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有关精密模具的制造方法


精密模具制造是一复杂的系统工程,从订单的签订到合格模具交付客户过程的每个环节,须进行全面控制;而精密模具的工作零件制造精度直接影响成型产品精度,要采用合理的工艺方法控制工作零件的加工过程,以保证模具具有高精度。

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、精密磨削加工控制磨削是精密模具加工的关键工序。精加工磨削要严格控制磨削变形和磨削裂纹的出现,甚至要控制工件表面的显微裂纹。制订精密磨削工艺时要考虑以下几方面。

(1)选择磨削砂轮:针对模具材料的高钨、高钒、高钼、高合金,高硬度的特点,可选用PA铬钢玉砂轮和GC绿碳化硅砂轮;当加工硬质合金、淬火硬度很高的材质时,采用有机粘结剂的金刚石砂轮,有机粘结剂砂轮自磨利性好,磨出的工件精度在IT5以上,粗糙度可达Ra=0.16μm的要求。

CBN立方氮化硼砂轮用在数控成型磨床、坐标磨床、CNC内外圆磨床上进行精加工,效果优于其它种类砂轮。磨削加工中要及时修整砂轮,保持砂轮的锐利,当砂轮钝化后会在工件表面滑擦、刻划、挤压,造成工件表面烧伤、显微裂痕或产生沟槽,影响加工精度。

(2)进刀量选择:精密磨削的进刀量要小,磨削中冷却要充分,尽量选择冷却液介质,加工余量在0.01mm内的零件要恒温磨削。

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