异形落料凹模加工工艺的研究论文
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决定，根据型孔形状特点可分为圆形型孔凹模和异形型孔凹模两类， 加工异形型孔比加工圆形型孔在制造技术上要复杂得多,其加工质量的好坏直接影响落料件的质量和模具的使用寿命。下面以我校现代制造技术实训中心加工制造的一种异形落料凹模为例，对其加工工艺进行分析。
1 零件工艺分析
1.1 外形分析
该零件是某公司生产连接片的落料凹模，其外形为长方体，尺寸为120mm×80mm×18mm，尺寸精度为IT14，表面粗糙度为Ra0.8，上、下两面平行度为0.015mm，相邻两面要求垂直。属小型模具零件，通过普通的刨削或铣削、磨削加工即可完成。
1.2 内形分析
1.2.1 型孔与漏料孔
凹模刃口为直筒形刃口，由线段和凸、凹圆弧组成,且前后对称，属异形型孔凹模， 尺寸分别为32 +0.05 0mm、50 +0.05 0mm、R10+0.04 0 mm、R14 0 -0.04mm，加工精度都要求比较高，孔型壁表面粗糙度为Ra0.4，精加工要采用成型磨削加工或电加工。其下端设有2°斜度的漏料孔，表面粗糙度为Ra6.3，可通过铣削或电火花线切割加工实现。
1.2.2 安装及定位孔
螺钉过孔4×φ8.5、销钉孔4×φ8+0.015 0、挡料销孔φ4+0.012 0,均为通孔。其中销孔的孔径精度为IT7、表面粗糙度为Ra1.6，要求较高。螺钉过孔直接通过钻削加工完成，销孔可通过钻削、铰削，或电火花线切割加工完成。
1.3 材料及热处理分析
凹模材料为Cr12MoV，硬度为56～58HRC。Crl2MoV 钢是高耐磨微变形冷作模具钢，具有高的耐磨性和淬透性、微变形、高热稳定性、高抗弯强度，一定的韧性，但是原材料的共晶碳化物偏析严重，只有通过充分的“改锻”和热处理，才能发挥材料的良好性能，从而满足模具成型工作零件的使用性能和工艺性能要求。
综合以上分析，认为该落料凹模的结构工艺性良好，技术要求合理、可行。
2 加工工艺过程
根据我校现代制造技术实训中心现有的生产条件。
3 加工注意事项
(1)毛坯的选择。采用锻件作毛坯，通过锻造使材料内部组织细密，碳化物和流线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命。由于Cr12MoV 钢原材料供应状态大多数为棒料， 碳化物的`不均匀度≤5级，锻造时要采用三向反复镦拔工艺，把粗大的碳化物打碎，提高碳化物分布的均匀性，细化碳化物的粒度,使材料的纤维方向垂直于工作面。停锻后，埋入干燥的石棉灰中缓冷到100～150℃取出，碳化物的不均匀度级别可不大于2 级。
(2)退火的选择。为便于后续加工，锻件在冷却后,应在24～32h 内进行等温球化退火处理。经球化退火后可获得球状珠光体基体上分布着合金碳化物的组织,硬度为207～255HBS，使切削加工性能提高，也有利于后续的热处理加工。
(3)定位基准的选择。根据基准重合、基准统一又便于装夹原则，加工中，选大平面和两相互垂直侧面为精基准。
(4)因Cr12MoV 钢含有大量合金碳化物，硬度高，磨削加工较困难，平面磨削时采用单晶刚玉砂轮磨削，砂轮进给量为0.005～0.01mm,且应冷却充分，及时修整砂轮，避免产生裂纹、烧伤等现象。
(5)淬火、回火的选择。为提高模具的抗弯强度和韧度，延长模具使用寿命，采用贝氏体等温淬火和高温回火工艺。由于Cr12MoV 钢的导热性不好,为了减少热应力，先在盐浴炉中对工件进行充分预热(温度830～850℃)，再在1030℃的盐浴中加热，使一定数量的合金碳化物溶入奥氏体中，又不产生晶粒的粗化，得到适当的晶粒度，以利于随后下贝氏体的转变形成。冷却时，先在600℃左右进行3～4min 的短暂预冷， 然后进入260～280℃的等温硝盐槽中，1h 后出炉空冷至室温， 目的是为能有效减少热应力，保证等温效果。为使淬火残余应力得到有效消除，避免在线切割时开裂，提高冲击韧度，淬火后应立即在530℃的硝盐中回火，时间2h，次数2 次。
(6)为减少磁性对线切割加工的影响，落料凹模线切割加工之前需进行退磁处理。线切割加工漏料孔锥度时，稍加大峰值电流和选择大的脉冲宽度，工作液浓度适当淡一些，工作液流出时要盖住上下电极丝进丝口，流量应稍大一些，以提高加工效率。型孔线切割后要进行研磨抛光，去掉表面的变质层，研磨抛光方向应与模具受力方向平行，以降低表面粗糙度，提高模具使用寿命。
4 结束语
落料凹模作为落料模的主要工作零件，编制工艺时必须进行工艺性分析，并根据现有的生产条件制定出合理的工艺流程，制造时针对技术关键问题要采取相应的工艺措施，以保证零件加工质量、满足零件的性能和工艺性能要求，从而延长模具的使用寿命。
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