精密模具制造过程到底有多复杂?
从精密模具制造订单的签订到合格模具交付客户的过程的每个环节都可能影响模具的质量,精密模具制造过程按系统工程控制,必须对其每一环节加以控制,是精密模具制造的前提。
而模具零件加工的指导思想是针对不同的模具零件、不同的材质、不同的形状和不同的技术要求制订相应的工艺方案。模具零件的一般工艺过程为:毛坯准备-粗加工-半精加工-热处理(淬火、调质)-精密磨削-电加工-钳工修整及表面加工。通过对加工过程的各工序控制,达到要求的加工精度。
1. 材料及热处理控制
模具零件热处理使零件获得所需要的材料硬度的同时,又要使零件加工过程和加工后尺寸 形状能够稳定,针对零件材质的不同和零件结构特点,有不同的热处理方式,必须对零件热处理内应力进行控制 制订热处理工艺要充分考虑经材料淬透性 淬硬性 过热敏性以及脱碳敏感性,对薄壁零件要采用压淬工艺。
(1)精密模具材料选用:除了选用 CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬质合金外,对一些工作强度大,受力苛刻的凹模、凸模,可选用具有较高的热稳定性和良好的组织状态的合金钢S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。
(2)淬火后去应力处理:淬火后工件都存留内应力,容易导致后续精加工后工件尺寸变化甚至开裂,因此零件淬火后应趁热回火,消除淬火应力对形状复杂、内外转角较多的工件,回火还不足以消除淬火应力,精加工前还需进行去应力退火或多次时效处理,充分释放应力。
2. 电火花加工控制
(1)线切割加工准备:线切割选用精密慢走丝线切割机床,加工精度±0.001mm,粗糙度Ra=0.2um,选择去离子度高的去离子水 线切割丝垂直度符合加工精度要求 张紧力适度切割用丝材质与被切工件材质相适应,确保合理的加工速度。
(2)加工路线设计:线切割加工对材料原来的应力均衡在加工过程中有所破坏,引起拐角处应力集中,处理应力集中的方法,运用矢量平移原理,精加工前先留 0.8~0.9 mm余量,预加工出型腔大致形状,再进行热处理,使加工应力尽可能在精加工前释放,以保证热稳定性。加工凸模时采用 4 遍切割,切割丝的切入位置及路径要合理制定 选择夹持坯料的位置应在第一遍进刀后,工件不成悬壁状态,始终使工件受力状态良好,不影响后续加工;在坯料上打孔穿丝,加工效果较外形割入好。
(3)电火花成型加工工艺:电火花成型加工分别要制作粗、精电极。精电极用CNC数控机床加工完成,Cu-W合金电极,综合性能好,电极损耗量比紫铜电极小,在良好的排屑条件下,加工难加工材料和截面形状复杂零件;Ag-W合金电极比Cu-W合金电极性能更优,用于精密加工;石墨电极,选用损耗小、硬度大、电蚀速度快、表面粗糙度低的进口石墨。电火花加工结束前安排精规准修整,去除表面形成的硬化薄层。
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而模具零件加工的指导思想是针对不同的模具零件、不同的材质、不同的形状和不同的技术要求制订相应的工艺方案。模具零件的一般工艺过程为:毛坯准备-粗加工-半精加工-热处理(淬火、调质)-精密磨削-电加工-钳工修整及表面加工。通过对加工过程的各工序控制,达到要求的加工精度。
1. 材料及热处理控制
模具零件热处理使零件获得所需要的材料硬度的同时,又要使零件加工过程和加工后尺寸 形状能够稳定,针对零件材质的不同和零件结构特点,有不同的热处理方式,必须对零件热处理内应力进行控制 制订热处理工艺要充分考虑经材料淬透性 淬硬性 过热敏性以及脱碳敏感性,对薄壁零件要采用压淬工艺。
(1)精密模具材料选用:除了选用 CrWMn、Cr12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、9Mn2V硬质合金外,对一些工作强度大,受力苛刻的凹模、凸模,可选用具有较高的热稳定性和良好的组织状态的合金钢S2、S3、V10、APS23S1、G2、G3、G4、G8等等。
2. 电火花加工控制
(1)线切割加工准备:线切割选用精密慢走丝线切割机床,加工精度±0.001mm,粗糙度Ra=0.2um,选择去离子度高的去离子水 线切割丝垂直度符合加工精度要求 张紧力适度切割用丝材质与被切工件材质相适应,确保合理的加工速度。
(2)加工路线设计:线切割加工对材料原来的应力均衡在加工过程中有所破坏,引起拐角处应力集中,处理应力集中的方法,运用矢量平移原理,精加工前先留 0.8~0.9 mm余量,预加工出型腔大致形状,再进行热处理,使加工应力尽可能在精加工前释放,以保证热稳定性。加工凸模时采用 4 遍切割,切割丝的切入位置及路径要合理制定 选择夹持坯料的位置应在第一遍进刀后,工件不成悬壁状态,始终使工件受力状态良好,不影响后续加工;在坯料上打孔穿丝,加工效果较外形割入好。
(3)电火花成型加工工艺:电火花成型加工分别要制作粗、精电极。精电极用CNC数控机床加工完成,Cu-W合金电极,综合性能好,电极损耗量比紫铜电极小,在良好的排屑条件下,加工难加工材料和截面形状复杂零件;Ag-W合金电极比Cu-W合金电极性能更优,用于精密加工;石墨电极,选用损耗小、硬度大、电蚀速度快、表面粗糙度低的进口石墨。电火花加工结束前安排精规准修整,去除表面形成的硬化薄层。