一種精密鋁合金模具的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模具的加工方法，特別涉及一種精密鋁合金模具的加工方法，屬模具加工【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明通過對模具材料進(jìn)行粗車加工，完成工藝孔、銷釘孔、絲錐、螺栓孔的加工；然后進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理；然后進(jìn)行上模、下模裝配，完成止口和定位銷的配合，用緊固螺栓擰緊；然后進(jìn)行定位基準(zhǔn)孔的加工，孔的表面粗糙度應(yīng)高于Ra0.8；上模模芯采用鑲嵌焊接的方式加工；模芯芯桿采用外圓磨的方式加工，模芯芯頭采用線切割加工成型，模芯加工完成后插入上模鑲嵌孔中采用氬弧焊在后端焊接固定；下模?？撞捎镁€切割加工，?？椎奈恢糜啥ㄎ换鶞?zhǔn)孔確定；完成尺寸、形位、表面質(zhì)量的檢測。本發(fā)明模具加工精度高、可操作性強(qiáng)、工藝流程短、成本低，適合小批量供貨生產(chǎn)。
【專利說明】一種精密鋁合金模具的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模具的加工方法，特別涉及一種精密鋁合金模具的加工方法，屬模具加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]精密鋁合金分流組合模具是模具加工中難度較高的一種，其對?？椎谋砻尜|(zhì)量、模孔的尺寸精度和上下模的裝配精度均有很高的要求，加工難度特別大。
[0003]傳統(tǒng)的分流組合模加工工藝流程:毛坯加工一調(diào)質(zhì)一上、下模配合一電火花套打加工(粗、精)一絎磨拋光一表面硬化一成品檢驗(yàn)。該加工方法對于簡單結(jié)構(gòu)的分流組合模比較適用，而對斷面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精細(xì)的模具則很難保證。主要受電極加工精度、套打加工時(shí)的定位精度、平動量的控制的影響較大，加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)電極定位不準(zhǔn)確、電極燒損、加工參數(shù)不好控制，往往導(dǎo)致尺寸精度低、表面質(zhì)量差、加工周期長等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種精密鋁合金模具的加工方法，避免了傳統(tǒng)模具加工方法存在的配合精度、加工精度控制難度大的問題，該方法尤其適合于斷面復(fù)雜的精密模具和規(guī)格小、擠壓比大的需要一模多出的分流組合模具的加工。
[0005]一種精密鋁合金模具的加工方法，其具體步驟如下:
[0006](I)對模具材料進(jìn)行粗車加工，完成工藝孔、銷釘孔、絲錐、螺栓孔的加工，得到模具坯料；
[0007]( 2 )對步驟(I)中的模具坯料進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理；
[0008](3)進(jìn)行上模、下模裝配，完成止口和定位銷的配合，最后用緊固螺栓擰緊；
[0009](4)對配合后的模具進(jìn)行定位基準(zhǔn)孔的加工，孔的表面粗糙度應(yīng)高于Ra0.8 ；
[0010](5)上模模芯采用鑲嵌焊接的方式加工，模芯芯桿采用外圓磨的方式加工，模芯芯頭采用線切割加工成型，模芯加工完成后插入上模鑲嵌孔中采用氬弧焊在后端焊接固定；
[0011](6)下模?？撞捎镁€切割加工，?？椎奈恢糜啥ㄎ换鶞?zhǔn)孔確定；
[0012](7)完成尺寸、形位、表面質(zhì)量的檢測。
[0013]所述模具材料為4Cr5MoSiVl、3Cr2W8V熱模具鋼。
[0014]步驟(4)上模、下模裝配完成后采用慢走絲線切割設(shè)備完成定位基準(zhǔn)孔，作為后續(xù)加工中模芯鑲嵌孔和模孔的定位基準(zhǔn)，以保證模芯和模孔的同心度。
[0015]步驟(5)上模模芯采用慢走絲線切割的方法進(jìn)行加工，模芯芯桿采用車削和外圓磨的方式加工，模芯加工完成后插入上模的模芯孔中，在后端用氬弧焊焊接固定。
[0016]步驟(6)下模?？椎募庸げ捎蒙夏！⑾履Ｅ浜虾蟮恼w切割孔進(jìn)行定位，定位后采用慢走絲線切割完成模孔的加工。
[0017]采用本發(fā)明方法加工的模具適用于包括純鋁和6XXX系鋁合金等低強(qiáng)度精密空心型材的生產(chǎn)。[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明有效的避免了傳統(tǒng)模具加工方法中的加工工藝流程長、定位難度大、復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具尺寸控制難度大的問題，該方法加工的模具尺寸公差可以控制在±0.02 mm以內(nèi)，上下模配合公差可以控制在0.03 mm以內(nèi)，根據(jù)模具的難易程度可以縮短生產(chǎn)周期2~3天。本發(fā)明的精密鋁合金擠壓用分流組合模的加工方法有效避免了鋁合金精密型材模具加工中的加工精度低、定位難度大的問題，具有可操作性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為實(shí)施例1模具所加工的圓管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為實(shí)施例1模具結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2a為上模俯視圖，圖2b為上模剖面圖，圖2c為下模俯視圖，圖2d為下模剖面圖；
[0022]圖3為實(shí)施例2模具所加工的單孔槽道管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為實(shí)施例2模具結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖4a為上模俯視圖，圖4b為上模剖面圖，圖4c為下模俯視圖，圖4d為下模剖面圖；
[0024] 圖5為實(shí)施例3模具所加工的三孔槽道管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為實(shí)施例3模具結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖6a為上模俯視圖，圖6b為上模剖面圖，圖6c為下模俯視圖，圖6d為下模剖面圖；
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明提供了一種精密鋁合金模具的加工方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]欲加工6063鋁合金厚壁圓管產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示，尺寸精度要求O mnT0.05mm。本產(chǎn)品采用分流組合模熱擠壓成型，模具材料選用H13鋼(4Cr5MoSiVl)，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成一模6出(擠壓系數(shù)為49.2)，模具結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，具體加工工藝如下:
[0029]首先，選擇退火態(tài)的模具坯料進(jìn)行粗車加工，包括:上模模具外形、分流孔、螺孔、銷釘孔、止口、模芯過渡帶、穿絲孔的加工；下模焊合室、空刀、銷釘孔、螺孔、穿絲孔等的加工；
[0030]將粗車加工完成的模具坯料進(jìn)行真空淬火熱處理，熱處理工藝如下:加熱至10200C ^1050 °C，待模具坯料熱透后進(jìn)行油淬(油溫40 0C ^50 °C)，然后在560 °C~580 °C溫度下進(jìn)行回火(回火選用空氣爐和空冷的方式，采用2次回火，第二次回火溫度較第一次低200C )，熱處理后模具硬度控制在HRC48~HRC52范圍內(nèi)；
[0031 ] 淬火后的模具進(jìn)行上下面磨平，然后進(jìn)行止口配合加工，止口配合采用過渡配合方式，松緊適宜，最后完成定位銷和固定螺栓的裝配；
[0032]模具裝配完成后，采用慢走絲線切割的方式進(jìn)行定位基準(zhǔn)孔的切割加工，共計(jì)6個(gè)。模芯采用車削和外圓磨的方式加工，其形狀如圖2所示，加工后的模芯插入鑲嵌孔(SP基準(zhǔn)孔)，在模具后端采用氬弧焊焊接固定；
[0033]最后進(jìn)行模具外形精車加工，表面氮化處理以及模具質(zhì)量檢驗(yàn)。[0034]模具加工后尺寸精度控制在±0.02 mm以內(nèi)，形位公差控制在±0.03 mm,符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。
[0035]實(shí)施例2
[0036]欲加工1070鋁合金單孔槽道管產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖3所示，模具材料選用3Cr2W8V，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成一模單出，模具結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，具體模具加工工藝如下:
[0037]首先，對選定好的模具坯料進(jìn)行粗車加工，主要包括:上模分流孔、攻絲、銷釘孔、穿絲孔的加工；下模螺孔、銷釘孔、焊合室、空刀、穿絲孔的加工；
[0038]粗車加工完成后，模具進(jìn)行真空淬火處理，具體工藝為:加熱至1050 V~1100°C，待模具熱透后放入40 0C ^60 °C的淬火油中進(jìn)行油淬，為消除應(yīng)力穩(wěn)定組織和尺寸，淬火后的模具應(yīng)在600 0C ^620 °C下回火處理，最終模具熱處理后的硬度控制在HRC44~HRC48范圍內(nèi)；
[0039]模具熱處理后進(jìn)行磨平處理，然后完成上下模止口、銷釘、螺栓的加工裝配；
[0040]模具裝配完成后，采用慢走絲線切割的方法完成定位基準(zhǔn)孔的加工，基準(zhǔn)孔較模芯芯頭尺寸略??；上模模芯采用線切割和外圓磨的方式加工，加工完成后直接鑲嵌入上?；鶞?zhǔn)孔中，定位后在后端采用氬弧焊焊接固定；下模模孔采用慢走絲線切割的方法進(jìn)行加工，通過基準(zhǔn)孔進(jìn)行定位以保證上下模的同心度(慢走絲線切割設(shè)備定位精度可保證±0.01 mm以內(nèi)),定位后完成下模模孔的切割；
[0041]最后完成模具的外形精車加工、表面氮化處理、成品檢驗(yàn)等工序。
[0042]本實(shí)施例中最后完成的模具，其外形尺寸公差在0.03 mm以內(nèi)，內(nèi)槽道尺寸公差在
0.02 mm以內(nèi)，上下模的同心度控制在±0.03 mm以內(nèi)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。
[0043]實(shí)施例3
[0044]欲加工6061鋁合金三孔槽道管產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖5所示，模具材料選用3Cr2W8V，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成一模單出，模具結(jié)構(gòu)如圖6所示，具體加工方法如下:
[0045]首先，對選好的模具坯料進(jìn)行包括外形、分流孔、銷釘、螺栓、工藝孔、穿絲孔等的粗車加工；其中模芯的穿絲孔數(shù)量為3，對應(yīng)的下模的穿絲孔數(shù)目也應(yīng)為3個(gè)；
[0046]對粗加工后的模坯進(jìn)行淬火熱處理；熱處理工藝同實(shí)施例2 ；
[0047]完成淬火后模具的止口、銷釘、螺栓的加工與配合；
[0048]采用慢走絲線切割設(shè)備對配合后的模具進(jìn)行基準(zhǔn)孔的切割，基準(zhǔn)孔的加工應(yīng)保證三個(gè)孔的相對位置(坐標(biāo)移動定位)，模芯的加工采用線切割和外圓磨的方式完成，加工后鑲嵌入上模，定位后進(jìn)行焊接固定；模孔的加工采用基準(zhǔn)孔進(jìn)行定位，用慢走絲線切割的方法完成切割；
[0049]最后，完成模具外形精車、表面氮化處理等工序。
[0050]該套模具外形尺寸公差控制在0.03 mm以內(nèi)，內(nèi)槽道尺寸公差控制在0.02 mm以內(nèi)，形位公差控制在±0.03 mm以內(nèi)，滿足了設(shè)計(jì)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種精密鋁合金模具的加工方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)對模具材料進(jìn)行粗車加工，完成工藝孔、銷釘孔、絲錐、螺栓孔的加工，得到模具坯料； (2)對步驟(1)中的模具坯料進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理； (3)進(jìn)行上模、下模裝配，完成止口和定位銷的配合，最后用緊固螺栓擰緊； (4)對配合后的|旲具進(jìn)行定位基準(zhǔn)孔的加工，孔的表面粗糖度應(yīng)聞于Ra0.8 ； (5)上模模芯采用鑲嵌焊接的方式加工，模芯芯桿采用外圓磨的方式加工，模芯芯頭采用線切割加工成型，模芯加工完成后插入上模鑲嵌孔中采用氬弧焊在后端焊接固定； (6)下模?？撞捎镁€切割加工，?？椎奈恢糜啥ㄎ换鶞?zhǔn)孔確定； (7)完成尺寸、形位、表面質(zhì)量的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述模具材料為4Cr5MoSiVl、3Cr2W8V熱模具鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(4)上模、下模裝配完成后采用慢走絲線切割設(shè)備完成定位基準(zhǔn)孔，作為后續(xù)加工中模芯鑲嵌孔和?？椎亩ㄎ换鶞?zhǔn)，以保證模芯和?？椎耐亩?。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(5)上模模芯采用慢走絲線切割的方法進(jìn)行加工，模芯芯桿采用車削和外圓磨的方式加工，模芯加工完成后插入上模的模芯孔中，在后端用氬弧焊焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(6)下模模孔的加工采用上模、下模配合后的整體切割孔進(jìn)行定位，定位后采用慢走絲線切割完成?？椎募庸ぁ?br> 【文檔編號】B21C25/10GK103894438SQ201210567552
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】杜鵬, 李德富, 郭勝利, 王國輝, 呂長浩 申請人:北京有色金屬研究總院