模具制造精度控制的研究


    模具制造精度控制的研究 摘要 控制模具加工的精度,主要是指加工中,选择合适的生产工艺,控制加工刀、选择合适的加工机床,形成整体加工控制流程。在一般情况下,经常运用的加工工具有:控制加工工艺、控制加工刀具、控制加工程序,并确保在模具精加工阶段控制好零件的尺寸精度、形位公差、内应力等技术参数,促进模具加工工艺向着精细化方向发展。模具生产过程中,只有提高模具的加工精度,才能提升其整体使用性能,本文主要介模具加工过程中需要注意的要点,以及引发其精度失准的因素,最终提出具体的解决方案。 关键词:模具;制造;精度 目录 1引言 1 2模具加工精密度控制的重点以及提升加工精密度的方法 1 2.1模具加工精密度控制的重点 1 2.1.1合理选择机械模具加工工艺 1 2.1.2合理选择机械模具加工器械 1 2.1.3优化不同结构的机械模具加工的精度控制手段 2 2.2提升加工精密度的方法 2 2.2.1提升加工精密度的影响因素 2 2.2.2提升加工精密度的具体方法 2 3模具制造精度控制 3 3.1粗加工阶段 3 3.2热处理阶段 3 3.3工件精磨阶段 4 3.4电加工阶段 4 3.5组配加工阶段 5 3.6零件热处理 5 3.7零件精磨 6 总结 6 参考文献 7 1引言 所谓机械模具加工的精度控制,指的就是在进行机械模具加工的过程中,通过对于机械模具加工的生产工艺的选择、对机械模具加工的加工刀具的选择的有效控制,形成对机械模具加工的加工形状的精确控制过程。一般情况下,常用的机械模具加工精度控制主要包括有对机械模具加工加工工艺的控制、对机械模具加工刀具的控制、对机械模具加工加工程序的控制,实现对于机械模具加工加工精度的提升。 2模具加工精密度控制的重点以及提升加工精密度的方法 一般而言,模具加工精密度是非常重要的,对模具的质量和性能有着直接影响。在模具的生产加工过程中,通过对模具生产工艺的合理选择、对模具加工刀具的有效控制、对模具形状形成的有力控制,可提升模具的加工精密度,从而提升其工作性能。 2.1模具加工精密度控制的重点 2.1.1合理选择机械模具加工工艺   在进行机械模具加工精度的控制过程中,可以针对机械模具加工的实际需要,进行对于机械模具加工工艺的选择,从不同的机械加工工艺类型中筛选出最适合机械模具加工的加工工艺。截至目前为止,广泛使用的机械模具加工工艺已经包含有车工加工工艺、钳工加工工艺、冲压加工工艺等技术手段。这些机械加工工艺在应用到机械模具加工的过程中,具备着自身独特的加工特点,对机械模具加工的精度的影响也存在着极大的干扰作用。因此,要根据机械模具加工的实际需要,不断进行机械模具加工工艺的优化,促进机械模具加工精度的提升。 2.1.2合理选择机械模具加工器械   机械模具加工过程所使用到的加工器械数目相对较多。具体的来说,在进行机械模具加工过程中,所采用的机械模具加工器械是各不相同的。例如,在使用锻工加工工艺进行机械模具加工的过程中,为了有效提升机械模具加工的精度,就会使用到装出炉夹钳等设备,这些设备的选型将直接的关系到机械模具加工的加工精度控制过程。在使用钳工加工工艺进行机械模具加工的过程中,则会使用到锉刀等设备,这些设备的选型也将对机械模 具加工的精度形成有效控制。为了有效的保证机械模具加工的精度的有效提升,就需要对使用的加工器械进行有效处理,促进机械模具加工精度的提升。 2.1.3优化不同结构的机械模具加工的精度控制手段   在进行机械模具加工的过程中,所要进行加工生产的机械模具类型是多种多样的,既包括有柱形的机械模具加工过程,也包括锥形机械模具加工过程,不规则形状机械模具加工也时有出现。在进行机械模具加工生产的过程中,机械模具加工所使用的加工原材料也是不相同的。针对这样的情况,在进行机械模具加工生产的过程中,要充分的注意到机械模具加工生产的实际需求,促进机械模具加工效率的提升。 2.2提升加工精密度的方法 由于影响加工精密度的因素较多,因此在提升模具加工精密度时,一定要从实际出发,采取具有实际意义的解决对策。 2.2.1提升加工精密度的影响因素 为了优化模具的加工精密度,提升加工质量,需要探究在提升加工精密度过程中的影响因素以及可能存在的问题。 经过大量的文献研究和实地调查研究发现,在提升模具加工精密度的过程中,一般存在以下影响因素: (1)机床的操作编程存在问题,导致加工失误、模具的加工器械存在缺陷等。 (2)人为操作失误影响模具的加工精密度。 (3)加工器械选择不当,则会引发精密度下降的问题。 2.2.2提升加工精密度的具体方法 新形势下,必须创新工作思路,采用科学技术和严格的管理制度来提升模具的加工精密度。具体可从以下四个方面入手: ①完善模具加工手段和方法,防止意外情况发生; ②选取精良的加工器械; ③优化数控机床的技术控制,加工模具加工精密度的控制力度; ④优化人力资源配置,提升工作人员的专业素养。 随着社会的发展,市场对产品的工作性能和质量有了更高的要求,在模具加工精密度方面的要求也越来越高。因此,各生产企业应高度重视模具加工精密的提升问题,优化内部管理,提升加工技术水平,从而最大限度地提升模具的加工精密度 3模具制造精度控制 3.1粗加工阶段 粗加工阶段的精度控制对整个模具制造精度控制有基础性作用,为此,对不同的选材,在粗加工的时候应该利用不同的刀具、加工参数。金属切削性能和碳含量负相关,一般来说,硬度是金属切削性能的重要表现。钢越硬加工难度就越大,金属的切削性能和钢的种类存在很大联系,一般来说在铸件和锻件表面很难进行加工。正是因为如此,我们才需要利用不同的刀具、加工参数来对材料进行加工。硬度最高为330—440的材料我们可以利用高速工具钢加工;硬度最高位45HRC的材料,我们可以用高速钢+钛化氮涂层来进行加工;最高硬度为65-70HRC的材料,则需要利用硬质合金、立方氮化硼、陶瓷以及金属陶瓷来进行加工。浅切削是我们利用高速铣精加工淬硬模具钢时需要遵守的原则,一般来说,深度在0.2/0.2mm。为每一个工序中的道具均匀分布加工余量是切削过程中需要完成的重要目标,为此,在加工的过程中应该使用不同直径的道具,一般是从大到小来进行精加工,避免切削道具过大弯曲。为了对道具刃口的形状进行确认,我们需要对模具的最终形状进行了解,以保证高精度。高速切削还有一种常用方法就是恒定材料加工余量,利用这样方法能够减少产生的热量和残余应力,避免零部件变形的情况发生。 3.2热处理阶段 要更好地完成热处理控制,不但需要控制对内应力,还需要保证要求硬度,确保零件加工尺寸稳定性,用不同的处理方法对不同材料进行处理。近年来,使用的材料增多,除了硬质合金、Cr12、Cr12MoV,诸如V10等新材料也产生,要求不同的模具,都可以被开发出来。以Cr12MoV为例,经过粗加工阶段的处理之后,对其进行淬火处理,这时候工件的存留应力仍然较大,这样很容易出现开裂等状况,为此应该趁热回火,及时将应力消除。我们应该确保淬火的温度在950-1020℃,当温度降到200-220℃的时候出炉空冷,之后迅速回炉220℃回火,我们将其称为一次硬化工艺。这样就能确保强度和耐磨性,对于那些 磨损实效的模具比较适用。在实际的生产过程中,存在一些拐角较多、形状复杂的工件,淬火应力经过回火仍旧不能很好地将其消除,为此,在对其进行精加工之前需要将应力进行及时释放。 3.3工件精磨阶段 相较于普通切削,磨削表面平整度更好,随着砂轮、轴承结构的改进,磨削水平有了较大的提升,这样就能更好地控制粗糙度。实际的生产中,磨床主轴振动和磨粒切削刃高度差是导致表面微观不平的主因,当这些方面都得到很好地解决之后,微观表面平整度与理论值更加接近。砂轮和工件位置的变化会直接影响到磨削精度,为此我们应该对生产中这些影响因素进行分析、总结,主要包括磨床及工件的弹性变形、砂轮磨损引起砂轮形状变化等。工艺的弹性形变是导致微观平整度偏大的主要原因,一般来说,径向磨削力比较大,这样就会引起弹性形变,对砂轮切削深度产生影响,故而我们应该重视机床调整量的作用。在实际的生产中,多次“无火花”磨削是必不可少的。磨削精度的另一个重要影响因素就是热变形问题,为了减少热变形,可以从两个方面着手:一个是减少磨削热,另一个方面是加速磨削热的传出。 3.4电加工阶段 电加工是现代模具生产不可或缺的部分,对各类异形、高硬度零件加工也可以利用这种方式,具体来说,其主要包括电火花线切割与电火花加工两种方式。为此,我们需要对这两种方式进行深入分析:其一,电火花线切割,工件热处理之后,我们一般会进行线切割加工。然而我们需要考虑到材料残余应力对加工精度的影响,为此,就需要选择锻造性好、淬透性好的材料,对切割路线的选择也需要斟酌。其二,电火花,放电间隙大小、二次放电等因素都会对电火花加工精度造成很大影响。我们需要对避免或减少这些因素的影响,在电花加工的时候,工件与工具电极间存在放电间隙,我们应该沿加工轮相差一个放电间隙,以保证加工的精度。加工过程中,工件和电极都会受到电腐蚀损耗。将电极的形状和尺寸复制到工件是电火花加工重要的功用,若是存在损耗的话则会对工件产生直接影响。为此,可以贯穿型孔,以对电极的损耗进行补偿。二次放电实际上一种非正常的放电,其对电火花加工形状精度会产生很大影响,为此,在电火花成形的时候,可以让电极在水 平面内做圆周平移运动。 3.5组配加工阶段 对零件表面进行钳工处理是组配之前需要完成的工作,零件裂纹扩展的源头是刀痕、裂痕比较集中的地方,为此,在加工结束后,需要通过钳工打磨,将存在的隐患进行加工处理,对零件进行表面强化。工件的一些菱边、孔口要进行倒钝。在电加工阶段往往会产生一定的变质樱花层,其不但质脆,且有应力残留,为此需要将硬化层消除,一般来说我们对硬化层进行抛光处理。磨削加工、电加工的时候,会出现磁化的现象,在组装之前,需要进行退磁处理,用乙酸乙酯清洗表面。组装过程应该严格根据装配图进行,确保零部件的装配顺序,注重重点的环节和关键步骤,按部就班地完成组配工作。 模具的质量在很大程度上由零件的质量决定,为了保证模具的质量,就需要保证模具零件的制造精度,对其进行有效地控制。从当前的情况来看,模具零件制造包括诸多流程,不但有粗加工、热处理、精磨,还包括电加工、组配加工等。本文对当前模具零件制造的各个阶段的精度控制进行了分析,以期加深人们对模具制造精度控制的了解,进一步推进模具制造工业的发展。 3.6零件热处理 零件在经过热处理后,需要进行特种加工,所以不但对零件的硬度有更高的要求,同时也要控制零件的内应力,这是确保零件加工尺寸稳定性的最好方法。因而需要选择材料性能稳定、变形量小、淬透性好的材料,比如可以选择CrWMn、Cr12、40Cr、Cr12MoV这类合金工具钢[3]。粗加工后进行淬火处理,经过淬火后零件还会保留比较大的应力,由于应力是外在物体受到客观环境影响引发的变化,主要表现为物体内在两种力间的内作用力,这样的内作用力还是要保持物体原有的状态,因而会用自己的内作用力作用于零件。这种原始的作用力很强烈,会让精加工的零件在两种作用力的相互制衡下开裂,因而零件预先热处理最好选用球化退火工艺,这样才能获得稳定性好、物质分数均匀的晶粒;淬火工艺一定注意在热量没有消退后马上回火,这样有助于消除淬火的应力,保障零件的整体稳定性和精度,同时能够确保将应力控制在特定的范围内,避免应力恢复原形的力量拉伸,影响模具加工的精度。 3.7零件精磨 平面磨床、内外圆磨床、无心磨床等是零件精磨中常见的机床,常用的磨削方法有:成型砂轮磨削法、夹具磨削法。由于磨削需要物体之间互相碰撞,产生热量,从而使磨削形变,这会让模具的表面出现不同程度的变形或者磨削裂纹,通常情况下,这种形变通过肉眼观察不到,但是这类小的误差会对后续的特种加工产生较大的影响。所以精磨的时候要控制砂轮的摩擦频率和进给量,并准备充足的冷却液,另外需要根据不同的材质,选择合适的精磨工具。磨削平板类零件由于要保持工件平行度,可以采用垫等高块为标准进行磨削。另外在磨削轴类零件时,要注意回转部位产生的圆跳动超差,为避免这一误差,需要注意浇口的点数、整体的布局形式、还有位置呈现方式。保障各个关键点像对应,平衡,确保浇筑过程中的高温、低压,这样才能有效提高模具加工的精度。 总结 综上所述,为了有效的控制好机械模具加工精度,就需要充分的结合机械模具加工过程的实际特点,从机械模具加工专业技能、机械模具加工器械优化、机械模具加工编码参数的设计等几个方面入手,总结出促进机械模具加工精度提升的方法,切实保证机械模具加工过程的精度控制。 参考文献 [1]王巍,金文瀚,沙菲尤,海拉尔.旋压模具制造精度测量方法研究[J].制造技术与机床,2018(05):84-88. 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    文档贡献者

    王旺今朝

    贡献于2020-08-26

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