浅谈磨削加工对模具寿命的影响

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1、浅谈磨削加工对模具寿命的影响制造是模具设计的延续，是验证设计正确性的过程。在现代模具生产中采用了先进、高效、高精密机床和口动化生产技术。辭削加工工作量将占模具总的制造丄时的25%〜45%。我国模具工业发展到今天取得了巨人的进步，但仍然与国外先进水平有綾人的差距。造是模具设计的延续，是验证设计正确性的过程。在现代模具住产屮采用了先进、高效、高精密机床和口动化生产技术。磨削加工工作量将占模具总的制造工吋的25%〜45%o我国模具工业发展到今天収得了巨大的进步，但仍然与国外先进水平有较大的差距，在模具寿命上的比较

2、见附表。模具制造的成品质量与模具制造精度密切相关，特别是与模具型腔面的精度和表面粗糙度有着密切关系。实际生产中，影响模具失效的因素有：①模具结构；②模具材料；③冷热加工的制造工艺（锻造、热处理、切削加工、磨削加工、电加工等）；④模具工作条件。要提高模具寿命，必须对导致模具损伤的原因及各种彩响因索进行认真分析，制定克服的办法和措施。FI前，在国际上有两种模具制造工艺路线：一是以提肓机械加工与电加工的精度与质量，使手工精加工的丄作量降到最低，如高精密机丿末和高速成型及其加工工艺的发展，为这条工艺路线的发展奠定基

3、础。二是侧重精加工中的抛光和研磨工艺，其加工工时，为机械加工、加工时I'可几乎相等。一副模具是由众多的零件组配而成，零件的质量直接影响着模具的质量，而零件的授终质量又是由精加工來保证的。在国内大多数的模具制造企业，精加工阶段采用的方法一般是磨削、电加工及钳工处理。磨削加工対模貝寿命的影响未引起人们的充分重视，山于不正确的磨削工艺，造成工件表血烧伤、磨削裂纹、磨削痕及产牛磨削应力，致使后续工序及模具在服役期间的机械疲劳、冷热疲劳产生裂纹的萌生源，严重影响模具的使用寿命。研究和探讨如何提高磨削加工质最，提高模具

4、使用寿命、延长服役时间，促进采用模具新技术，正是本文的目的。1、模具的磨削加工磨削过程的实质是工件被齋削了金属表层,在无数磨粒瞬间的挤压、磨擦作用下产生变形,而后转为磨們，并形成光洁表面的过程。磨削的全过程表现为力和热的作用。①在磨削过程中，加工表面在切削热作用下产生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此，表面产生热压应力。当磨削结束时，工件表面温度降低，由于表面已产生热态赠性变形并受到基体的限制，故而表面产生残余拉应力，里层产生残余压应力。①磨削时，砂伦与工件为弧而接触，砂伦切削时工件产生犁性变形及砂伦与工件

5、间剧烈的摩擦阻力，从而在砂轮与工件间形成人小相等，方向相反的磨削力，同时由于表层材料塑性变形吋使工件材料内部金属分子Z间产生相对位移，形成内摩擦而发热，砂轮和工件Z间外摩擦也产牛•热量，这种磨削热在磨削区会产牛•局部瞬时达1000°C的高温，而砂轮是不易传热的，所以80%的热传入工件和磨屑，而金属在固态F随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格，发生金相组织的转变，在磨削淬硬钢时，冷却充分，表面层产生二次淬火，部分残余奥氏体转变为马氏体，而马氏体比容较大，比容增加，表面产生压应力，如果磨削冷却不好，或不用冷却

6、液，表面产生回火，发生马氏体转变，表面产生拉应力（如yFe转变为0（—Fe时铁的体积会膨胀1%,）,这些应力（残余应力可达到500〜1000MPa）,如果超过材料的屈服极限时，便产牛磨削裂纹，另外热处理淬火后模具未立即回火，淬火温度过高，有网状碳化，回火后未回火的马氏体或残余奥氏体过多，在磨削吋都会产生相变，发生应力使工件表层产生裂纹。磨削裂纹是一种很细的表面裂纹，磨削裂纹形态一般冇3种：平行线条状、网络龟裂状、八字形裂纹。裂纹的发生方向和模具形状有关，裂纹的发展方向和砂轮在工件表面磨削方向有关，其深度在0

7、.03mm以内。②磨削时，砂伦不锋利，进刀量人，冷却不良等使工件表面产生的温度达300°C,引起工件表面发生烧伤现象。2、减少磨削加工缺陷的措施①合理选择磨削用量，采用径向进给量綾小的精磨方法其至精细磨削。如适当减少径向进给量及砂轮速度、增人轴向进给量，使砂轮与工件接触面积减少，散热条件得到改善，从而有效地控制表层温度的提高。②合理选择和修整砂轮，采用口刚玉的砂轮较好，它的性能硬而脆，且易产牛新的切削刃,因此切削力小，磨削热较小，在粒度上使用中等粒度，如46〜60目较好，在砂伦硬度上采用中软和软（ZR1、Z

8、R2和Rl、R2）,即粗粒度、低硬度的砂轮,自励性好可降低切削热。精煙吋选择适当的砂轮十分重要，针对模具钢材的高帆高钳状况，选用GD单品刚玉砂轮比较适合，肖加工硬质合金、淬火硬度高的材料时，优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮，有机粘结剂砂轮白磨性好，磨出的工件粗糙度可达Ra0.2pm,近年來，随着新材料的应用，CBN（立方氮化硼）砂轮显示出十分好的加工效果，在数控成型磨床、朋标磨床、CNC内外圆磨床上精加工，效果优于