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        1. 精密機械零件加工

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          小編為您講解精密機械零部件加工有多少道工序

          發布日期:2022-03-22

          模具由多個部件組成。精密機械零部件加工的質量直接影響模具的質量,零件的最終質量由精密機械零件的加工保證。因此,控制精密機械零件的加工是非常重要的。在我國大多數模具制造商中,精密機械零件加工階段采用的方法一般是研磨、電加工和鉗工加工。在這個階段,我們應該控制許多技術參數,如零件變形、內應力、形狀公差和尺寸精度。在具體的生產實踐中,操作難度較大,但仍有許多有效的經驗和方法值得借鑒。

          精密機械零部件加工

          模具零件的加工可根據零件的外觀和形狀大致分為三類:板、異形零件和軸。其共同工藝流程大致為:粗加工-熱處理(淬火、調質)-精磨-電加工-鉗工(表面處理)-組裝加工。

          零件的熱處理過程不僅需要控制零件所需的硬度,還需要控制內應力,以確保零件加工過程中尺寸的穩定性。不同的材料有不同的處理方法。隨著近年來模具行業的發展,除了使用的材料類型增加外,還使用了更多的材料Cr12、40Cr、Cr12MoV、除硬質合金外,對于一些工作強度高、受力苛刻的凸凹模,可選用新材料粉合金鋼,如V10、ASP23等,這種材料具有較高的熱穩定性和良好的組織狀態。


          針對以Cr12MoV對于材料零件,經粗加工后淬火。淬火后,工件具有較大的保留應力,在加工或工作中容易導致精密機械零件開裂。淬火后,應趁熱回火,以消除淬火應力。淬火溫度控制在900-1020℃,然后冷卻至200-220℃空冷出爐后,迅速回爐220℃回火,這種方法被稱為硬化過程,可以獲得更高的強度和耐磨性,對以磨損為主要故障形式的模具有更好的效果。在生產中遇到一些角度較多、形狀復雜的工件時,回火不足以消除淬火應力。精密機械零件在加工前應進行應力退火或多次及時處理,以充分釋放應力。


          針對V10、APS23粉末合金鋼零件,由于能承受高溫回火,淬火時可采用二次硬化工藝,1050-1080℃淬火,再用490-520℃高溫回火多次可獲得較高的沖擊韌性和穩定性,非常適合以崩刃為主要失效形式的模具。粉末合金鋼成本高,但性能好,正在形成廣泛的應用趨勢。

          研磨機床主要有三種類型:平面研磨機、內外圓形研磨機和工具研磨機。在加工和研磨精密機械零件時,應嚴格控制研磨變形和研磨裂紋的產生。即使是非常小的裂紋也會暴露在后續的加工和使用中。因此,精磨刀應小,不應大,冷卻液應充足,尺寸公差在0.01mm盡量恒溫磨削內部零件。從計算可以看出,300mm長鋼件,溫差3℃時,材料有10.8μm左右變化,10.8=1.2×3×3(每100mm變形量1.2μm/℃),這一因素的影響應充分考慮到各精密機械零件的加工工藝。


          精磨時選擇合適的磨砂輪非常重要。根據模具鋼的高釩高鉬情況,選擇GD單晶剛玉砂輪更適用,當加工硬合金、高淬火硬度材料時,優先采用有機粘合劑金剛石砂輪,有機粘合劑砂輪自磨利性好,磨工件粗糙Ra=0.2μm,近年來,隨著新材料的應用,CBN砂輪,即立方氮化硼砂輪,在數控成型磨、坐標磨床、CNC內外圓磨床上精密機械零件的加工效果優于其他類型的砂輪。在研磨過程中,應注意及時修復砂輪,以保持砂輪的銳度。當砂輪鈍化時,會在工件表面滑動和擠壓,導致工件表面燒傷,降低強度。

          板材零件的大部分加工采用平面磨床加工,在加工過程中經常遇到長而薄的板材零件,難以加工。由于加工過程中,在磁吸附作用下,工件變形,靠近工作臺表面,取下工件后,工件會產生回復變形,厚度測量一致,但平行度不能滿足要求,解決方案可采用磁磨法,磨等高塊墊在工件下,四面塊死亡,加工小刀,多光刀,加工后,不需要墊等高塊,直接吸附加工,可提高磨削效果,滿足平行要求。


          軸部件具有旋轉面,廣泛應用于內外圓磨床和工具磨床。在加工過程中,頭架和頂部相當于母線。如果有跳動問題,加工后的工件也會產生這個問題,影響零件的質量。因此,在加工前應做好頭架和頂部的檢測工作。內孔磨削時,冷卻液應充分澆筑到磨削接觸位置,以促進磨削的順利排放。加工薄壁軸零件時,最好使用夾緊工藝臺,夾緊力不宜過大,否則工件周圍容易產生內三角形變形。


          現代模具廠不能缺少電加工,電加工可以加工各種異形、高硬度零件,分為線切割和電火花。


          慢走絲線切割加工精度±0.003mm,粗糙度Ra0.2μm。在加工開始時,首先檢查機床的狀況,檢查水的去離子度、水溫、線的垂直度、張力等因素,以確保良好的加工狀態。線切割加工是去除整個材料,破壞工件原有的應力平衡,容易引起應力集中,特別是在拐角處,所以當R<0.2(尤其是尖角)時,應向設計部門提出改進建議。矢量平移原理可用于加工過程中應力集中的處理,精密機械零件在加工前留有余量1mm左右,預致形狀,然后進行熱處理,使加工應力在精密機械零件加工前釋放,保證熱穩定性。


          在加工凸模時,應仔細考慮絲的切割位置和路徑的選擇。采用穿孔絲加工,效果最好。高精度線切割加工,通常切割四次,可以保證零件的質量。當加工錐形凹模時,根據快速高效的位置,第一次粗加工直邊,第二次錐加工,然后精密機械零件加工直邊,無需進行X段垂直加工到精密機械零件,只有精密機械零件加工刃直邊,節省時間和成本。


          電火花加工應先制作電極,電極可分為粗、精。精密機械零件加工電極需要良好的形狀符合性,最好使用CNC數控機床加工完成。紫銅電極主要用于一般鋼材加工。Cu-W合金電極具有良好的綜合性能,特別是在加工過程中,其消耗量明顯小于紫銅。結合足夠的清洗液,非常適合加工材料加工和截面形狀復雜的精密機械零件加工。在制作電極時,需要計算電極的間隙和電極數量。當大面積或重電極加工時,工件和電極夾應牢固,以確保足夠的強度,防止加工松動。在深臺階加工過程中,應注意電極損失和排水不良引起的電弧放電。


          加工過程中零件表面留下的刀痕和磨痕是應力集中的地方,是裂紋膨脹的源頭。因此,加工后,需要加強零件的表面,并通過鉗工進行拋光,以處理加工隱患。將工件的一些邊緣、銳角和孔倒鈍,R一般來說,電加工表面會產生6-10μm左右變質硬化層顏色為灰白色,硬化層酥脆,具有殘余應力。使用前應充分消除硬化層。方法是拋光表面,拋光去除硬化層。


          在磨削和電加工過程中,工件會有一定的磁化,磁力弱,很容易吸收一些小東西。因此,在組裝前,應對工件進行退磁處理,并用乙酸乙酯清洗表面。在組裝過程中,首先參考組裝圖紙,找到所有部件,然后列出各部件之間的設備順序,列出應注意的事項,然后開始組裝模具,組裝一般先安裝導柱導套,然后安裝模架和凹模,然后組裝間隙,特別是凹模間隙,組裝完成后進行模具測試,撰寫整體情況報告。對于發現的問題,可以采用逆向思維方法,即從后過程到前過程,從精密機械部件到粗加工,逐一檢查,直到找出關鍵,解決問題。


          實踐證明,良好的精密機械零部件加工工藝控制可以有效降低零件的超差和報廢,有效提高模具的一次性成功率和使用壽命。


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