模具成形表面的专门加工精选.ppt

模具成形表面的专门加工 型腔冷挤压、超塑成形、陶瓷型铸造、照相腐蚀 * 教学目的：了解型腔冷挤压、超塑成形、陶瓷型铸 造、照相腐蚀的基本原理和特点； 了解型腔冷挤压、超塑成形、陶瓷型铸 造、照相腐蚀的工艺过程。 知识点：型腔冷挤压的特点及用途、超塑成形的特 点及用途、陶瓷型铸造的特点及用途、 照相腐蚀的特点及用途 一、型腔冷挤压 1、原理： 在常温下，将淬硬的工艺凸模压入模坯，使坯料产生塑性变形，以获得与工艺凸模工作表面形状相同的内成形表面。 型腔冷挤压是利用金属塑性变形的原理实现的无切削加工方法。 2、特点 1）可以加工形状复杂的型腔，尤其适用于加工某些 难以进行切削加工的形状复杂的型腔。 2）挤压过程简单迅速，生产率高。 3）加工精度高，表面粗糙度小。 4）冷挤压的型腔，材料纤维未被切断，金属组织更 为紧密，型腔强度高。 3．冷挤压方式 （1）闭式冷挤压 是将坯料放在冷挤压模套内进行挤压加工，挤压力大。 应用： 精度高、深度大、体积小的型腔。应用广泛。 工艺凸模 导向套 模套 垫板 坯料 特点： 材料流动受限制， 型腔精度高。 （2）开式冷挤压 在挤压形腔毛坯外面不加模套，坯料四周变形不受限制。 应用：型腔浅、精度要求不高，外形需加工的情况。 特点： 坯料变形大，材料利用率低，型腔精度低。 4、冷挤压工艺过程 （1）挤压方式选择 形状简单，深度浅的锻模、多型腔塑料模、橡胶模的型腔，选择开式挤压。深度较大的塑料模型腔采用闭式挤压。 （2）模具坯料的准备 坯料在冷挤压前，必须进行软化退火处理。 挤压深度大时，为降低挤压力，可在坯料底部加工 出减荷穴或坯料周围开减荷槽。 减荷穴 （3）挤压工具的制备 1）工艺凸模材料用T10A或Cr12，淬硬HRC60以上。 2）模套材料用45号钢或40Cr钢，淬硬HRC43~48。 双层模套之间采用过盈配合，过盈量为直径的0.8% (4) 润滑处理 方法 一：经过脱脂清洗的坯料和凸模，在硫酸铜饱和溶液中浸3~4s，取出后涂凡士林或用机油稀释的二硫化钼润滑剂。（注意文字或花纹不能润滑，否则影响文字或花纹清晰） 方法二：凸模镀铜或镀锌，坯料磷酸盐处理，凸模和坯料涂二硫化钼润滑。这种方法效果最佳。 磷化处理： 将脱脂清洗后的坯料放入磷酸盐溶液里，使金属表面形成不溶于水的磷酸盐薄膜。这种磷化层是多孔组织，与基体金属结合牢固，能储存润滑剂，防止材料与凸模粘结。 （5）设备选择 挤压设备可选专用型腔挤压机或普通油压机。 二、超塑成形加工 某些金属在特定的条件下有特别好的塑性，这种现象称之为超塑性。凡是伸长率能超过100%的材料，均称为超塑性材料。 1、超塑成形原理 利用工艺凸模慢慢挤入超塑性状态下的坯料，并保持一定的温度，就可在不大的压力下获得与凸模吻合的型腔。超塑成形挤压力小，型腔精度高。 2、超塑性合金ZnAl22的性能 经超塑性处理后，保温在250℃时, 以应变速率 ε=10-4/min变形，具有超塑性。型腔加工后经强化，有较强的力学性能。 3、超塑成形工艺过程 坯料超塑性处理→润滑→装入模套→预热并保温→超塑成形→脱模并强化处理→辅助加工→装配 工艺凸模 尼龙齿轮工件 加热保温装置 型腔镶件 型腔固定板 超塑成形 1）坯料制备与处理：超塑合金ZnAl22出厂前一般都经过超塑性处理，可直接切削加工成型腔坯料。 超塑性处理：将材料加热到某一温度后保温一段时间，然后快速冷却至零度以下，得到细微晶粒。 超塑合金ZnAl22超塑处理工艺 加工时加热到250℃并保温 2）超塑性成形工具制造： ①工艺凸模：用45#钢制作，尺寸需考虑超塑合金的收 缩率，制作精度和表面粗糙度比型腔的要求高一级。 ②模套：用A3钢制作，壁厚不小于25mm，内部尺寸 比坯料大0.1~0.2mm，内表面粗糙度小于Ra0.63μm 并加工成 1：50的锥度，以保证易于脱模。 模套用于限制超塑合金的自由流动，有时由于模 具结构上的需要，模套转化为模具结构上的一部分， 成为型腔固定板。 需镶嵌的模套在两端加工出沉坑，并在内壁加工多处沟槽，使型腔能牢固嵌在模套上。 需镶嵌的模套 3）预热：超塑合金ZnAl22预热到250℃ 4）润滑：通过润滑减少磨擦阻力，降低挤压力，