形變,緊貼於工作台表麵,當拿下工件後,工件又會產生回複變形,厚度測量一致,但平行度達不到要求,解決的辦法可采用隔磁磨削法,磨削時以等高塊墊在工件下麵,四麵擋塊抵死,加工時小進刀,多光刀,加工好一麵後,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。
  軸類零件具有回轉麵,其加工廣泛采用內外圓磨床及工具磨床。加工過程中,頭架及頂 尖相當於母線,如果其存在跳動問題,加工出來的工件同樣會產生此問題,影響零件的質量,因此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,以利於磨削的順利排出。加工薄壁軸類零件,采用夾持工藝台,夾緊力不可過大,否則容易在工件圓周上產生“內三角”變形。