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，根據型孔形狀特點可分爲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製造技術上要複雜得多,其加工質量的好壞直接影響落料件的質量和模具的使用壽命。下面以我校現代製造技術實訓中心加工製造的一種異形落料凹模爲例，對其加工工藝進行分析。

1 零件工藝分析

1.1 外形分析

該零件是某公司生產連接片的落料凹模，其外形爲長方體，尺寸爲120mm×80mm×18mm，尺寸精度爲IT14，表面粗糙度爲Ra0.8，上、下兩面平行度爲0.015mm，相鄰兩面要求垂直。屬小型模具零件，透過普通的刨削或銑削、磨削加工即可完成。

1.2 內形分析

1.2.1 型孔與漏料孔

凹模刃口爲直筒形刃口，由線段和凸、凹圓弧組成,且前後對稱，屬異形型孔凹模， 尺寸分別爲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，孔型壁表面粗糙度爲Ra0.4，精加工要採用成型磨削加工或電加工。其下端設有2°斜度的漏料孔，表面粗糙度爲Ra6.3，可透過銑削或電火花線切割加工實現。

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,均爲通孔。其中銷孔的孔徑精度爲IT7、表面粗糙度爲Ra1.6，要求較高。螺釘過孔直接透過鑽削加工完成，銷孔可透過鑽削、鉸削，或電火花線切割加工完成。

1.3 材料及熱處理分析

凹模材料爲Cr12MoV，硬度爲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、高熱穩定性、高抗彎強度，一定的'韌性，但是原材料的共晶碳化物偏析嚴重，只有透過充分的“改鍛”和熱處理，才能發揮材料的良好性能，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，認爲該落料凹模的結構工藝性良好，技術要求合理、可行。

2 加工工藝過程

根據我校現代製造技術實訓中心現有的生產條件。

3 加工注意事項

(1)毛坯的選擇。採用鍛件作毛坯，透過鍛造使材料內部組織細密，碳化物和流線分佈合理，從而提高模具的質量和使用壽命。由於Cr12MoV 鋼原材料供應狀態大多數爲棒料， 碳化物的不均勻度≤5級，鍛造時要採用三向反覆鐓拔工藝，把粗大的碳化物打碎，提高碳化物分佈的均勻性，細化碳化物的粒度,使材料的纖維方向垂直於工作面。停鍛後，埋入乾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於2 級。

(2)退火的選擇。爲便於後續加工，鍛件在冷卻後,應在24～32h 內進行等溫球化退火處理。經球化退火後可獲得球狀珠光體基體上分佈着合金碳化物的組織,硬度爲207～255HBS，使切削加工性能提高，也有利於後續的熱處理加工。

(3)定位基準的選擇。根據基準重合、基準統一又便於裝夾原則，加工中，選大平面和兩相互垂直側面爲精基準。

(4)因Cr12MoV 鋼含有大量合金碳化物，硬度高，磨削加工較困難，平面磨削時採用單晶剛玉砂輪磨削，砂輪進給量爲0.005～0.01mm,且應冷卻充分，及時修整砂輪，避免產生裂紋、燒傷等現象。

(5)淬火、回火的選擇。爲提高模具的抗彎強度和韌度，延長模具使用壽命，採用貝氏體等溫淬火和高溫回火工藝。由於Cr12MoV 鋼的導熱性不好,爲了減少熱應力，先在鹽浴爐中對工件進行充分預熱(溫度830～850℃)，再在1030℃的鹽浴中加熱，使一定數量的合金碳化物溶入奧氏體中，又不產生晶粒的粗化，得到適當的晶粒度，以利於隨後下貝氏體的轉變形成。冷卻時，先在600℃左右進行3～4min 的短暫預冷， 然後進入260～280℃的等溫硝鹽槽中，1h 後出爐空冷至室溫， 目的是爲能有效減少熱應力，保證等溫效果。爲使淬火殘餘應力得到有效消除，避免在線切割時開裂，提高衝擊韌度，淬火後應立即在530℃的硝鹽中回火，時間2h，次數2 次。

(6)爲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行退磁處理。線切割加工漏料孔錐度時，稍加大峯值電流和選擇大的脈衝寬度，工作液濃度適當淡一些，工作液流出時要蓋住上下電極絲進絲口，流量應稍大一些，以提高加工效率。型孔線切割後要進行研磨拋光，去掉表面的變質層，研磨拋光方向應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 結束語

落料凹模作爲落料模的主要工作零件，編制工藝時必須進行工藝性分析，並根據現有的生產條件制定出合理的工藝流程，製造時針對技術關鍵問題要採取相應的工藝措施，以保證零件加工質量、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。