CN101642837B - 一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法 - Google Patents

一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法，选择紫铜为粗加工电极材料，选择铜钨合金为精加工电极材料；对模具工作面坯料取形面的最高点，采用线切割修平模具工作面的端面；按模具设计的不规则形面加工制作反向形面电火花电极；确定电火花粗加工电参数、精加工电参数；硬质合金模具坯料置于加工冷却介质槽内，用粗加工电火花电极和粗加工电参数加工模具形面；用精加工电火花电极和精粗加工电参数加工模具形面；加工电极损耗小，电蚀严重几何尺寸精度高，光洁度高，大大节省了加工时间，降低了消耗，提高了模具质量。

Description

一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法
技术领域
本发明涉及模具加工技术，特别是涉及一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法。
背景技术
硬质合金模具材料具有其高强度(抗弯强度4100～1800N/mm2)、高硬度(HRA94.5°)、高耐磨等特性而得以在模具工业中得到日益广泛的应用和扩大。特别是模具加工工艺上由于其特性的制约，对于它的几何形状成型存在难成型的特点，为此采用电火花成型工艺进行加工制造硬质合金模具，以往采用直接电火花加工方法是直接按照图纸加工8～10根电极，形状复杂的加工余量大所需电极更多，原电极分别是粗打3～5件，去加工余量每件电极1mm2～15cm2，半精打2～3件。每件电极去加工余量0.05cm2～1cm2。精打电极3～5件。每件去加工余量0.005～0.05.而且加工时间长，原一件硬质合金冲头(YG15)打型需要40个小时左右。而要解决其难成型的特点对其进行成型加工，对电极材料的选择，电参数的确定，加工工艺过程的制定等成为不规则形面的硬质合金模具加工成型的几大难题。
发明内容
本发明针对现在技术的问题和不足，选择电极导电性能好损耗小的材料和加工电参数，进行不规则形面的硬质合金模具的加工方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案，一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法，按模具形面加工制作反向形面电火花电极；对模具工作面坯料取形面的最高点，采用线切割修平模具工作面的端面；确定电火花粗加工、精加工的电参数；硬质合金模具坯料置于加工冷却介质槽内，用反向形面电火花电极加工模具形面；
所述粗加工的电参数为：脉冲电流：0.8～81A，脉冲幅度：1～170μs，放电时间：16～76sec，放电电流峰值：15～75A，主电源电压：11～200V，跳转上升时间：5～10sec，跳转加工时间：3～25sec，跳转速度：7～30m/min，摇动动作振幅；0.000～9.9999mm；
所述精加工电极参数为：脉冲电流：0～50A，脉冲幅度：1～170μs，放电时间：1～520sec，放电电流峰值：0～1000A，主电源电压：1～160V，跳转上升时间：5～9sec，跳转加工时间：3～25sec，跳转速度：7～30m/min，摇动动作振幅；0.000～9.9999mm；
所述的铜钨合金材料中的钨含量为60％～80％。
所述的粗加工电极为紫铜材料，所述的精加工电极为铜钨合金材料。
本发明的优点是通过线切割、粗、精加工和电参数选择，对于不规则形面的硬质合金模具加工电极损耗小，电蚀严重几何尺寸精度高，光洁度高，大大节省了加工时间，降低了消耗，提高了模具质量。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，一种不规则形面的硬质合金模具的加工方法如下：按模具形面加工制作反向形面电火花电极；对模具工作面坯料取形面的最高点，采用线切割修平模具工作面的端面；确定电火花粗加工、精加工的电参数；硬质合金模具坯料置于加工冷却介质槽内，用反向形面电火花电极加工模具形面；
所述粗加工的电参数为：脉冲电流：0.8～81A，脉冲幅度：1～170μs，放电时间：16～76sec，放电电流峰值：15～75A，主电源电压：11～200V，跳转上升时间：5～10sec，跳转加工时间：3～25sec，跳转速度：7～30m/min，摇动动作振幅；0.001～9.9999mm；
所述精加工电极参数为：脉冲电流：0～50A，脉冲幅度：1～170μs，放电时间：1～520sec，放电电流峰值：0～1000A，主电源电压：1～160V，跳转上升时间：5～9sec，跳转加工时间：3～25sec，跳转速度：7～30m/min，摇动动作振幅；0.001～9.9999mm；
所述的铜钨合金材料中的钨含量为60％～80％。
所述的紫铜基材料为粗加工电极，所述的铜钨合金基材料为精加工电极。
粗加工时，主要是去余量并达到基本成型的目的。同时降低生产成本，故选用T2紫铜材料做粗加工电极，因其导电性能好，损耗小。精加工时，根据几何形状准确，尺寸精度高的要求损耗更小或无损耗，故选用含量为30％~90％的CuW做精加工电极。根据余量大小来选用各种电参数，其根据是平方厘米余量选择电流：紫铜材料做电极时，电流选在15A，电压为150V，放电停止时间为1508μsec；铜钨材料做电极时，电流选在30A之间，电压为200V，放电停止时间为2490μsec。脉冲幅度和电流峰值由能源系数确定。
实施例1：
一种周边开放式的不规则形面硬质合金模具的加工，电极对应工件的被加工面，用T2紫铜按图纸工艺要求加工好粗加工电极，再用CuW(其中W含量为30％~90％)材料按图纸工艺要求加工好精加工电极。
根据模具图纸要求对模具零件分别确定粗、半精、精加工的电参数。
如下表：
  粗加工1   粗加工2   半精加工   精加工
  S-OFS(侧面残量)μm   0.5178   0.1790   0.0630   0.0101
  B-0FS(底面残量)μm   0.7180   02190   0090   0.009
  PL(极性)(正+、负-)   +   +   +   -
  0N(放电时间)μsec   0390   0100   006.5   0001
  IP(放电电流峰值)A   005.0   003.5   001.0   0.0001
  V(主电源电压)V   22   21   21   22
  UP(跳转上升时间)sec   012   014   013   024
  DN(跳转加工时间)sec   015   025   035   050
  JS(跳转速度)m/min   020   008   005   001
粗加工是去除大余量腐蚀面的加工；粗加工是去除较大余量修正粗加工的偏移值；半精加工是修正粗加工后的工件将余量值修正到最小工件余量，以保证精加工成型的精度；精加工是加工模具零件以达到图纸工艺要求。
实施例2：
一种周边封闭式的不规则形面硬质合金模具的加工，电极对应工件的被加工面，用T2紫铜按图纸工艺要求加工好粗加工电极，再用CuW(其中W含量为30％~90％)材料按图纸工艺要求加工好精加工电极，所加工的模具零件的周边封闭式内腔形状较为复杂的多边形，根据模具图纸要求对模具零件分别确定粗加工和精加工的电参数。
如下表：
  加工方式   粗加工   半精加工   精加工
  PL(极性)(正+、负-)   -   -   -
  ON(放电时间)μsec   1002   1002   1001
  OFF(放电停止时间)μsec   0006   0006   0006
  IP(放电电流峰值)A   000.0   000.0   000.0
  SV(伺服基准电压)V   090   100   090
  S(伺服速度)m/min   52   73   73
  UP(跳转上升时间)sec   015   020   020
  DN(跳转加工时间)sec   040   050   050
  JS(跳转速度)m/min   001   101   101
  V(主电源电压)V   11   11   22
由于采用此工艺加工成型，生产效率有了很大的提高，以前加工成型一个K0系列的上冲头形状打型时间长，一个上冲头电加工成型需要4个工日，现经过加工工艺和电加工材料的改进，目前1个工作日能加工1.5--2件，提高4-8倍的电加工产能，原每件钢冲头压制产品500次，现使用合金冲头，可到达10000～50000次，降低了产品的生产成本，增加了经济效益20倍以上。

Claims (2)

1.一种不规则形面的硬质合金模具加工方法，其特征是，选择紫铜为粗加工电极材料，选择铜钨合金为精加工电极材料；对模具工作面坯料取形面的最高点，采用线切割修平模具工作面的端面；按模具设计的不规则形面加工制作反向形面电火花电极；确定电火花粗加工电参数、精加工电参数；硬质合金模具坯料置于加工冷却介质槽内，用粗加工电火花电极和粗加工电参数加工模具形面；用精加工电火花电极和精加工电参数加工模具形面；
所述粗加工电参数为：脉冲电流：0.8～81A，脉冲幅度：1～170μs，放电时间：16～76sec，放电电流峰值：15～75A，主电源电压：11～200V，跳转上升时间：5～10sec，跳转加工时间：3～25sec，跳转速度：7～30m/min，摇动动作振幅；0.000～9.9999mm；
所述精加工电参数为：脉冲电流：0～50A，脉冲幅度：1～170μs，放电时间：1～520sec，放电电流峰值：0～1000A，主电源电压：1～160V，跳转上升时间：5～9sec，跳转加工时间：3～25sec，跳转速度：7～30m/min，摇动动作振幅；0.000～9.9999mm 。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是，所述的铜钨合金材料中的钨含量为60％～80％。 
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