模具型腔的精加工工序是模具加工的最后一道工序碉晾，是直接影響模具質(zhì)量好壞的最重要的一環(huán)，它占整個(gè)模具加工量的30%～40%左右陋窗，因此倍受國(guó)內(nèi)外專家的重視。在我國(guó)盡管模具加工的大部分工序（車实愚、銑、刨腊敲、磨、電火花茫负、線切割等）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，但模具的精整加工大部分仍采用手工加工的方式乎赴，在一定程度上嚴(yán)重影響了我國(guó)模具的發(fā)展忍法。  

　　所謂精整加工就是在保證零件型面精度的前提下，降低零件表面粗糙度的加工方法榕吼。目前常用的方法有：手工拋光、超聲波拋光原探、化學(xué)與電化學(xué)拋光等等。在這些方法中芯妇，手工拋光是最常用的精整方法，因?yàn)槭止伖膺\(yùn)動(dòng)靈活肃刁，可以加工任何復(fù)雜的型腔，但同時(shí)該方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大孙泵，生產(chǎn)效率低崇审，產(chǎn)品的質(zhì)量沒(méi)有保障。而其它方法雖然效果也不錯(cuò)任汪，從產(chǎn)品的質(zhì)量、加工的效率和工人的強(qiáng)度都有很大的改善疏唾，但由于模具型腔的復(fù)雜性函似、多樣性、不規(guī)則性顿天，使得這些加工工具很難完全沿著工件的輪廓線加工蔑担、有時(shí)受到這些型腔空間的限制，所以很多精整加工方法只能在某些領(lǐng)域有自己的用武之地啤握，卻很難廣泛地推廣使用。 

　　模具型腔表面精加工中存在的問(wèn)題  

　　國(guó)外大多數(shù)模具廠家都采用模具設(shè)計(jì)懂从、加工甚至裝配一體化蹲蒲，也就是模具CAD/CAM/CAE的一體化悄函，利用模具CAD軟件和反求工程進(jìn)行設(shè)計(jì)山顶；利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行裝配試模着癞，發(fā)現(xiàn)干涉及時(shí)調(diào)整，在沒(méi)有問(wèn)題的條件下役霍，才進(jìn)行加工；在加工過(guò)程中，利用加工中心和CAD/CAM赵腰，把整個(gè)加工過(guò)程一體化谐歪，也就是工件一次安裝就完成零件的加工，所以工件的精度可以保證束铭。  

　　盡管如此契沫，對(duì)于模具型腔表面的精加工問(wèn)題仍是個(gè)世界難題，這主要是由于存在以下幾方面的問(wèn)題：  

　　模具型腔的多樣化和不規(guī)則性懈万。在很多場(chǎng)合下，模具的型腔表面都是三維不規(guī)則的自由曲面口予，由于這些曲面的形狀各異涕侈，這給光整加工時(shí)的刀具或磨具的運(yùn)動(dòng)軌跡及進(jìn)給帶來(lái)很大的麻煩。即使用現(xiàn)代的數(shù)控加工技術(shù)來(lái)控制刀具或磨具的運(yùn)動(dòng)盒止，但給數(shù)控程序的編制也帶來(lái)很大的困難氛灸，所以這是導(dǎo)致模具光整加工難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的根本原因逐茄。  

　　用于模具光整加工的刀具或磨具的自適應(yīng)性和柔性差嘀醋。由于模具型面的特殊性，要求加工它的刀具或磨具要有很好的自我調(diào)整的能力蚪录，也就是所謂的自適應(yīng)性耸壮，要隨著加工輪廓形狀的改變而改變自己的運(yùn)行軌跡，當(dāng)然這里指的是微調(diào)职颜。這就要求加工模具型腔的工具具有一定范圍的可塑性嫌变，即柔性。  

　　模具表面的精度和光潔度要求較高东涡。這也是模具自身的特點(diǎn)決定的倘待，模具作為加工工件的模型，它的精度的高低直接決定了工件精度的好壞祖娘，也對(duì)自身的壽命啊奄、耐腐蝕性、耐磨性以及加工后能否順利把工件從模具中取出都起到至關(guān)重要的作用整以。即使有些加工方法本身加工精度很高嗤矾，但用在模具加工上，卻由于在提高模具表面光潔度的同時(shí)拒牡，很難保證工件的原始形位公差，結(jié)果也很難勝任亮钩。  

　　目前，我國(guó)對(duì)模具型腔精加工方法仍然是機(jī)械加工和電加工兩大方面巢驶，并且有電加工越來(lái)越占優(yōu)勢(shì)的趨勢(shì)；另外就是模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用个滓，但由于模具本身的特點(diǎn)，形狀復(fù)雜難于規(guī)范化斥滤，所以型腔模CAD/CAM的開(kāi)發(fā)不如沖模及塑料模在CAD/CAM上開(kāi)發(fā)的那樣快勉盅，那么成熟。盡管如此漩符，這仍是型腔模加工方法的一個(gè)發(fā)展方向驱还。在這些加工方法中凸克，發(fā)展較快的是機(jī)械加工中的銑削技術(shù)、磨削技術(shù)和電加工中的電火花成形加工技術(shù)咐容。分別簡(jiǎn)介如下蚂维。  

　　1）銑削加工技術(shù)的崛起——高速銑削加工  

　　銑削加工是型腔模的重要加工手段，特別適用于中恼芙、大型鍛模的加工。近年來(lái)銑削加工獲得了迅速的發(fā)展成猴，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 
    高精度化：認(rèn)為銑削加工是普通加工的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去。機(jī)床的定位精度從80年代的±12mm/800mm陶份，已提高到90年代的±2～5mm/全行程。采用了精密機(jī)床的熱平衡結(jié)構(gòu)撼柳，以及主軸冷卻等措施，以控制熱變形蟆导，其控制分辨率已由原來(lái)的1mm提高到0.2mm哀铡。這樣使加工精度由原來(lái)的±10mm提高到±2～5mm杯聚，精密級(jí)可達(dá)±1.5mm，使銑削加工機(jī)床進(jìn)入了精密機(jī)床的領(lǐng)域幌绍。 

　　加工效率高速化：隨著刀具故响、電機(jī)、軸承伪冰、數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)步樟蠕，高速銑削技術(shù)迅速崛起寨辩。目前主軸轉(zhuǎn)速已從4000～6000r/min提高到14200r/min。切削進(jìn)給速度提高到1～6m/min拷拥，快速進(jìn)給速度由8～12m/min提高到30～40m/min显瞒，換刀時(shí)間由5～10s降到1～3s，這就大幅度提高了加工效率木锈。高速銑削與普通的加工方式相比结款，加工效率可提高5～10倍腮稚。  

　　銑削材料的高硬度化：高速銑削技術(shù)與新型刀具(金屬陶瓷刀具、PCBN刀具够菊、特殊硬質(zhì)合金刀具等)相結(jié)合，可對(duì)硬度為36～52HRC的工件進(jìn)行加工找前，甚至可加工60HRC的工件躺盛。  

　　高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展形帮，促進(jìn)了模具加工技術(shù)的進(jìn)步。特別是對(duì)汽車界斜，家電行業(yè)等中各薇、大型型腔模具制造方面注入了新的活力君躺。

　　2）電火花成形加工面臨新的挑戰(zhàn)  

　　高速銑削技術(shù)發(fā)展了痹埠，作為型腔模加工另一重要手段的電火花成形加工的發(fā)展也相當(dāng)完美，但作為一個(gè)加工體系，確實(shí)面臨著高速銑削加工的新的挑戰(zhàn)莺肌。  

　　電火花成形加工的技術(shù)進(jìn)步：由于微精加工脈沖電源带诊、工作液于箩、混硅粉加工工藝等相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步判嘀，使電火花成形加工表面粗糙度達(dá)到Rmax0.6～0.8mm，而且可以進(jìn)行大面積加工仑乌。并且由于電極損耗不斷降低（最小達(dá)0.1%）以及對(duì)微加工加工余量的精確控制等晰甚，可以說(shuō)電火花成形加工已進(jìn)入了精密加工領(lǐng)域决帖。  

　　電火花成形加工面臨的挑戰(zhàn)：由于高速銑削能加工硬度36～52HRC地回，甚至60HRC的材料，幾乎所有型腔模材料都能加工穿香，改變了高硬度材料只有采用電加工的局面皮获。高速銑削的加工效率與電火花加工的效率相比為4:1抠衬，有的甚至是電火花成形加工的7～8倍锹肾，而且節(jié)省了電極的制造。高速銑削還具有一定加工精度和較好的表面粗糙度寄菲。國(guó)外認(rèn)為虫弓，在型腔模的加工領(lǐng)域里抛伏，高速銑削可以替代電火花加工鳍泥，這不是沒(méi)有根據(jù)的鹃唯。由于這樣，在應(yīng)用領(lǐng)域方面型宝，特別是在汽車等行業(yè)趴酣，電火花成形加工有被高速銑削擠出來(lái)的危險(xiǎn)岖寞。不過(guò)電火花成形加工在加工深槽仗谆、窄縫恤络、筋肋蹂曾、紋理等方面有其不可替代的優(yōu)越性雁韵。但總的說(shuō)來(lái)。電火花成形在加工的應(yīng)用領(lǐng)域縮小了蕴嘹，一部分市場(chǎng)被別的加工設(shè)備占領(lǐng)了，特別是對(duì)大型電火花成形加工機(jī)床的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生更大的影響闹只。  

　　電火花成形加工的發(fā)展戰(zhàn)略：電火花成形加工是幾十年形成的一個(gè)加工體系祈兼，本身也在不斷地發(fā)展，針對(duì)銑削加工技術(shù)的發(fā)展羡逃，最近提出了“電火花銑削加工”技術(shù)與之相抗衡痒跌。總體來(lái)說(shuō)硬白，“電火花銑削加工”是以提高電火花成形加工效率為目標(biāo)牍猫，采用成形（石墨電極），以水作為工作液的電火花成形加工跟狱，與以油作為工作液相比俭厚，其加工效率提高2～3倍户魏，國(guó)外稱之謂“電火花銑削加工”驶臊，這代表了一個(gè)發(fā)展方向。但與高速銑削加工相比其整體加工效率還有較大差距叼丑。采用高速旋轉(zhuǎn)的主軸关翎，帶動(dòng)棒狀（管狀）電極旋轉(zhuǎn)扛门，配合工作臺(tái)及主軸的數(shù)控軌跡運(yùn)動(dòng)及伺服進(jìn)給，其加工成形方式類似于機(jī)械銑削加工纵寝。這種“電火花銑削加工”可以在電極庫(kù)中存放不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)管電極论寨，而在數(shù)控進(jìn)給中成形，這大大簡(jiǎn)化了電極的設(shè)計(jì)爽茴、制造葬凳、管理等。這是一種新的發(fā)展策略室奏，但同樣存在加工效率低的問(wèn)題火焰。預(yù)計(jì)“電火花銑削加工”將有新的進(jìn)展，與高速銑削加工會(huì)進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng)胧沫。  

　　隨著電子塘憨、電器、通訊智础、計(jì)算機(jī)等行業(yè)的迅速發(fā)展士到，精密、微細(xì)助安、復(fù)雜模具的加工越來(lái)越多辰诱，市場(chǎng)越來(lái)越大，這些模具的加工正是電火花成形加工的優(yōu)勢(shì)现伺。因此测佛，在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮電火花成形加工的優(yōu)勢(shì)嘹据，即應(yīng)重點(diǎn)向精密影凿、復(fù)雜、微細(xì)模具加工方向轉(zhuǎn)移茎贩，這是電火花成形加工發(fā)展的又一重要方向第勉。  

　　3）磨削加工仍是精密模具加工的主要手段  

　　磨削加工是一種精密加工技術(shù)，到目前為止锅锨，磨削加工精度已經(jīng)很高了叽赊，最高可達(dá)1～2mm，加工的表面質(zhì)量也非常好必搞，其表面的粗糙度一般在Ra0.04～0.32μm必指，并且利用磨削加工，加工出的表面沒(méi)有軟化層恕洲、變質(zhì)層等缺陷塔橡，所以廣泛用于精密模具的加工中。隨著磨床種類的增多霜第，如坐標(biāo)磨床葛家、成形磨床户辞、光曲磨床以及專用模加工磨床等，特別是數(shù)控程度的提高癞谒，使加工的范圍越來(lái)越大底燎，精度越來(lái)越高。不僅能加工冷沖模弹砚，而且也能加工各種型腔模双仍，如鍛模、塑料模等虫棚，所以說(shuō)维似，磨削加工仍是精密模具加工的主要手段。  

　　磁粒研磨技術(shù)的原理  

　　磁力研磨就是在磁場(chǎng)中放入磁性磨料嘿惜，磁性磨料在磁場(chǎng)力的作用下形成磁粒刷顺诽，當(dāng)工件在磁場(chǎng)中相對(duì)磁極做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁粒刷將對(duì)工件表面進(jìn)行研磨坯公。由于形成的磁粒刷有很好的自適應(yīng)性和柔性韵披，因此非常有利于對(duì)復(fù)雜型面的加工。 
磁粒研磨的特點(diǎn)  

　　磁力研磨與其它加工方法相比具有以下特點(diǎn)：  

　　工件不與磁極相接觸酷匹，磁極的磨損量較小镇锣，磁極的形狀誤差對(duì)加工表面的形狀精度影響較小。  

　　磁極的結(jié)構(gòu)形狀不同硼琢，會(huì)影響加工區(qū)域磁場(chǎng)的分布狀況一宁，因而影響加工表面的質(zhì)量和加工效率。     

　　磁性磨料刷既有一定的剛性瞄邪，同時(shí)又具有一定的柔性距痪，可以隨加工表面形狀的變化而變形，因此它可以加工形狀極為復(fù)雜的表面简软。 

　　研磨的壓力可以通過(guò)改變勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)蛮拔，研磨過(guò)程比較容易控制。  

　　受磁場(chǎng)力的作用痹升，磨料不易飛散建炫，磨料的耐用度高可反復(fù)使用，磨料的損耗少疼蛾，工作環(huán)境比較清潔肛跌。  

　　采用金剛石粉作為磨料時(shí)，可對(duì)陶瓷等超硬的非金屬進(jìn)行加工察郁。  

　　加工設(shè)備簡(jiǎn)單衍慎，成本較低。  

　　該技術(shù)在國(guó)外研究的較多绳锅，在國(guó)內(nèi)研究的人還很少西饵，筆者認(rèn)為該技術(shù)的發(fā)展如能和數(shù)控技術(shù)相結(jié)合必將對(duì)模具型腔的加工帶來(lái)新的革命。

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