本发明涉及型材的模具生产技术领域,尤其涉及一种铝型材热挤压模具的加工方法。
背景技术:
近年来建材市场迅猛的发展带动了铝加工行业的飞速发展。铝加工行业尤其是铝型材以其独特的端面被广泛应用到各行各业,铝型材的加工过程中挤压模具就显得尤为重要。挤压模具在生产过程中,常常会采用线切割工艺来加工模具的某些部位,例如型腔等。传统的线切割过程中,常常会因为冷却液的冷却效果不理想,而使得线切割效率不高,间接加长了模具的生产周期。
技术实现要素:
本发明针对现有技术的不足提供一种铝型材热挤压模具的加工方法,大大改善了模具生产过程中冷却效果不佳的问题,间接提高了工作效率。
本发明提供了一种铝型材热挤压模具的加工方法,所述方法包括如下步骤:
(1)前处理:依次包括开料、车削、粗加工、钻孔,以完成模具外形以及分流孔、工艺孔、销钉孔、螺丝孔、定位孔的加工,得到模具坯料;
(2)热处理:将所述模具坯料进行热处理,所述热处理依次包括淬火处理、回火处理;
(3)平面磨、铣:在磨床上打磨所述模具坯料的端面,在铣床上精铣所述模具坯料的焊合室;
(4)精加工:用数控机床精铣所述模具坯料的所述工艺孔、销钉孔、螺栓孔、定位孔;
(5)线切割:利用钼丝作为电极,按照设计图纸要求通过电蚀在所述模具坯料上切割出型腔;
(6)雕刻:按照设计图纸工作带的要求在预先制作好的铜公上雕出高低点和过渡弧位;
(7)电火花加工:将步骤(6)中雕刻得到的铜公放入所述模具坯料的所述型腔内,通过电火花腐蚀作用使所述型腔的尺寸加工到设计图纸要求范围内;
(8)打磨;把所述模具坯料的所述分流孔打磨平顺;
(9)工具磨:把所述模具坯料中的上模和下模装配起来,检查装配是否有问题,若有,则用工具磨修整装配尺寸;
(10)抛光处理:所述抛光处理包括去除所述模具坯料的毛边、修整所述模具坯料的倒角、提高线切割的加工精度到±5μm内;
(11)精车:在所述上模和所述下模装配好的状态下精车所述模具坯料的外圆以及止口;
(12)检验:检验所述模具坯料,得到所述模具的成品。
进一步,在步骤(5)中,所述线切割在线切割装置中完成,所述线切割装置包括数控装置、由所述数控装置控制的工作台、第一脉冲发生器、与所述第一脉冲发生器电连接的电极丝、用于在线切割过程中冷却所述电极丝和所述模具坯料的冷却机构;所述电极丝由所述第一脉冲发生器发出的第一脉冲信号控制其是否放电。
进一步,所述冷却机构包括两个独立的供给回路,在其中一个所述供给回路上设有电磁阀,通过电磁阀的间歇性开启来定时增大模具坯料表面冷却液的供给量。
进一步,所述电磁阀为脉冲电磁阀,通过第二脉冲发生器发出的第二脉冲信号控制其开启或闭合,使所述脉冲电磁阀在所述电极丝放电间隙时开启,在所述电极丝放电时关闭。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明多处采用数控机床自动加工代替人工加工,与传统加工方法中人工加工比较,能有效缩短加工周期,极大地提高了生产效率。
2.本发明在线切割时,通过独立的两个冷却液供给回路对模具坯料表面喷冷却液,当钼丝在放电时,只有一个供给回路正常供液,当钼丝在放电间隙时,两个供给回路同时工作,增大了冷却液的供给量,不仅能快速冷却,而且还能使排屑功能更优化,保证线切割的精度。
附图说明
图1为本发明的线切割装置的结构示意图。
1—工作台;2—模具坯料;3—电极丝;4—喷嘴;5—电磁阀;6—压力调节阀;7—聚液罩。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
一种铝型材热挤压模具的加工方法,所述方法包括如下步骤:
(1)前处理:所述前处理依次包括开料、车削、粗加工、钻孔,以完成模具外形以及分流孔、工艺孔、销钉孔、螺丝孔、定位孔的加工,得到模具坯料。所述开料包括按照要求在锯床上锯切预定长度的原材料,获得模具坯料。所述原材料优选为模具钢;然后将所述模具坯料加热并进行锻造,以加大其密度,提供其机械性能。在一实施例中,经锻造后的模具坯料要经过退火处理,用以消除应力、提高韧性,从而提高模具寿命,降低材料硬度。所述车削主要指按照设计图纸要求在数控车床或者普通车床上车出模具的外圆以及端面。所述粗加工优选采用cnc粗加工,即利用预先编好的程序在数控机床上加工出模具的分流孔、工艺孔、销钉孔等。在所述cnc粗加工前,要先用分度头在所述模具坯料表面上划出外圆的半径及圆心,所述圆心用作cnc粗加工的中心点。
(2)热处理:将所述模具坯料进行热处理,所述热处理依次包括淬火处理、回火处理。所述淬火处理包括三个阶段:第一阶段,在常温下加热到520~550℃,然后保温2~3小时;第二阶段,加热至800~850℃,保温3~4小时;第三阶段,加热到1040~1060℃,保温3~4小时,然后在高温下进行油淬,使硬度达到hrc53-57;然后再进行一次回火处理,回火温度为550-580℃,保温2~3小时后将所述模具坯料拉出回火炉,进行风冷,使其硬度达到hrc45-50。
(3)平面磨、铣:在磨床上打磨所述模具坯料的端面,所述磨床优选为平面磨床。然后在在铣床上精铣所述模具坯料的焊合室。
(4)精加工:所述精加工优选采用cnc数控铣床,采用所述cnc数控铣床对所述模具坯料上的所述工艺孔、所述销钉孔、所述螺栓孔、所述定位孔等进行精铣,提高其精度。采用cnc精加工工艺代替传统的人工作业,不仅节省时间,大大缩短了生产周期,而且对加工的精度也得到了保证。
(5)线切割:所述线切割是利用连续移动的细金属丝,优选为钼丝作为电极,对模具坯料进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。在本实施例中,按照设计图纸中型腔的尺寸要求,通过钼丝在所述模具坯料上切割出型腔。所述线切割可分为快走丝、中走丝和慢走丝,可根据客户要求选择其中的一种或多种。本实施例中,先进行一次快走丝,然后进行一次慢走丝。在快走丝过程中,采用高峰值电流,较长脉宽的进行大电流切割,以获得较高的切割速度,所述切割速度为8-12m/s。在慢走丝过程中,采用最小脉宽进行修光,其峰值电流根据模具加工表面质量的要求调整,其切割速度为1~3m/s。
(6)雕刻;在雕刻前按照设计图纸的要求制造用作电极的铜公,所述铜公优选为铜钨合金材料制成。所述铜公的轮廓与所述模具坯料的型腔相匹配的。然后按照设计图纸中模具坯料的工作带高低点偏差要求在所述铜公上雕出高低点和过渡弧位,其中最低点公差为±0.1㎜,最高点公差为±0.3㎜以下,过渡位公差为±0.3㎜。
(7)电火花加工:将步骤(6)中所述铜公放入所述模具坯料的所述型腔内,接通脉冲电源,将所述铜公作为正极,所述模具坯料作为负极,通过电火花的腐蚀作用使所述型腔的尺寸加工到设计图纸尺寸要求的范围内。
(8)打磨;所述打磨主要是把所述模具坯料的所述分流孔的所有粗糙面都打磨平顺,在铝型材挤压时起减少分流孔与铝棒的摩擦力的作用。
(9)工具磨:把所述模具坯料中的上模和下模装配起来,检查装配是否有问题,若有,则用工具磨修整装配尺寸。所述装配有问题包括但不限于以下问题:所述上模和所述下模装配不成功;或者,装配过程不顺利;或者装配后,所述上模与所述下模的配合间隙影响所述模腔的尺寸。
(10)抛光处理:所述抛光处理包括去除所述模具坯料的所有毛边、修整所述模具坯料的倒角、提高线切割的加工精度到±5μm内。
(11)精车:在所述上模和所述下模装配好的状态下精车模具坯料的外圆以及止口,用以保证所述外圆和所述止口的同心度符合设计图纸的要求。
(12)检验:检验所述模具坯料,得到模具成品。具体为,根据客户产品要求或者设计图纸的要求对所述模具坯料进行初步判断。所述初步判断包括但不限于:检查模具坯料长宽高尺寸和模深;检查模具坯料外表是否有缺角,崩裂情形,模具坯料表面光洁度等等。检验合格的模具坯料为所述模具成品,经上防锈油后包装入库。
进一步,在步骤(5)中,所述线切割在线切割装置中完成,如图1所示,所述线切割装置包括数控装置(图中未画出)、由所述数控装置控制的工作台1、第一脉冲发生器(图中未画出)、与所述第一脉冲发生器电连接的电极丝3、用于在线切割过程中冷却所述电极丝3和所述模具坯料2的冷却机构。所述电极丝3由所述第一脉冲发生器发出的第一脉冲信号控制器是否放电。所述数控装置可通过预先编程好的编程控制所述工作台1在水平方向上沿横向和纵向来回移动,方便在所述模具坯料2上线切割出任意曲线轮廓的型腔。所述工作台1上设有用于固定所述模具坯料2的固定机构,使所述模具坯料2与所述工作台1能同步运动。所述第一脉冲发生器优选为脉冲信号发生器,能向所述电极丝3输出第一脉冲信号,用来实现所述电极丝3与所述模具坯料2之间产生的间歇性火花放电。实施例一,所述冷却机构包括两个独立的供给回路,所述供给回路包括水箱和喷嘴,所述水箱和喷嘴之间通过管道连通,在所述管道上还设有水泵,用于将所述水箱内的冷却液经所述管道,从所述喷嘴喷出。所述喷嘴设置在所述模具坯料的上方,向着所述模具坯料和所述电极丝最接近的部位倾斜。两个所述供给回路能单独对所述模具坯料2进行冷却作业。本发明在其中一个所述供给回路上设有电磁阀5,通过电磁阀5的间歇性开启定时增大喷淋在所述模具坯料上冷却液的供给量,不仅能实现所述模具坯料的加速冷却,而且还能冲击线切割时积存在模具坯料2缝隙里的粉尘,使排屑排得更干净。当电磁阀5开启时,两个所述供给回路中的冷却液同时对模具坯料进行冲洗冷却;当电磁阀5闭合时,带有电磁阀5的供给回路不工作,另一个供给回路单独对模具坯料进行冲洗冷却。具体为,所述电磁阀5为脉冲电磁阀5,通过所述第二脉冲发生器发出的第二脉冲信号控制器开启或闭合,使所述脉冲电磁阀5在所述电极丝3放电间隙时开启,在所述电极丝3放电时关闭。具体为,所述冷却机构还包括第二脉冲发生器,所述第二脉冲发生器与所述电磁阀5电连接,用于向所述电磁阀5发送第二脉冲信号。所述电磁阀5根据接收到的所述第二脉冲信号实现间隙性开启。所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号的周期、频率和电压幅度均一致,只是所述第二脉冲信号比所述第一脉冲信号延迟了半个周期。即当第一脉冲电压处于正向电压时,第二脉冲电压处于0v;当第一脉冲电压处于0v时,第二脉冲电压处于正向电压。第一脉冲电压的脉宽与第二脉冲电压的脉宽相等,以实现所述脉冲电磁阀5在电极放电间隙(即处于0v)时开启,在电极放电(处于正向电压)时关闭。
实施例二,在实施例一的基础上,在设有所述电磁阀5的供给回路上还设有雾化喷淋装置,所述雾化喷淋装置包括设置在所述供给回路上的压力调节阀6,所述压力调节阀6用于增大所述供给回路中冷却液的压力,所述压力可通过所述压力调节阀6来适当调整,使其经设置在所述供给回路上的喷嘴4喷出时形成雾化冷却液。将所述冷却液雾化,不仅能达到快速冷却的效果,而且还能避免因冷却液直接喷淋在所述电极丝3上时对所述电极丝3造成不同程度的撞击,使所述电极丝3产生振动,影响线切割的精度的问题产生。为了使所述雾化冷却液集中喷淋在所述电极丝3和所述模具坯料2上,在所述喷嘴4上还设有聚液罩7,所述聚液罩7呈圆台状,其较小一端套接在所述喷嘴4上,较大一端朝着所述电极丝3和所述模具坯料2的方向延伸。将所述冷却液雾化后喷淋在所述电极丝3和所述模具坯料2上,能大大较少了所述冷却液对所述电极丝3的撞击力,减少所述电极丝3的震动,保证线切割的精度。
作为本发明的又一实施例,步骤(5)中的具有两个独立的供给回路的冷却机构即实施例一和二同样适用于步骤(7)中的电火花加工中,在此不再赘述。
本发明多处采用数控机床自动加工代替人工加工,与传统加工方法中人工加工比较,能有效缩短加工周期,极大地提高了生产效率。另外,本发明在线切割时,通过独立的两个冷却液供给回路对模具坯料表面喷冷却液,当钼丝在放电时,只有一个供给回路正常供液,当钼丝在放电间隙时,两个供给回路同时工作,增大了冷却液的供给量,不仅能快速冷却,而且还能使排屑功能更优化,保证线切割的精度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。