【編者按】模具制造是模具設(shè)計(jì)的延續(xù)，是驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確性的過(guò)程。在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中采用了先進(jìn)相誓、高效、高精密機(jī)床和自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)前忿。磨削加工工作量將占模具總的制造工時(shí)的25%～45%贡按。我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展到今天取得了巨大的進(jìn)步，但仍然與國(guó)外先進(jìn)水平有較大的差距确列。造是模具設(shè)計(jì)的延續(xù)栋固，是驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確性的過(guò)程。

　　在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中采用了先進(jìn)我昵、高效埋署、高精密機(jī)床和自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)。磨削加工工作量將占模具總的制造工時(shí)的25%～45%芬角。我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展到今天取得了巨大的進(jìn)步绷匀，但仍然與國(guó)外先進(jìn)水平有較大的差距。模具制造的成品質(zhì)量與模具制造精度密切相關(guān)彻秆，特別是與模具型腔面的精度和表面粗糙度有著密切關(guān)系楔绞。

　　實(shí)際生產(chǎn)中，影響模具失效的因素有：

　〈蕉摇①模具結(jié)構(gòu);

　【贫洹②模具材料;

　¤氤③冷熱加工的制造工藝(鍛造、熱處理蔫耽、切削加工结耀、磨削加工、電加工等);

　〕渍　④模具工作條件图甜。

　　要提高模具壽命，必須對(duì)導(dǎo)致模具損傷的原因及各種影響因素進(jìn)行認(rèn)真分析鳖眼，制定克服的辦法和措施黑毅。

　　目前，在國(guó)際上有兩種模具制造工藝路線：

　　一是以提高機(jī)械加工與電加工的精度與質(zhì)量钦讳，使手工精加工的工作量降到最低矿瘦，如高精密機(jī)床和高速成型銑床及其加工工藝的發(fā)展，為這條工藝路線的發(fā)展奠定基礎(chǔ)栖挣。

　　二是側(cè)重精加工中的拋光和研磨工藝刹震，其加工工時(shí)，與機(jī)械加工擎若、電火花加工時(shí)間幾乎相等。一副模具是由眾多的零件組配而成改佛，零件的質(zhì)量直接影響著模具的質(zhì)量漂肖，而零件的最終質(zhì)量又是由精加工來(lái)保證的。

　　在國(guó)內(nèi)大多數(shù)的模具制造企業(yè)遵奇，精加工階段采用的方法一般是磨削躯括、電加工及鉗工處理。

　　磨削加工對(duì)模具壽命的影響未引起人們的充分重視杏恍，由于不正確的磨削工藝轮昧，造成工件表面燒傷、磨削裂紋胆狐、磨削痕及產(chǎn)生磨削應(yīng)力熟排，致使后續(xù)工序及模具在服役期間的機(jī)械疲勞、冷熱疲勞產(chǎn)生裂紋的萌生源虱而，嚴(yán)重影響模具的使用壽命筏餐。

　　研究和探討如何提高磨削加工質(zhì)量，提高模具使用壽命牡拇、延長(zhǎng)服役時(shí)間魁瞪，促進(jìn)采用模具新技術(shù)，正是本文的目的惠呼。

　　1导俘、模具的磨削加工

　　磨削過(guò)程的實(shí)質(zhì)是工件被磨削了金屬表層峦耘，在無(wú)數(shù)磨粒瞬間的擠壓、磨擦作用下產(chǎn)生變形旅薄，而后轉(zhuǎn)為磨屑辅髓，并形成光潔表面的過(guò)程。磨削的全過(guò)程表現(xiàn)為力和熱的作用赋秀。

　±洹①在磨削過(guò)程中，加工表面在切削熱作用下產(chǎn)生熱膨脹猎莲，此時(shí)基體金屬溫度較低绍弟，因此，表面產(chǎn)生熱壓應(yīng)力石阵。當(dāng)磨削結(jié)束時(shí)郁表，工件表面溫度降低，由于表面已產(chǎn)生熱態(tài)塑性變形并受到基體的限制豌楷，故而表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力罕腿，里層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。

　∨沓② 磨削時(shí)看群，砂輪與工件為弧面接觸，砂輪切削時(shí)工件產(chǎn)生塑性變形及砂輪與工件間劇烈的摩擦阻力赴笨，從而在砂輪與工件間形成大小相等涯锅，方向相反的磨削力，同時(shí)由于表層材料塑性變形時(shí)使工件材料內(nèi)部金屬分子之間產(chǎn)生相對(duì)位移忆键，形成內(nèi)摩擦而發(fā)熱漱南，砂輪和工件之間外摩擦也產(chǎn)生熱量，這種磨削熱在磨削區(qū)會(huì)產(chǎn)生局部瞬時(shí)達(dá) 1000℃的高溫憋庙，而砂輪是不易傳熱的笔喉，所以80%的熱傳入工件和磨屑，而金屬在固態(tài)下隨溫度的改變由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格硝皂，發(fā)生金相組織的轉(zhuǎn)變常挚，在磨削淬硬鋼時(shí)，冷卻充分吧彪，表面層產(chǎn)生二次淬火待侵，部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而馬氏體比容較大姨裸，比容增加秧倾，表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，如果磨削冷卻不好傀缩，或不用冷卻液那先，表面產(chǎn)生回火农猬，發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力(如γFe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe時(shí)鐵的體積會(huì)膨脹1%售淡，)斤葱，這些應(yīng)力(殘余應(yīng)力可達(dá)到500～1000 MPa)，如果超過(guò)材料的屈服極限時(shí)揖闸，便產(chǎn)生磨削裂紋帮廉，另外熱處理淬火后模具未立即回火，淬火溫度過(guò)高阐赖，有網(wǎng)狀碳化闲耿，回火后未回火的馬氏體或殘余奧氏體過(guò)多，在磨削時(shí)都會(huì)產(chǎn)生相變皆舅，發(fā)生應(yīng)力使工件表層產(chǎn)生裂紋减组。磨削裂紋是一種很細(xì)的表面裂紋，磨削裂紋形態(tài)一般有3種：平行線條狀特植、網(wǎng)絡(luò)龜裂狀哆卓、八字形裂紋。裂紋的發(fā)生方向和模具形狀有關(guān)逝惑，裂紋的發(fā)展方向和砂輪在工件表面磨削方向有關(guān)岂苏，其深度在0.03 mm以內(nèi)。

　〗砉怠③磨削時(shí)报斗，砂輪不鋒利，進(jìn)刀量大运杭，冷卻不良等使工件表面產(chǎn)生的溫度達(dá)300℃，引起工件表面發(fā)生燒傷現(xiàn)象函卒。

　　2辆憔、減少磨削加工缺陷的措施

　　①合理選擇磨削用量报嵌，采用徑向進(jìn)給量較小的精磨方法甚至精細(xì)磨削虱咧。如適當(dāng)減少?gòu)较蜻M(jìn)給量及砂輪速度、增大軸向進(jìn)給量锚国，使砂輪與工件接觸面積減少腕巡，散熱條件得到改善，從而有效地控制表層溫度的提高血筑。

　』娉痢②合理選擇和修整砂輪，采用白剛玉的砂輪較好豺总，它的性能硬而脆车伞，且易產(chǎn)生新的切削刃择懂，因此切削力小，磨削熱較小关读，在粒度上使用中等粒度蝶映，如 46～60目較好，在砂輪硬度上采用中軟和軟(ZR1够戒、ZR2和R1擦斑、R2)，即粗粒度驼牵、低硬度的砂輪才昔，自勵(lì)性好可降低切削熱。 精磨時(shí)選擇適當(dāng)?shù)纳拜喪种匾绨ィ槍?duì)模具鋼材的高釩高鉬狀況貌梦，選用GD單晶剛玉砂輪比較適合，當(dāng)加工硬質(zhì)合金晰淋、淬火硬度高的材料時(shí)尸饵，優(yōu)先采用有機(jī)粘結(jié)劑的金剛石砂輪，有機(jī)粘結(jié)劑砂輪自磨性好乘儒，磨出的工件粗糙度可達(dá)Ra0.2μm苔寝，近年來(lái)，隨著新材料的應(yīng)用塑猖，CBN(立方氮化硼)砂輪顯示出十分好的加工效果竹祷，在數(shù)控成型磨床、坐標(biāo)磨床羊苟、CNC內(nèi)外圓磨床上精加工塑陵，效果優(yōu)于其它種類(lèi)砂輪。 在磨削加工中蜡励，要注意及時(shí)修整砂輪令花，保持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后凉倚，會(huì)在工件表面滑擦兼都、擠壓，造成工件表面燒傷稽寒，強(qiáng)度降低扮碧。

　　③ 合理使用冷卻潤(rùn)滑液杏糙，發(fā)揮冷卻慎王、洗滌、潤(rùn)滑的三大作用嚼般，保持冷卻潤(rùn)滑清潔她忱，從而控制磨削熱在允許范圍內(nèi)蝇莲，以防止工件熱變形。改善磨削時(shí)的冷卻條件园秫，如采用浸油砂輪或內(nèi)冷卻砂輪等措施闭腊。將切削液引入砂輪的中心，切削液可直接進(jìn)入磨削區(qū)峡稿，發(fā)揮有效的冷卻作用哀呕，防止工件表面燒傷。

　⊥恋④將熱處理后的淬火應(yīng)力降低到最低限度支捍，因?yàn)榇慊饝?yīng)力、網(wǎng)狀碳化組織在磨削力的作用下构睬，組織產(chǎn)生相變極易使工件產(chǎn)生裂紋抗稿。對(duì)于高精度模具為了消除磨削的殘余應(yīng)力，在磨削后應(yīng)進(jìn)行低溫時(shí)效處理以提高韌性歪榕。

　』⑤消除磨削應(yīng)力也可將模具在260～315℃鹽浴中浸1.5 min，然后在30℃油中冷卻宋欺，這樣硬度可下降1HRC轰豆，殘留應(yīng)力降低40%～65%。

　〕莸⑥ 對(duì)于尺寸公差在0.01 mm以內(nèi)的精密模具的精密磨削要注意環(huán)境溫度的影響酸休，要求恒溫磨削。由計(jì)算可知祷杈，300 mm長(zhǎng)的鋼件斑司，溫差3℃時(shí)，材料有10.8μm左右的變化但汞，(10.8=1.2×3×3陡厘，每100mm變形量1.2μm/℃)，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響特占。

　　⑦采用電解磨削加工云茸，改善模具制造精度和表面質(zhì)量是目。電解磨削時(shí),砂輪刮除氧化膜：而不是磨削金屬，因而磨削力小么鹊，磨削熱也小耗亮，不會(huì)產(chǎn)生磨削毛刺、裂紋勇震、燒傷等現(xiàn)象筐知，一般表面粗糙度可優(yōu)于Ra0.16μm;另外毛师，砂輪的磨損置小，如磨削硬質(zhì)合金符固，碳化硅砂輪的磨損量大約為磨削掉的硬質(zhì)合金重量的 400%～600%族江，用電解磨削時(shí)，砂輪的磨損量只有硬質(zhì)合金磨除量的50%～100%拓肉。

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