模具配件加工是模具制造產(chǎn)業(yè)鏈中的核心環(huán)節(jié),指通過(guò)一系列精密加工工藝,將金屬(如模具鋼、銅、鋁)、非金屬(如硬質(zhì)合金、石墨)等原材料,加工成模具中具有特定功能的標(biāo)準(zhǔn)化或定制化零部件(如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂針、型芯、型腔、密封圈等)的過(guò)程。
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模具配件加工需根據(jù)配件的材質(zhì)、形狀、精度要求,組合使用 “粗加工 - 半精加工 - 精加工 - 表面處理” 等流程,核心工藝包括:
1. 前期準(zhǔn)備:圖紙分析與材料選擇
圖紙解析:根據(jù)客戶提供的 2D(CAD)或 3D(UG、SolidWorks)圖紙,明確配件的尺寸公差(如 ±0.002mm)、形位公差(如平行度 0.001mm)、表面粗糙度(如 Ra0.8μm)及材質(zhì)要求。
材料選型:優(yōu)先選擇適合模具工況的材料 ——
高耐磨性配件(型芯、型腔):選用H13 模具鋼、S136 不銹鋼(耐腐蝕,適合透明件模具);
導(dǎo)向類配件(導(dǎo)柱、導(dǎo)套):選用SUJ2 軸承鋼(硬度高,可淬硬至 HRC58-62);
輕量化配件:選用鋁合金 6061(適合小型模具)或銅合金(導(dǎo)熱性好,用于冷卻鑲件)。
2. 粗加工:去除余量,初步成型
目的是快速去除原材料(如圓鋼、鋼板)的多余部分,接近配件的大致形狀,減少后續(xù)精加工的工作量,常用工藝:
銑削:通過(guò)立式銑床、臥式銑床,加工平板類配件(如模板、推板)的平面、臺(tái)階、槽口;
車削:通過(guò)數(shù)控車床(CNC Lathe),加工軸類配件(如頂針、導(dǎo)柱)的外圓、臺(tái)階、螺紋;
鋸切 / 鍛造:對(duì)于大型配件(如模架),先通過(guò)鋸床切割原材料,或通過(guò)鍛造提升材料密度(增強(qiáng)耐磨性)。
3. 精加工:保證高精度與表面質(zhì)量
精加工是決定配件精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需使用高精度設(shè)備,控制誤差在微米級(jí)(μm),核心工藝:
數(shù)控銑削(CNC Milling):
適用于復(fù)雜形狀配件(如帶曲面的型芯、異形鑲件),通過(guò) 3 軸、4 軸或 5 軸 CNC 銑床,配合高速銑刀(硬質(zhì)合金刀、CBN 立方氮化硼刀),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓的高精度加工(精度可達(dá) ±0.001mm)。
數(shù)控磨削(Grinding):
用于要求極高表面光潔度和尺寸精度的配件,如導(dǎo)柱的外圓磨削(圓柱度≤0.0005mm)、模板的平面磨削(平面度≤0.001mm/100mm),常用設(shè)備:外圓磨床、平面磨床、無(wú)心磨床。
電火花加工(EDM):
適用于硬度極高(如淬硬后 HRC60 以上)或形狀復(fù)雜(如深腔、窄縫)的配件(如型腔、異形頂針),通過(guò)電極(銅或石墨)與工件之間的電火花放電,“腐蝕” 出所需形狀,精度可達(dá) ±0.002mm,且無(wú)機(jī)械切削力(避免配件變形)。
線切割(WEDM):
分為快走絲、慢走絲,其中慢走絲(Wire EDM) 精度最高(±0.001mm),適用于加工薄型配件(如異形密封圈、薄片鑲件)或復(fù)雜孔位(如斜孔、腰型孔),通過(guò)金屬絲(如黃銅絲)的放電切割,實(shí)現(xiàn)高精度成型。
鉆孔 / 攻絲:
通過(guò)數(shù)控鉆床或加工中心,加工配件的定位孔、螺紋孔(如模板的螺栓孔、導(dǎo)套的固定孔),需保證孔的垂直度(≤0.002mm)和螺紋精度(如 M8×1.25 的 6H 級(jí)螺紋)。
4. 表面處理:提升性能與壽命
表面處理的核心目的是增強(qiáng)配件的耐磨性、耐腐蝕性、潤(rùn)滑性,常用方式:
淬火 + 回火:對(duì)模具鋼配件(如 H13 型芯)進(jìn)行高溫淬火(1050-1100℃)+ 低溫回火(500-600℃),提升硬度(HRC50-60)和韌性,避免使用中崩裂;
氮化處理:通過(guò)氣體氮化(滲氮),在配件表面形成 5-15μm 的氮化層(硬度 HV800-1200),大幅提升耐磨性(如導(dǎo)柱、頂針氮化后,壽命可延長(zhǎng) 3-5 倍),且變形小(適合已精加工的配件);
鍍鉻 / 鍍鎳:在配件表面鍍一層鉻(Cr)或鎳(Ni),提升耐腐蝕性(如用于潮濕環(huán)境的冷卻接頭)和表面光潔度(Ra0.2μm 以下);
拋光:對(duì)成型類配件(如型腔)進(jìn)行手工拋光或機(jī)械拋光(使用羊毛輪、金剛石研磨膏),將表面粗糙度降至 Ra0.025μm(鏡面效果),避免成型產(chǎn)品表面出現(xiàn)劃痕。