磨料流加工技术在热流道模具制造中的应用

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1、耐斯合模机·飞模好帮手电话：0769-22707029/7传真：0769-22708240Http：//www.nicemachine.netE-mail：nice@nicemachine.net工件（a）（b）图2热流道的AFM夹具·模具制造技术·的加工精度，表面粗糙度值小于Ra0.4μm，并期望孔壁表面的加工痕迹与塑料流动的方向一致，即沿着孔的长度方向。流道板的制造材料是模具钢。对于这些加工要求，尽管要加工的是规则的圆孔，传统的铰、磨等工艺也无法加工，手工抛光费时费力，还不能保证加工的均匀性，严重制约整

2、副模具的快速、高质量制造。文献[5]主要讨论了热流道板的流道设计、加热形式及热功率计算、热膨胀量补偿以及密封等问题。磨料流加工又称挤压珩磨，是光整加工领域一项新工艺，利用压力挤压一种半固态流体磨料（由高聚物载体和磨料混合而成）往复通过工件的待加工表面或工件与夹具构成的通道，通过磨粒的微量切削作用去除工件材料，达到去毛刺、抛光、倒圆角、去除再铸层等加工目的[3-4]。由于流体磨料是一种粘弹性材料，它可以适应小孔、窄缝和各种异形截面孔道和复杂表面的抛光。它可以同时加工多个零件或单个零件的多个部位，可保证加工的均

3、匀性和一致性。应用磨料流加工取代手工抛光可大幅度降低劳动力成本，提高生产效率。磨料流加工工艺的多功能、高精度、高效、经济等特点使其在模具、液压、航空、汽车、医疗器械等领域的精加工生产中具有广阔的应用前景。本文研究用磨料流加工工艺抛光热流道，解决了实际生产中的难题，获得良好效果。性载体、润滑剂和磨料均匀混合而成，高粘度，半流体状态，内聚力很强，无腐蚀性，不粘连工件和人手，其中的磨料选用120目SiC，按重含量55％。（3）夹具。在磨料流加工工艺中夹具是非常重要的部分，用以固定工件，并与工件的待加工表面构成受限

4、通道，导引磨料流通过待加工表面。若工件本身具有较合适的通道，只需要简单的夹具，甚至不需要任何夹具，但对于具有复杂表面或通道截面较大的工件，必须使用夹具。夹具还具有密封通道和承受夹紧力的作用。夹具设计得正确与否，对磨料流加工效果影响重大[6]。用于加工热流道的夹具需要兼具上述各功能，设计结果及应用如图2所示。（4）热流道初始状态。热流道板上的流道孔长径比很大，由枪钻加工而成，有明显的周向加工微痕。（5）磨料流加工工艺参数。加工压力：20MPa。加工循环次数：分3步加工，第一步主要抛光主流道和分流道，去除交叉孔

5、处的毛刺，工件装夹如图2a所示，加工3次；第二步将工件上下调头，加工3次，保证分流道均匀抛光，经过两步加工后，主流道已被累计加工6次，且每次的磨料流经长度较长，抛光效果好于分流道；第三步继续抛光分流道，工件左右翻转，如图抛光热流道的磨料流加工磨料流机床、流体磨料和夹具构成磨料流加工工艺的三要素。太原理工大学磨料流加工技术中心研究成功磨料流加工成套技术，包括MB92××磨料流系列机床、多系列多规格流体磨料、以及夹具设计技术。对于图1所示的热流道板，制造材料为模具钢，应用磨料流加工的主要设备和技术参数选择如下：

6、（1）磨料流机床。选用自行研制的MB9215磨料流机床。有上下两个料缸，往复驱动方式。机床的主要参数如下：工作台有效面积：900mm×700mm。动梁最大开合高度：600mm。料缸容积：2.7L。最大夹紧力：390kN。最大推料力：250kN。（2）流体磨料。用流体磨料作磨具是磨料流加工工艺的基本特征。采用自行研制的流体磨料，由粘弹22b所示，根据加工要求，设定加工次数10次。16次，包括装卸工时总耗时16min。共加工3加工结果与分析由于热流道孔径仅准10mm，表面粗糙度仪的测头不便伸入孔中检测。因此用图

7、像对比的方法测定表面粗糙度值。用SW01工业内窥镜获取加工前后的热流道孔表面图像，见图3所示，其中图3a是孔的初始状态，图3b是磨料流加工后的状态，图3c是一个用作对比的孔（准30mm，Ra＝0.26μm）的图像。从图3中可以看出，初始孔表面明显可见周向加工痕迹，纹理·92·《模具制造》2009年第2期耐斯合模机·飞模好帮手电话：0769-22707029/7传真：0769-22708240Http：//www.nicemachine.netE-mail：nice@nicemachine.net（a）（b）

8、（c）图3磨料流加工前后的热流道及对比孔的图像a———AFM前的热流道b———AFM后的热流道c——对比孔（Ra=0.26μm）·模具制造技术·较宽，灰度差较大，经磨料流加工后，原来的加工痕迹已去除，新的微痕顺着孔的长度方向，纹理细密，灰度差很小，且纹理的细密程度和灰度的差异程度明显好于对比孔。由此可以断定经磨料流加工后的热流道表实践证明，采用磨料流加工工艺实现了模具热流道的高效、高精度、均匀抛光和交叉孔去毛刺加