精密模具之鋅合金壓鑄模具精加工
來源：
譽(yù)格壓鑄
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發(fā)布時(shí)間： 2022-09-15
一副鋅合金壓鑄模具是由多個(gè)模具零件組合而成的，包括流道
、頂針等等部件
、壓鑄模具的零件直接影響著模具的質(zhì)量
，所以模具零部件的精加工質(zhì)量如何
，關(guān)系重大
。
在國內(nèi)大多數(shù)的模具廠家
，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(gè)階段要控制好零件變形
，內(nèi)應(yīng)力，形狀公差及尺寸精度等許多技術(shù)參數(shù)
，在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中
，操作困難較多，但仍有許多行之有效的經(jīng)驗(yàn)方法值得借鑒
。
壓鑄模具零部件的精加工
，一個(gè)總的指導(dǎo)思想是針對不同的材質(zhì)，不同的形狀，不同的技術(shù)要求進(jìn)行適應(yīng)性加工
，它具有一定的可塑性
，可通過對加工的控制，達(dá)到好的加工效果
。
根據(jù)零件的外觀形狀不同
，大致可把零件分三類：軸類、板類與異形零件
，其共同的工藝過程大致為：粗加工→熱處理(淬火
、調(diào)質(zhì)) →精磨→電加工→鉗工(表面處理) →組配加工。
壓鑄模具零部件的熱處理工序
，在使零件獲得要求的硬度的同時(shí)
，還需對內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制，保證零件加工時(shí)尺寸的穩(wěn)定性
，不同的材質(zhì)分別有不同的處理方式
。隨著近年來模具行業(yè)的發(fā)展，使用的材料種類增多了
，對一些工作強(qiáng)度大
，受力苛刻的凸、凹模
，可選用新材料粉末合金鋼
，此類材質(zhì)具有較高的熱穩(wěn)定性和良好的組織狀態(tài)。
壓鑄模具零部件在粗加工后進(jìn)行淬火處理
，淬火后工件存在很大的存留應(yīng)力
，容易導(dǎo)致精加工或工作中開裂，零件淬火后應(yīng)趁熱回火
，消除淬火應(yīng)力
。淬火溫度控制在900-1020℃，然后冷卻至200-220℃出爐空冷
，隨后迅速回爐220℃回火
，這種方法稱為一次硬化工藝，可以獲得較高的強(qiáng)度及耐磨性
，對于以磨損為主要失效形式的模具效果較好
。生產(chǎn)中遇到一些拐角較多、形狀復(fù)雜的工件
，回火還不足以消除淬火應(yīng)力
，精加工前還需進(jìn)行去應(yīng)力退火或多次時(shí)效處理，充分釋放應(yīng)力
。
粉末合金鋼零件
，因其能承受高溫回火
，淬火時(shí)可采用二次硬化工藝，1050-1080℃淬火
，再用490-520℃高溫回火并進(jìn)行多次
，可以獲得較高的沖擊韌性及穩(wěn)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(jià)較高
，但其性能好，正在形成一種廣泛運(yùn)用趨勢
。
磨削加工采用的機(jī)床有三種主要類型：平面磨床
、內(nèi)外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時(shí)要嚴(yán)格控制磨削變形和磨削裂紋的產(chǎn)生
，即使是十分微小的裂紋
，在后續(xù)的加工使用中也會顯露出來。因此
，精磨的進(jìn)刀要小
，不能大，冷卻液要充分
，尺寸公差在0.01mm以內(nèi)的零件要盡量恒溫磨削
。由計(jì)算可知，300mm長的鋼件
，溫差3℃時(shí)
，材料有10.8μm左右的變化，10.8=1.2×3×3(每100mm變形量1.2μm/℃)
，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響
。
精磨時(shí)選擇好恰當(dāng)?shù)哪ハ魃拜喪种匾槍δ＞咪摬牡母哜C高鉬狀況
，選用GD單晶剛玉砂輪比較適用
，當(dāng)加工硬質(zhì)合金、淬火硬度高的材質(zhì)時(shí)
，優(yōu)先采用有機(jī)粘結(jié)劑的金剛石砂輪
，有機(jī)粘結(jié)劑砂輪自磨利性好，磨出的工件粗糙可達(dá)Ra=0.2μm
，近年來
，隨著新材料的應(yīng)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(shù)控成型磨，坐標(biāo)磨床
，CNC內(nèi)外圓磨床上精加工
，效果優(yōu)于其它種類砂輪。磨削加工中
，要注意及時(shí)修整砂輪
，保持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后
，會在工件表面滑擦
、擠壓，造成工件表面燒傷
，強(qiáng)度降低
。
板類零件的加工大部分采用平面磨床加工，在加工中常會遇到一種長而薄的薄板零件
，此類零件的加工較難
。因?yàn)榧庸r(shí)，在磁力的吸附作用下
，工件產(chǎn)生形變
，緊貼于工作臺表面，當(dāng)拿下工件后
，工件又會產(chǎn)生回復(fù)變形
，厚度測量一致，但平行度達(dá)不到要求
，解決的辦法可采用隔磁磨削法
，磨削時(shí)以等高塊墊在工件下面，四面擋塊抵死
，加工時(shí)小進(jìn)刀
，多光刀，加工好一面后
，可不用再墊等高塊
，直接吸附加工，這樣可改善磨削效果
，達(dá)到平行度要求
。
軸類零件具有回轉(zhuǎn)面，其加工廣泛采用內(nèi)外圓磨床及工具磨床
。加工過程中
，頭架及頂尖相當(dāng)于母線，如果其存在跳動問題
，加工出來的工件同樣會產(chǎn)生此問題
，影響零件的質(zhì)量，因此在加工前要做好頭架及頂尖的檢測工作
。進(jìn)行內(nèi)孔磨削時(shí)
，冷卻液要充分澆到磨削接觸位置
，以利于磨削的順利排出。加工薄壁軸類零件
，最好采用夾持工藝臺
，夾緊力不可過大，否則容易在工件圓周上產(chǎn)生“內(nèi)三角”變形
。
現(xiàn)代的模具工廠
，不能缺少電加工，電加工可以對各類異形
、高硬度零件進(jìn)行加工
，它分為線切割與電火花二種。
慢走絲線切割加工精度可達(dá)±0.003mm
，粗糙度Ra=0.2μm
。加工開始時(shí)，要先檢查機(jī)床的狀況
，查看水的去離子度
，水溫，絲的垂直度
，張力等各個(gè)因素
，確保良好的加工狀態(tài)。線切割加工是在一整塊材料上去除加工
，它破壞了工件原有的應(yīng)力平衡
，很容易引起應(yīng)力集中，特別是在拐角處
，因此當(dāng)R＜0.2(特別是尖角)時(shí)
，應(yīng)向設(shè)計(jì)部門提出改善建議。加工中處理應(yīng)力集中的方法
，可運(yùn)用矢量平移原理
，精加工前先留余量1mm左右，預(yù)加工出大致形狀
，然后再進(jìn)行熱處理
，讓加工應(yīng)力在精加工前先行釋放，保證熱穩(wěn)定性
。
電火花加工先要制作電極
，電極有粗、精之分
。精加工電極要求形狀符合性好
，最好用CNC數(shù)控機(jī)床加工完成。電極的材質(zhì)選擇上
，紫銅電極主要用于一般鋼件加工
。Cu-W合金電極
，綜合性能好，特別是加工過程中消耗量明顯比紫銅小
，配合足量的沖刷液
，很適合難加工材料加工及截面形狀復(fù)雜件精加工。
Ag-W合金電極比Cu-W合金電極性能更優(yōu)
，但其價(jià)格高，資源少
，一般較少采用
。制作電極時(shí)，需要計(jì)算電極的間隙量及電極數(shù)量
，當(dāng)進(jìn)行大面積或重電極加工時(shí)
，工件和電極裝夾要牢固，保證具有足夠的強(qiáng)度
，防止加工松動
。進(jìn)行深臺階加工時(shí)，對電極各處的損耗及因排液不暢引起的電弧放電
，要予以注意
。
零件表面在加工時(shí)留下刀痕、磨痕是應(yīng)力集中的地方
，是裂紋擴(kuò)展的源頭
，因此在加工結(jié)束后，需要對零件進(jìn)行表面強(qiáng)化
，通過鉗工打磨
，處理掉加工隱患。對工件的一些棱邊
、銳角
、孔口進(jìn)行倒鈍，R化
。一般地
，電加工表面會產(chǎn)生6-10μm左右的變質(zhì)硬化層，顏色呈灰白色
，硬化層脆而且?guī)в袣埩魬?yīng)力
，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光
，打磨去掉硬化層
。
在磨削加工、電加工過程中
，工件會有一定磁化
，具有微弱磁力
，十分容易吸著一些小東西，因此在組裝之前
，要對工件作退磁處理
，并用乙酸乙脂清洗表面。組裝過程中
，先參看裝配圖
，找齊各零件，然后列出各零件相互之間的裝備順序
，列出各項(xiàng)應(yīng)注意事項(xiàng)
，然后著手裝配模具，裝配一般先裝導(dǎo)柱導(dǎo)套
，然后裝模架和凸凹模
，然后再對各處間隙，特別是凸凹模間隙進(jìn)行組配調(diào)整
，裝配完成后要實(shí)施模具檢測
，寫出整體情況報(bào)告。對發(fā)現(xiàn)的問題
，可采用逆向思維法
，即從后工序向前工序，從精加工到粗加工
，逐一檢查
，直到找出癥結(jié)，解決問題
。
實(shí)踐證明
，良好的精加工過程控制，可以有效減少零件超差
、報(bào)廢
，有效提高鋅合金壓鑄模具的精密度及使用壽命。
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