異形落料凹模加工工藝的研究論文
引言
落料凹模是落料模的主要工作零件之一，落料件的尺寸是由落料凹模型孔尺寸決定，根據(jù)型孔形狀特點(diǎn)可分為圓形型孔凹模和異形型孔凹模兩類， 加工異形型孔比加工圓形型孔在制造技術(shù)上要復(fù)雜得多,其加工質(zhì)量的好壞直接影響落料件的質(zhì)量和模具的使用壽命。下面以我校現(xiàn)代制造技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心加工制造的一種異形落料凹模為例，對其加工工藝進(jìn)行分析。
1 零件工藝分析
1.1 外形分析
該零件是某公司生產(chǎn)連接片的落料凹模，其外形為長方體，尺寸為120mm×80mm×18mm，尺寸精度為IT14，表面粗糙度為Ra0.8，上、下兩面平行度為0.015mm，相鄰兩面要求垂直。屬小型模具零件，通過普通的刨削或銑削、磨削加工即可完成。
1.2 內(nèi)形分析
1.2.1 型孔與漏料孔
凹模刃口為直筒形刃口，由線段和凸、凹圓弧組成,且前后對稱，屬異形型孔凹模， 尺寸分別為32 +0.05 0mm、50 +0.05 0mm、R10+0.04 0 mm、R14 0 -0.04mm，加工精度都要求比較高，孔型壁表面粗糙度為Ra0.4，精加工要采用成型磨削加工或電加工。其下端設(shè)有2°斜度的漏料孔，表面粗糙度為Ra6.3，可通過銑削或電火花線切割加工實(shí)現(xiàn)。
1.2.2 安裝及定位孔
螺釘過孔4×φ8.5、銷釘孔4×φ8+0.015 0、擋料銷孔φ4+0.012 0,均為通孔。其中銷孔的孔徑精度為IT7、表面粗糙度為Ra1.6，要求較高。螺釘過孔直接通過鉆削加工完成，銷孔可通過鉆削、鉸削，或電火花線切割加工完成。
1.3 材料及熱處理分析
凹模材料為Cr12MoV，硬度為56～58HRC。Crl2MoV 鋼是高耐磨微變形冷作模具鋼，具有高的耐磨性和淬透性、微變形、高熱穩(wěn)定性、高抗彎強(qiáng)度，一定的韌性，但是原材料的共晶碳化物偏析嚴(yán)重，只有通過充分的“改鍛”和熱處理，才能發(fā)揮材料的良好性能，從而滿足模具成型工作零件的使用性能和工藝性能要求。
綜合以上分析，認(rèn)為該落料凹模的結(jié)構(gòu)工藝性良好，技術(shù)要求合理、可行。
2 加工工藝過程
根據(jù)我校現(xiàn)代制造技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。
3 加工注意事項(xiàng)
(1)毛坯的選擇。采用鍛件作毛坯，通過鍛造使材料內(nèi)部組織細(xì)密，碳化物和流線分布合理，從而提高模具的質(zhì)量和使用壽命。由于Cr12MoV 鋼原材料供應(yīng)狀態(tài)大多數(shù)為棒料， 碳化物的`不均勻度≤5級，鍛造時(shí)要采用三向反復(fù)鐓拔工藝，把粗大的碳化物打碎，提高碳化物分布的均勻性，細(xì)化碳化物的粒度,使材料的纖維方向垂直于工作面。停鍛后，埋入干燥的石棉灰中緩冷到100～150℃取出，碳化物的不均勻度級別可不大于2 級。
(2)退火的選擇。為便于后續(xù)加工，鍛件在冷卻后,應(yīng)在24～32h 內(nèi)進(jìn)行等溫球化退火處理。經(jīng)球化退火后可獲得球狀珠光體基體上分布著合金碳化物的組織,硬度為207～255HBS，使切削加工性能提高，也有利于后續(xù)的熱處理加工。
(3)定位基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一又便于裝夾原則，加工中，選大平面和兩相互垂直側(cè)面為精基準(zhǔn)。
(4)因Cr12MoV 鋼含有大量合金碳化物，硬度高，磨削加工較困難，平面磨削時(shí)采用單晶剛玉砂輪磨削，砂輪進(jìn)給量為0.005～0.01mm,且應(yīng)冷卻充分，及時(shí)修整砂輪，避免產(chǎn)生裂紋、燒傷等現(xiàn)象。
(5)淬火、回火的選擇。為提高模具的抗彎強(qiáng)度和韌度，延長模具使用壽命，采用貝氏體等溫淬火和高溫回火工藝。由于Cr12MoV 鋼的導(dǎo)熱性不好,為了減少熱應(yīng)力，先在鹽浴爐中對工件進(jìn)行充分預(yù)熱(溫度830～850℃)，再在1030℃的鹽浴中加熱，使一定數(shù)量的合金碳化物溶入奧氏體中，又不產(chǎn)生晶粒的粗化，得到適當(dāng)?shù)木Я６龋岳陔S后下貝氏體的轉(zhuǎn)變形成。冷卻時(shí)，先在600℃左右進(jìn)行3～4min 的短暫預(yù)冷， 然后進(jìn)入260～280℃的等溫硝鹽槽中，1h 后出爐空冷至室溫， 目的是為能有效減少熱應(yīng)力，保證等溫效果。為使淬火殘余應(yīng)力得到有效消除，避免在線切割時(shí)開裂，提高沖擊韌度，淬火后應(yīng)立即在530℃的硝鹽中回火，時(shí)間2h，次數(shù)2 次。
(6)為減少磁性對線切割加工的影響，落料凹模線切割加工之前需進(jìn)行退磁處理。線切割加工漏料孔錐度時(shí)，稍加大峰值電流和選擇大的脈沖寬度，工作液濃度適當(dāng)?shù)恍ぷ饕毫鞒鰰r(shí)要蓋住上下電極絲進(jìn)絲口，流量應(yīng)稍大一些，以提高加工效率。型孔線切割后要進(jìn)行研磨拋光，去掉表面的變質(zhì)層，研磨拋光方向應(yīng)與模具受力方向平行，以降低表面粗糙度，提高模具使用壽命。
4 結(jié)束語
落料凹模作為落料模的主要工作零件，編制工藝時(shí)必須進(jìn)行工藝性分析，并根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件制定出合理的工藝流程，制造時(shí)針對技術(shù)關(guān)鍵問題要采取相應(yīng)的工藝措施，以保證零件加工質(zhì)量、滿足零件的性能和工藝性能要求，從而延長模具的使用壽命。
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