鋼殼拉伸模具的加工制作工藝一般如下:
一、設計階段
1. 產(chǎn)品分析
- 首先要對需要拉伸的鋼殼產(chǎn)品進行詳細分析,包括鋼殼的形狀、尺寸(如直徑、高度、壁厚等)、精度要求以及產(chǎn)品的批量等因素。例如,對于一個圓柱形鋼殼,要確定其具體的直徑和高度尺寸,以及圓柱度、表面粗糙度等精度指標。根據(jù)這些分析來初步規(guī)劃模具的結(jié)構(gòu)和尺寸。
- 了解鋼殼的材料特性,不同的鋼材其拉伸性能不同,如屈服強度、抗拉強度、延伸率等。例如,常見的 Q235 鋼材與 304 不銹鋼在拉伸性能上有較大差異,這會影響模具的設計參數(shù),如拉伸系數(shù)、模具間隙等。
2. 模具設計
- 總體結(jié)構(gòu)設計:根據(jù)鋼殼產(chǎn)品的形狀和尺寸,設計模具的總體結(jié)構(gòu)。對于一般的鋼殼拉伸模具,通常包括凸模、凹模、壓邊圈等主要部件。例如,設計凹模時,要考慮其內(nèi)徑尺寸要略大于凸模外徑,以保證合適的拉伸間隙。
- 尺寸計算:精確計算模具各部件的尺寸。凸模的直徑和高度要根據(jù)鋼殼內(nèi)徑和拉伸深度來確定,凹模的尺寸則要考慮鋼殼外徑以及拉伸過程中的材料流動和變形。同時,要計算壓邊圈的尺寸,確保其在拉伸過程中能有效地壓住鋼殼邊緣,防止起皺。
- 選擇模具材料:考慮到模具的工作強度和耐磨性等要求,選擇合適的模具材料。對于拉伸模具,常用的材料有 Cr12MoV、SKD11 等合金鋼。這些材料具有較高的硬度和耐磨性,能夠承受拉伸過程中的摩擦力和壓力。例如,Cr12MoV 材料經(jīng)過適當?shù)臒崽幚砗螅捕瓤梢赃_到 HRC58 - 62,能夠滿足大多數(shù)鋼殼拉伸模具的使用要求。
- 繪制設計圖紙:使用 CAD 等軟件繪制詳細的模具二維圖紙,標注清楚各部件的尺寸、公差、表面粗糙度等技術要求。同時,對于復雜的模具結(jié)構(gòu),還可以制作三維模型,以便更直觀地觀察和分析模具的設計合理性。
二、加工階段
1. 下料
- 根據(jù)模具設計尺寸,選擇合適規(guī)格的模具鋼材進行下料。例如,對于凸模材料,如果設計尺寸為直徑 100mm、高度 150mm,可選用直徑大于 100mm、長度大于 150mm 的圓柱形鋼材棒料。采用鋸床等設備進行下料,確保下料尺寸比設計尺寸略大一些,以便后續(xù)加工余量。
2. 粗加工
- 鍛造(若需要):對于一些要求較高的模具,可能需要對下料后的鋼材進行鍛造,以改善材料的內(nèi)部組織,提高模具的綜合性能。鍛造過程中要控制好加熱溫度、鍛造比等參數(shù)。例如,將鋼材加熱到合適的始鍛溫度(如 Cr12MoV 材料的始鍛溫度一般在 1050 - 1100°C),通過多次鐓粗、拔長等操作,使材料內(nèi)部組織更加致密均勻。
- 機械加工:對模具各部件進行粗加工,包括使用數(shù)控車床對凸模、凹模進行車削加工,初步加工出外形輪廓;使用銑床加工壓邊圈等部件的安裝槽、固定孔等。在粗加工過程中,要注意加工余量的控制,一般預留 0.5 - 1mm 的精加工余量。同時,要保證各部件的基本尺寸和形狀符合設計要求,加工精度控制在±0.1mm 以內(nèi)。
3. 熱處理
- 淬火:將粗加工后的模具部件進行淬火處理,以提高其硬度和強度。不同的模具材料淬火工藝有所不同。例如,對于 Cr12MoV 材料,淬火溫度一般在 950 - 1000°C,油冷淬火。淬火過程中要嚴格控制冷卻速度,防止產(chǎn)生裂紋等缺陷。
- 回火:淬火后及時進行回火處理,以消除淬火應力,提高模具的韌性和穩(wěn)定性。回火溫度通常在 150 - 200°C,回火次數(shù)一般為 2 - 3 次。每次回火后要檢查模具的硬度變化,確保達到設計要求的硬度范圍(如 HRC58 - 62)。
4. 精加工
- 電火花加工(若需要):對于一些具有復雜形狀的模具型腔(如凹模的內(nèi)孔形狀),采用電火花加工技術進行精細加工。通過電極與模具之間的放電腐蝕作用,精確加工出所需的形狀和尺寸。在電火花加工過程中,要控制好放電參數(shù),如電流、脈沖寬度等,以保證加工精度和表面質(zhì)量。加工精度可以達到±0.01mm 以內(nèi)。
- 磨削加工:對模具的關鍵部位進行磨削加工,如凸模和凹模的工作表面。使用平面磨床、外圓磨床等設備,將表面粗糙度加工到設計要求的數(shù)值(一般要求 Ra0.4 - 0.8μm)。磨削過程中要注意冷卻和砂輪的選擇,以防止燒傷模具表面和保證加工精度。
- 線切割加工(若需要):對于一些具有特殊形狀的模具部件,如異形孔、窄槽等,可以采用線切割加工。線切割加工精度較高,能夠滿足復雜形狀的加工要求,加工精度可控制在±0.02mm 以內(nèi)。
三、裝配與調(diào)試階段
1. 零件清洗與檢查
- 對加工完成的模具各部件進行清洗,去除加工過程中殘留的油污、鐵屑等雜質(zhì)。可以采用清洗劑進行清洗,然后用壓縮空氣吹干。清洗后,對各部件進行全面檢查,看是否存在加工缺陷,如表面裂紋、尺寸超差等問題。對于不符合要求的部件,要及時進行返修或更換。
2. 模具裝配
- 按照設計要求進行模具裝配,首先將凹模安裝在模具底座上,通過定位銷和螺栓進行固定,確保凹模的安裝位置準確,與底座的垂直度和平行度誤差控制在±0.02mm 以內(nèi)。然后將凸模安裝在壓力機的滑塊上,調(diào)整好其與凹模的相對位置。接著安裝壓邊圈,保證壓邊圈與凹模之間的間隙均勻,一般間隙控制在材料厚度的 1.1 - 1.2 倍。裝配過程中,要對各部件的連接部位進行適當?shù)臐櫥苑奖惆惭b和保證模具的運動靈活性。
- 裝配完成后,檢查模具的整體裝配精度,包括各部件之間的相對位置精度、運動間隙等。使用量具如百分表、塞尺等進行測量,確保模具的各項裝配精度符合設計要求。
3. 調(diào)試與優(yōu)化
- 在壓力機上進行模具調(diào)試,首先進行空載調(diào)試,觀察模具各部件的運動是否順暢,有無干涉現(xiàn)象。然后進行試模,采用合適的鋼材料進行拉伸試驗。在試模過程中,觀察鋼殼的拉伸情況,如是否出現(xiàn)起皺、破裂等缺陷。根據(jù)試模結(jié)果,對模具的相關參數(shù)進行調(diào)整優(yōu)化,如調(diào)整壓邊力大小(通過調(diào)整壓力機的氣壓或油壓來實現(xiàn))、優(yōu)化模具間隙(可通過研磨凹模或凸模的工作表面來微調(diào)間隙)等,直到鋼殼拉伸質(zhì)量滿足要求。
通過以上工藝步驟,可以制作出高質(zhì)量的鋼殼拉伸模具,滿足鋼殼產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。