怎样提高模具制造精度和表面粗糙度

 

1. 提高模具制造精度

模具制造工艺首先要解决模具的尺寸精度并加工的形状和保证残余应力能太大，所以机械加工时进刀量要小，特别注意在模具工作部分转角处要圆滑过渡。

模膛表面加工时留下的刀痕、磨痕都是应力集中的部位，也是早期裂纹源和疲劳裂纹源。此外锻模加工时一定要刃磨好刀具，在精加工时切削量要小，不允许出现刀痕，并由钳工用风砂轮(或其他方法)打磨抛光。电火花加工模膛应仔细打磨抛光。

由于高精度轿车发动机连杆杆部工字形复杂，当连杆质量公差小于3%时，按传统制造方式加工出来的锻模无法使用或寿命极低，锻废品率也高。如前所述因为连杆工字形截面，预锻的截面积只能略大于终锻相应工字形截面积，如果模具制造精度差(>+0.1mm)时，将使两工字形截面积超过允许范围致多余金属终时形成涡流产生折叠，同时还便终锻模膛变形抗力增大，加速磨损，降低模具使用寿命。

第一汽车制造集团公司锻造厂于20世纪70的红旗轿车发动机连杆，限于当时的设计和制模水平，模具精度差,又是在15t模锻锤上生产废品率高达15%~20%，模具寿命也很低。

2. 表面的粗糙度

锻模模膛的粗糙度是直接影响锻模寿命的关键因素，模膛粗糙度低，金属流动阻力小，而目抗粘着(咬口)和抗疲劳能力强，有利于提高锻模寿命。模膛粗糙度高,金属流动阻力增大，严重时将模壁磨损成沟槽，形成疲劳裂纹源,使锻模早期失效。一般模膛表面粗糙度可取Ra1.6um精密模锻和冷锻的模膛表面粗糙度可取Ra0.8um或更高。

据某锻造厂统计，由于锻模在加工过程中残留刀痕、尖角、粗糙高而造成的锻模失效约占9%。

3. 电花加工的模具应消除残余应力

在电火花加工过程中,表面上生成厚度约10μm的重新淬火(非回火)的马氏体层,下面才是原始的回火层。重新淬火硬化层脆且有残余应力，存有显微裂纹。如果直接使用，在模具工作中，承载时能发展成一些严重的裂纹，往往引起早期开裂，

电火花加工模具重新回火应在稍低于热处理最高回火温度下进行。某厂采用450℃回火温度，也有企业采用低温退火(180℃~260℃)。其他预防措施包括:

(1)粗加工采用低频电火花加工，精加工采用高频电火花加工，可使重新加工淬火硬化层厚度减到最低。

(2)采用轻磨削或研磨。

据某厂统计,电火花加工的热锻模具经过回火，其寿命可提高30%以上。国内电火花加的精密冷锻模大多采用回火，以消除硬化层和残余应力。