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        精密机械零件加工

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        小编为您讲解精密机械零部件加工有多少道工序

        发布日期:2022-03-22

        模具由多个部件组成。精密机械零部件加工的质量直接影响模具的质量,零件的最终质量由精密机械零件的加工保证。因此,控制精密机械零件的加工是非常重要的。在我国大多数模具制造商中,精密机械零件加工阶段采用的方法一般是研磨、电加工和钳工加工。在这个阶段,我们应该控制许多技术参数,如零件变形、内应力、形状公差和尺寸精度。在具体的生产实践中,操作难度较大,但仍有许多有效的经验和方法值得借鉴。

        精密机械零部件加工

        模具零件的加工可根据零件的外观和形状大致分为三类:板、异形零件和轴。其共同工艺流程大致为:粗加工-热处理(淬火、调质)-精磨-电加工-钳工(表面处理)-组装加工。

        零件的热处理过程不仅需要控制零件所需的硬度,还需要控制内应力,以确保零件加工过程中尺寸的稳定性。不同的材料有不同的处理方法。随着近年来模具行业的发展,除了使用的材料类型增加外,还使用了更多的材料Cr12、40Cr、Cr12MoV、除硬质合金外,对于一些工作强度高、受力苛刻的凸凹模,可选用新材料粉合金钢,如V10、ASP23等,这种材料具有较高的热稳定性和良好的组织状态。


        针对以Cr12MoV对于材料零件,经粗加工后淬火。淬火后,工件具有较大的保留应力,在加工或工作中容易导致精密机械零件开裂。淬火后,应趁热回火,以消除淬火应力。淬火温度控制在900-1020℃,然后冷却至200-220℃空冷出炉后,迅速回炉220℃回火,这种方法被称为硬化过程,可以获得更高的强度和耐磨性,对以磨损为主要故障形式的模具有更好的效果。在生产中遇到一些角度较多、形状复杂的工件时,回火不足以消除淬火应力。精密机械零件在加工前应进行应力退火或多次及时处理,以充分释放应力。


        针对V10、APS23粉末合金钢零件,由于能承受高温回火,淬火时可采用二次硬化工艺,1050-1080℃淬火,再用490-520℃高温回火多次可获得较高的冲击韧性和稳定性,非常适合以崩刃为主要失效形式的模具。粉末合金钢成本高,但性能好,正在形成广泛的应用趋势。

        研磨机床主要有三种类型:平面研磨机、内外圆形研磨机和工具研磨机。在加工和研磨精密机械零件时,应严格控制研磨变形和研磨裂纹的产生。即使是非常小的裂纹也会暴露在后续的加工和使用中。因此,精磨刀应小,不应大,冷却液应充足,尺寸公差在0.01mm尽量恒温磨削内部零件。从计算可以看出,300mm长钢件,温差3℃时,材料有10.8μm左右变化,10.8=1.2×3×3(每100mm变形量1.2μm/℃),这一因素的影响应充分考虑到各精密机械零件的加工工艺。


        精磨时选择合适的磨砂轮非常重要。根据模具钢的高钒高钼情况,选择GD单晶刚玉砂轮更适用,当加工硬合金、高淬火硬度材料时,优先采用有机粘合剂金刚石砂轮,有机粘合剂砂轮自磨利性好,磨工件粗糙Ra=0.2μm,近年来,随着新材料的应用,CBN砂轮,即立方氮化硼砂轮,在数控成型磨、坐标磨床、CNC内外圆磨床上精密机械零件的加工效果优于其他类型的砂轮。在研磨过程中,应注意及时修复砂轮,以保持砂轮的锐度。当砂轮钝化时,会在工件表面滑动和挤压,导致工件表面烧伤,降低强度。

        板材零件的大部分加工采用平面磨床加工,在加工过程中经常遇到长而薄的板材零件,难以加工。由于加工过程中,在磁吸附作用下,工件变形,靠近工作台表面,取下工件后,工件会产生回复变形,厚度测量一致,但平行度不能满足要求,解决方案可采用磁磨法,磨等高块垫在工件下,四面块死亡,加工小刀,多光刀,加工后,不需要垫等高块,直接吸附加工,可提高磨削效果,满足平行要求。


        轴部件具有旋转面,广泛应用于内外圆磨床和工具磨床。在加工过程中,头架和顶部相当于母线。如果有跳动问题,加工后的工件也会产生这个问题,影响零件的质量。因此,在加工前应做好头架和顶部的检测工作。内孔磨削时,冷却液应充分浇筑到磨削接触位置,以促进磨削的顺利排放。加工薄壁轴零件时,最好使用夹紧工艺台,夹紧力不宜过大,否则工件周围容易产生内三角形变形。


        现代模具厂不能缺少电加工,电加工可以加工各种异形、高硬度零件,分为线切割和电火花。


        慢走丝线切割加工精度±0.003mm,粗糙度Ra0.2μm。在加工开始时,首先检查机床的状况,检查水的去离子度、水温、线的垂直度、张力等因素,以确保良好的加工状态。线切割加工是去除整个材料,破坏工件原有的应力平衡,容易引起应力集中,特别是在拐角处,所以当R<0.2(尤其是尖角)时,应向设计部门提出改进建议。矢量平移原理可用于加工过程中应力集中的处理,精密机械零件在加工前留有余量1mm左右,预致形状,然后进行热处理,使加工应力在精密机械零件加工前释放,保证热稳定性。


        在加工凸模时,应仔细考虑丝的切割位置和路径的选择。采用穿孔丝加工,效果最好。高精度线切割加工,通常切割四次,可以保证零件的质量。当加工锥形凹模时,根据快速高效的位置,第一次粗加工直边,第二次锥加工,然后精密机械零件加工直边,无需进行X段垂直加工到精密机械零件,只有精密机械零件加工刃直边,节省时间和成本。


        电火花加工应先制作电极,电极可分为粗、精。精密机械零件加工电极需要良好的形状符合性,最好使用CNC数控机床加工完成。紫铜电极主要用于一般钢材加工。Cu-W合金电极具有良好的综合性能,特别是在加工过程中,其消耗量明显小于紫铜。结合足够的清洗液,非常适合加工材料加工和截面形状复杂的精密机械零件加工。在制作电极时,需要计算电极的间隙和电极数量。当大面积或重电极加工时,工件和电极夹应牢固,以确保足够的强度,防止加工松动。在深台阶加工过程中,应注意电极损失和排水不良引起的电弧放电。


        加工过程中零件表面留下的刀痕和磨痕是应力集中的地方,是裂纹膨胀的源头。因此,加工后,需要加强零件的表面,并通过钳工进行抛光,以处理加工隐患。将工件的一些边缘、锐角和孔倒钝,R一般来说,电加工表面会产生6-10μm左右变质硬化层颜色为灰白色,硬化层酥脆,具有残余应力。使用前应充分消除硬化层。方法是抛光表面,抛光去除硬化层。


        在磨削和电加工过程中,工件会有一定的磁化,磁力弱,很容易吸收一些小东西。因此,在组装前,应对工件进行退磁处理,并用乙酸乙酯清洗表面。在组装过程中,首先参考组装图纸,找到所有部件,然后列出各部件之间的设备顺序,列出应注意的事项,然后开始组装模具,组装一般先安装导柱导套,然后安装模架和凹模,然后组装间隙,特别是凹模间隙,组装完成后进行模具测试,撰写整体情况报告。对于发现的问题,可以采用逆向思维方法,即从后过程到前过程,从精密机械部件到粗加工,逐一检查,直到找出关键,解决问题。


        实践证明,良好的精密机械零部件加工工艺控制可以有效降低零件的超差和报废,有效提高模具的一次性成功率和使用寿命。


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