冲压模具零件的成形磨削工艺分析与设计-数控机床市场网

冲压模具零件的成形磨削工艺分析与设计

2015-3-22 来源：国营第二三六厂驻江津地区军事代表室作者：郑成利李岩

摘要：根据冲压模具零件图纸及技术要求进行工艺分析，通过模具工艺方案设计得出平面磨床成形磨削的加工方法和砂轮修整方法以及工艺尺寸计算，拟订平面磨形磨削工艺。同时，提出工件磨削步骤及注意事项，并对成形磨削工件进行精度检验及误差分析。实践证明：成形磨削工艺分析计算准确，公差分配合理，精度检验及误差分析有效，制造精度高。

关键词：凸模；成形磨削；磨削工艺过程

图1 所示为某产品的一个关键零件成型模具凸模，其材料为CrWMn，热处理渗硬58HRC～62 HRC。凸包斜面的斜角分别为97°、120°，圆弧半径为R2 mm，台阶处尺寸为6.8×10.2×20×24°，凸模外形对称。型面的表面粗糙度值为Ra0.8 um。模具的尺寸较小，高度尺寸约为120 mm。工件角度面多，结构特殊，成形磨削工艺复杂。本文针对某产品关键零件的成型凸模的设计及其模具零件的成形磨削，通过工艺尺寸的分析及方案的选择进行研究，以期对冲压模具零件的传统制造工艺进行革新，以提高其制造精度，更好地满足产品功能的要求。

1、工艺分析

工件外形尺寸按IT8 级制造，必须保证3 个120°与97°。在成形磨削工艺拟定时，重点应注意以下几个问题：

（1）工件的公差要求很严，均为IT8 级。除位置尺寸要准确控制外，还要控制好角度面的基准选择。

（2）工件顶部有1 个凸包，在97°面上形成3 个120°面，在成形磨削时，应避免重复定位，以免导致凸包形状位置尺寸不准确。采用正弦磁性吸盘一次装夹，翻转定位是成形磨削工艺拟定的难点。

（3）工件形状复杂，5 个R2 需成形磨削，合理选择砂轮修整方法以及形状参数关系到成形磨削工艺拟定的成败。

2 、工艺方案设计

生产制造过程中，利用平面磨床进行零件的成形磨削，主要有两种方法：一种是利用修整后的成形砂轮磨削，另一种是专用夹具进行磨削。

2.1 利用成形砂轮来磨削

利用成形砂轮来磨削凸模，即是把砂轮修整成与工件型面完全吻合的反型面，然后再以此砂轮对工件磨削，使其获得所需的形状。修整砂轮的方法如下：

（1）用金刚石修整砂轮

用金刚石修整砂轮时，多数是将成形面的几何形状分段进行修整，但也有的将砂轮修整成整形。这种修整砂轮的方法，主要是通过各种修砂轮工具来完成的。生产中修砂轮工具主要有修角度、修圆弧砂轮工具、万能修砂轮工具、靠模修砂轮工具等。

（2）利用滚轮挤压砂轮

挤压的滚轮型面尺寸与零件型面尺寸相同，轮周开有辐向不等距的直槽斜槽，其槽宽1.5 ~ 2.5 mm，深度应超过成形部分最低点2.5 mm 以上。其槽主要起切削刃作用，并能容纳挤下来的砂粒。材与挤轮中心线成10°~ 15°斜角，在1 ~ 2 条的直槽内嵌入铁片，在挤压精加工后，铁片也加工成形，可用此铁片检查磨削的型面和成形砂轮或反面滚轮。滚轮的直径一般为Φ50 ~ 60 mm。

2.2 利用专用夹具磨削

在对工件磨削时，可以使工件按照一定条件装夹在专用夹具上，在加工过程中，固定或不断改变位置进行磨削而获得所需的形状。通常用的磨削夹具有：精密平口钳、正弦磁力台、正弦分度夹具、万能夹具、旋转磁力台和中心孔夹板等。这种磨削方法，一般在平面磨床上进行。

3 、拟订磨削工艺

工件经热处理后进行磨削加工。模具磨削有多种磨削方法，拟定采用夹具正弦磁性吸盘和平面磨床作成形磨削。

（1）在平面磨床上，分段磨削成形面，以满足各表面的尺寸要求。工件共由多段曲线组成，依次磨削，成形面的外形要对称。

（2）斜面采用正弦磁性吸盘装夹磨削；圆弧以及台阶面采用成形砂轮磨削法磨削。采用角度修整器和圆弧修整器修整成形砂轮，切入磨削，控制各表面的有关尺寸。

（3）工艺尺寸计算如下：台阶处深度尺寸为1.15 mm；总高度尺寸为h = 110 + 45 × tg7°+ 4 /cos7°= 120 mm。凸包尺寸如图2 所示，工艺尺寸分别为37.475 mm、27.874 mm、9.717 mm；台阶尺寸如图3 所示，工艺尺寸分别为19.149 mm。

（4）工件的定位夹紧用用正弦磁性吸盘装夹。在磁性吸盘上附有导磁定位块，砂轮选择WAF80L；设备选选用卧轴矩台平面磨床M7120D。由此得出凸模的磨削工艺如表1 所示。

4 、工件磨削步骤

（1）磨工艺基准面。工件用磁板吸紧装夹和工件相邻磨角尺，作为角度面的定位基准。后用砂轮的端面磨平底面。

（2）磨角度面。如图4 所示，工件使用150 mm正弦磁性吸盘装夹。正弦磁性吸盘量块高精H = Lsina= 150 mms in7°= 18.26 mm。正弦磁性吸盘上有导磁定位块。用圆弧砂轮修整器修整砂轮圆弧R2 mm，修整凹圆弧，量块尺寸H = A + R，用角度砂轮修整器修整砂轮斜角30°，磨高度至尺寸110 mm，精磨工艺尺寸42.475 mm；4.3±0.06 mm。