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模具工作表面制造工艺过程分析

收藏本文 2024-01-24 点赞:30746 浏览:142918 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:凸模和凹模是冲裁模的主要工作零件,凸模和凹模有与制件轮廓一样形状的锋利刃口,凸模和凹模之间存在一些很小的间隙。因此,凸、凹模的加工质量直接影响到模具的使用寿命和成型制件的加工质量。文章主要分析了模具工作表面的制造工艺过程。
关键词:模具;工作表面;制造工艺
1006-8937(2012)20-0087-02
模具由各种零件组成,其制造过程包括零件的加工、钳工装配以及模具的试冲和调整。毛坯经过车、铣、刨、磨、热处理和钳工等加工,改变其形状、尺寸和材料性能,使之变为符合图样要求的零件的过程,称为工艺过程,对干同一个零件。由毛坯制成零件的途径是多种多样的,也就是说,一个零件可以有几种不同的工艺过程。工艺过程不同,则生产率、成本以及加工精度往往也有显著的差别。为了保证零件质量、提高生产率和降低成本,在制订工艺过程时,应根据零件图样的要求和工厂的实际生产条件,制订出一种最合理的工艺过程。若将其内容以一定的格式写成文件,用于指导生产,则此文件称为该零件的工艺规程。
1凸模的制造工艺过程
由于成型制件的形状各异、尺寸差别较大,因此凸模也是多种多样的,按凸模的断面形状,大致可分为圆形凸模和异形凸模两类。

1.1圆形凸模的加工工艺过程

圆形凸模加工比较容易,毛坯一般采用棒料,在车床上对棒料进行粗加工和半精加工,留有磨削余量,热处理后在外圆磨床上进行精磨,凸模的工作部分经抛光、刃磨后即可,图1为圆形凸模。

1.2异形凸模的加工工艺过程

由于异形凸模加工比较复杂,因此常采用压印锉修、刨削加工、线切割加工和成形磨削等主要工方法。
①压印锉修。压印锉修是用凹模压印制造凸模的一种钳工制造方法。在缺少专用制模设备的情况下,此法是十分有效的方法。凸模在凹模压印锉修前,根据异形凸模的形状和尺寸选用毛坯,在车床或刨床上预先加工出凸模毛坯的各面,在铣床上按照划线轮廓粗铣凸模的工作表面,并留有压印后的锉修余量(0.15~0.25),最后用凹模压印锉修而成。
压印时,在压力机上将未淬火的凸模压入已淬硬的成形凹模内,凸模上的多余金属由于压力的作用被凹

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模挤出,凸模上出现凹模压痕,再根据压痕将多余的金属锉去。经过反复多次,直到凸模刃口达到所要求的尺寸为止。压印结束后,再按照图样的要求间隙锉小凸模,并留有0.01~0.02mm(双面)的钳工研磨余量,热处理后,钳工研磨凸模工作表面,直到间隙合适。
在利用四模压印时,要注意凹模刃口的上下平面要磨平,并将压印凹模和凸模坏料进行退磁处理,避免其碎铁屑附在刃口上,造成刃口划伤,影响压印质量;为减少压印摩擦和提高凸模表面质量,压印凹模工作刀口表面质量要求较高,表面粗糙度值Ra小于0.4 μm,在压印前凸模及凹模表面上应涂一层少量的硫酸铜。在进行压印的时候,要将凸模正确地放在凹模刃口内,使四周余垦分布均匀,压印凹模表而与凸模中主线垂直后方能进行挤压。压印最好选用手扳动压力机和油压机,越次压印压痕不宜过深,首次压印控制在0.2 mm内,以后可逐渐增加到0.5~1.5 mm,每次庄印后,可根据压印印痕进行锉修,锉修时不允许碰到已压光的表面。锉修后留下的余量要均匀,以免下次压印时产生不必要的偏斜。压印加工适于无间隙冲裁模的加工,它的主要问题是对人工操作水平要求较高,生产率低,模具精度受热处理影响。
②刨削加工。刨削加工主要用于加工模具零件的外形平面和曲面,加工尺寸精度可达0.05 mm,表面粗糙度Ra可达

1.6~6.3 μm。刨削后需经热处理淬硬,一般都留有精加工余量。

刨削加工工艺过程如下:
第一,刨削前准备。按尺寸锻造成为毛坯,留合适的加工余量,并根据凸模所用的材料进行适当的退火、正火或调质处理。准备好所用的量具、刀具及样板,安装、调整好所用的夹具。
第二,刨削过程。用机用虎钳装夹,刨削坯料两平面,保证两平面的平行度,使厚度尺寸达到尺寸要求。留0.02mm的余量;刨削坯料两侧面及圆弧,保证圆弧与两平面圆滑过渡,并刨削两端面,使坯料宽度、高度达尺寸要求,留0.02 mm的单边余量。用专业夹具装夹,刨削两斜面,留0.02 mm余量,用圆弧刨刀刨削圆弧,保证与两平面圆滑过渡。

三、热处理。按热处理工艺进行,淬火硬度58~62HRC,并进行低温回火。

四、研磨。研磨凸模侧面及刃口,保证尺寸精度和表面粗糙度达到设计要求。

五、检验。测量各部分尺寸,检验圆弧R和硬度。

刨削加工过程中,凸模要牢固地夹紧在刨床的工作台或夹具中,不准松动。每次的进给量要适当,当快加工到所需要的尺寸时要格外小心,防止划伤已加工表面。在刨削的过程中,要用测量工具、样板等随时进行检验,并根据加工余量调整刀具,以保证刨削质量。
③电火花线切割加工特别是自动化编程软件的使用,不仅电火花线切割加工在模具生产中广泛应用,数控加工编程使其生产成本大大降低,而且还提高了模具生产质量。凸模若采用线切割加工,首先长度尺寸不应超过线切割机床的加工范围,形状应该设计成直通形式。使用线切割加工的生产过程是:准备工件,确定加工路线,装夹工件,穿丝等工作。
④成形磨削。成形磨削的凸模尺寸精度高、质量好,磨削精度不受热处理的影响生产率高。所以是凸模加工的有效方法。
2凹模的制造工艺过程
凹模作为模具中的另一个重要零件,由于凹模的结构不同于凸模,所以它的加工与凸模相比有所不同:
①孔系位置精度高。在多孔冲裁模或级进模中,凹模上有一系列孔,凹模孔系位置精度通常要求在±(0.01~0.02) mm以上,这给孔的加工带来困难。
②孔与外形位置精度高。凹模在镗孔时,孔与外形有一定的位置精度要求,加工时,要求确定基准,并准确确定孔的中心位置,这给加工带来很大难度。
③刃具的材料、精度要求高凹模内孔加工的尺寸往往直接取决于刃具的尺寸,因此,刃具的尺寸精度、刚性及磨损将直接影响内孔的加工精度。
④加工条件影响大凹模加工时,切削区在工件内部,排屑、散热条件差,加工精度和表面质量不容易控制。
凹模分单个圆形型孔、系列圆形型孔和非圆形型孔的加工。

2.1单个圆形型孔的加工

单个圆形型孔的加工比较容易。当凹模型孔直径小于5 mm时,应先钻孔,后铰孔,热处理后磨削顶面和底面,用砂布抛光型孔;当型孔直径大于5 mm时,利用钻孔、镗孔对型孔进行粗加工,经热处理淬火、回火后,利用磨床对型孔进行精加工,磨削后,孔表面粗糙度可达Ra=0.2~0.8 μm,精度可达IT5~IT6。

2.2系列圆形型孔的加工

加工多个型孔时,可利用立式铣床进行。加工时,直接利用工作台上的纵、横向位。凹模型孔为一系列圆孔时,由于对孔间的位置精度要求高,所以要比单个圆形型孔的加工困难许多。加工圆形孔系,用坐标镗床可加工有高精度位置要求的系列型孔。也可以在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。也可心在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。

2.3非圆形型孔的加工

非圆形型孔的加工、精加上方法有锉削、压印锉修、线切割和电火花加工等形式。
3结语
凸模和凹模是冷冲模的主要零件,其技术要求较高。制造时应注意保证质量。由于凸模和凹模的形状是多种多样的,各工厂的生产条件也各不相同,因此,不可能列出适合于任何形状的凸模和凹模的工艺过程。
参考文献:
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