您好,歡迎進入臨沂魯順精密模具有限公司官方網站

金盛刮刮乐:磨削加工對模具壽命的影響需引起重視

來源:    發布時間:2017-09-30 17:25:05    瀏覽量:

彩票刮刮乐5元 www.pchmon.com.cn

模具制造是模具設計的延續,是驗證設計正確性的過程。在現代模具生產中采用了先進、高效、高精密機床和自動化生產技術。磨削加工工作量將占模具總的制造工時的25%~45%。我國模具工業發展到

今天取得了巨大的進步,但仍然與國外先進水平有較大的差距。模具制造的成品質量與模具制造精度密切相關,特別是與模具型腔面的精度和表面粗糙度有著密切關系。

  實際生產中,影響模具失效的因素有:

 ?、倌>囈峁?

 ?、諛>卟牧?

 ?、劾淙燃庸さ鬧圃旃ひ?鍛造、熱處理、切削加工、磨削加工、電加工等);

 ?、苣>吖ぷ魈跫?。要提高模具壽命,必須對導致模具損傷的原因及各種影響因素進行認真分析,制定克服的辦法和措施。

  目前,在國際上有兩種模具制造工藝路線:一是以提高機械加工與電加工的精度與質量,使手工精加工的工作量降到最低,如高精密機床和高速成型銑床及其加工工藝的發展,為這條工藝路線的發

展奠定基礎。二是側重精加工中的拋光和研磨工藝,其加工工時,與機械加工、電火花加工時間幾乎相等。一副模具是由眾多的零件組配而成,零件的質量直接影響著模具的質量,而零件的最終質量又

是由精加工來保證的。在國內大多數的模具制造企業,精加工階段采用的方法一般是磨削、電加工及鉗工處理。

  磨削加工對模具壽命的影響未引起人們的充分重視,由于不正確的磨削工藝,造成工件表面燒傷、磨削裂紋、磨削痕及產生磨削應力,致使后續工序及模具在服役期間的機械疲勞、冷熱疲勞產生裂

紋的萌生源,嚴重影響模具的使用壽命。

  1、模具的磨削加工

  磨削過程的實質是工件被磨削了金屬表層,在無數磨粒瞬間的擠壓、磨擦作用下產生變形,而后轉為磨屑,并形成光潔表面的過程。磨削的全過程表現為力和熱的作用。

 ?、僭諛ハ鞴討?,加工表面在切削熱作用下產生熱膨脹,此時基體金屬溫度較低,因此,表面產生熱壓應力。當磨削結束時,工件表面溫度降低,由于表面已產生熱態塑性變形并受到基體的限制,

故而表面產生殘余拉應力,里層產生殘余壓應力。(TOOLOX工具鋼具有高強度和低內應力且形態尺寸穩定的特點,很容易進行磨削加工。)

 ?、諛ハ魘?,砂輪與工件為弧面接觸,砂輪切削時工件產生塑性變形及砂輪與工件間劇烈的摩擦阻力,從而在砂輪與工件間形成大小相等,方向相反的磨削力,同時由于表層材料塑性變形時使工件材

料內部金屬分子之間產生相對位移,形成內摩擦而發熱,砂輪和工件之間外摩擦也產生熱量,這種磨削熱在磨削區會產生局部瞬時達 1000℃的高溫,而砂輪是不易傳熱的,所以80%的熱傳入工件和磨屑

,而金屬在固態下隨溫度的改變由一種晶格轉變為另一種晶格,發生金相組織的轉變,在磨削淬硬鋼時,冷卻充分,表面層產生二次淬火,部分殘余奧氏體轉變為馬氏體,而馬氏體比容較大,比容增加

,表面產生壓應力,如果磨削冷卻不好,或不用冷卻液,表面產生回火,發生馬氏體轉變,表面產生拉應力(如γFe轉變為α-Fe時鐵的體積會膨脹1%,),這些應力(殘余應力可達到500~1000 MPa),如

果超過材料的屈服極限時,便產生磨削裂紋,另外熱處理淬火后模具未立即回火,淬火溫度過高,有網狀碳化,回火后未回火的馬氏體或殘余奧氏體過多,在磨削時都會產生相變,發生應力使工件表層

產生裂紋。磨削裂紋是一種很細的表面裂紋,磨削裂紋形態一般有3種:平行線條狀、網絡龜裂狀、八字形裂紋。裂紋的發生方向和模具形狀有關,裂紋的發展方向和砂輪在工件表面磨削方向有關,其深

度在0.03 mm以內。

 ?、勰ハ魘?,砂輪不鋒利,進刀量大,冷卻不良等使工件表面產生的溫度達300℃,引起工件表面發生燒傷現象。

  2、減少磨削加工缺陷的措施

 ?、俸俠硌≡衲ハ饔昧?,采用徑向進給量較小的精磨方法甚至精細磨削。如適當減少徑向進給量及砂輪速度、增大軸向進給量,使砂輪與工件接觸面積減少,散熱條件得到改善,從而有效地控制表層

溫度的提高。

 ?、諍俠硌≡窈托拚奧?,采用白剛玉的砂輪較好,它的性能硬而脆,且易產生新的切削刃,因此切削力小,磨削熱較小,在粒度上使用中等粒度,如46~60目較好,在砂輪硬度上采用中軟和軟(ZR1

、ZR2和R1、R2),即粗粒度、低硬度的砂輪,自勵性好可降低切削熱。精磨時選擇適當的砂輪十分重要,針對模具鋼材的高釩高鉬狀況,選用GD單晶剛玉砂輪比較適合,當加工硬質合金、淬火硬度高的

材料時,優先采用有機粘結劑的金剛石砂輪,有機粘結劑砂輪自磨性好,磨出的工件粗糙度可達Ra0.2μm,近年來,隨著新材料的應用,CBN(立方氮化硼)砂輪顯示出十分好的加工效果,在數控成型磨床

、坐標磨床、CNC內外圓磨床上精加工,效果優于其它種類砂輪。在磨削加工中,要注意及時修整砂輪,保持砂輪的銳利,當砂輪鈍化后,會在工件表面滑擦、擠壓,造成工件表面燒傷,強度降低。

 ?、酆俠硎褂美淙慈蠡?,發揮冷卻、洗滌、潤滑的三大作用,保持冷卻潤滑清潔,從而控制磨削熱在允許范圍內,以防止工件熱變形。改善磨削時的冷卻條件,如采用浸油砂輪或內冷卻砂輪等措施

。將切削液引入砂輪的中心,切削液可直接進入磨削區,發揮有效的冷卻作用,防止工件表面燒傷。

 ?、芙卻硨蟮拇慊鷯α檔偷階畹拖薅?,因為淬火應力、網狀碳化組織在磨削力的作用下,組織產生相變極易使工件產生裂紋。對于高精度模具為了消除磨削的殘余應力,在磨削后應進行低溫時

效處理以提高韌性。

 ?、菹ハ饔ασ部山>咴?60~315℃鹽浴中浸1.5 min,然后在30℃油中冷卻,這樣硬度可下降1HRC,殘留應力降低40%~65%。

 ?、薅雜誄嘰綣鈐?.01 mm以內的精密模具的精密磨削要注意環境溫度的影響,要求恒溫磨削。由計算可知,300 mm長的鋼件,溫差3℃時,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。

 ?、卟捎玫緗餑ハ骷庸?,改善模具制造精度和表面質量。電解磨削時,砂輪刮除氧化膜:而不是磨削金屬,因而磨削力小,磨削熱也小,不會產生磨削毛刺、裂紋、燒傷等現象,一般表面粗糙度可優于

Ra0.16μm;另外,砂輪的磨損置小,如磨削硬質合金,碳化硅砂輪的磨損量大約為磨削掉的硬質合金重量的400%~600%,用電解磨削時,砂輪的磨損量只有硬質合金磨除量的50%~100%。