CN105773091A - 可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法 - Google Patents

可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，载体模具包括主模，主模上带有多个进料孔及与进料孔相对应的出料槽；所述制造方法包括：用模具钢或其他合金钢钢材制作模板毛坯；编制进料孔钻孔加工程序，在数控深孔钻钻孔；编制线切割加工程序，在线切割机床上加工出料槽；在挤出机上预挤压，对进料孔和出料槽内表面进行研磨去毛刺和抛光；对所述载体模具的进料孔及出料槽的表面进行首次涂覆加工；利用涂覆后的所述载体模具进行第一次批量生产蜂窝陶瓷，挤出成型一定数量的陶瓷坯体后，再对所述载体模具的进料孔及出料槽进行第二次表面涂覆加工；利用第二次涂覆后的所述载体模具进行第二次批量生产，生产后再次进行涂覆加工。

Description

可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法
技术领域
本发明涉及蜂窝陶瓷模具的制造技术领域，特别涉及薄壁大规格蜂窝陶瓷载体的制造方法。
背景技术
已知的蜂窝陶模具都是由众多进料孔和与之贯通的出料槽组成。
薄壁大规格模具槽宽的宽度容易在使用过程中因泥料在槽中挤出磨损而变宽，当槽宽超过规定值，挤出的大规格载体壁厚就超过标准值上限，该模具即为失效报废；并且薄壁大载体挤出的泥料硬度比普通大载体要较硬，水分较低，从而才能保证薄壁大载体挤出时的泥坯有较好的保形性而避免了坯体成型时所产生的坯体整体变形、孔道和孔壁扭曲等缺陷。泥料水分低，硬度高，则挤出时泥料对出料槽内表面的摩擦力会增大，槽宽更容易变宽，模具使用寿命降低；同时挤出的阻力会增大，模具所承受的压力会增大，模具变形或开裂失效的风险也将增大。因此薄壁大规格模具承受的负载压力比普通壁厚大规格模具更大，在使用过程中更易变形和开裂，导致模具失效，无法生产或使用寿命很低。
要实现模具主体具备足够高的强度和抗疲劳性能，必须增加模具主体的厚度，即增加模具进料孔的深度。模具进料孔深度H需达到40-60mm。
通常大规格载体模具主体采用两件模板组合而成，如图1所示，由一件主模1和一件副模10组合而成，其使用寿命只能达到1000米，使用寿命短。主模由贯通的众多进料孔2和出料槽3组成，副模10仅有贯通的进料孔2。副模10的作用是增加模具的厚度，从而增加模具的强度和承压能力，减少模具的变形和开裂失效风险。如图1所示，通常主模1的进料孔2深度是20-25mm，副模10的厚度为18-24mm。采用这种组合式的结构是由于进料孔加工的限制，通常的进料孔加工采用的机床是雕刻机或加工中心等能实现钻孔功能的数控机床，使用的刀具是麻花钻，规格是直径1.1-1.8，采用的工艺是垂直方向，啄孔加工的钻孔方式。对于此类小深孔，钻孔深度受到限制，一般最深不能超过25mm。如钻孔深度过深，钻头长度必须加长，钻头刚度差，钻削时钻头易断。另外，孔深度过深，钻削时排屑不畅，钻头时钻头易断。此类小深孔，又是盲孔，如断钻头，无法取出钻头而会导致模具报废。
同时由于进料孔是小而深的盲孔，不能采用铰孔的方式对孔进行精加工。因此，用这种钻削方式加工出来的孔的内壁的粗糙度很差，只有Ra12.5-6.3。并且由于是垂直加工，必须采用啄孔方式来排屑，多次进刀多次退刀到模板表面以上来排屑，所以钻孔效率较低。
采用两块模板组合，不可避免存在定位偏差，增加挤出阻力。
发明内容
本申请人针对现有技术的上述缺点，进行研究和改进，提供一种可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其制作高强度大规格载体模具，并对大规格模具进行循环涂覆，从而提高模具使用寿命。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
一种可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，所述载体模具包括主模，主模上带有多个进料孔及与进料孔相对应的出料槽；
所述载体模具的制造方法包括以下步骤：
第一步：用模具钢或其他合金钢钢材制作模板毛坯；
第二步：编制进料孔钻孔加工程序，在数控深孔钻钻孔；所述钻孔加工程序包括一次钻孔过程和两次清底孔过程；所述一次钻孔过程为：用普通枪钻进行钻孔，钻孔深度比最终加工深度小0.3-0.5mm，钻孔的孔底为W形；所述两次清底孔过程包括第一清底孔及第二清底孔过程，第一次清底孔过程为：用特殊修磨的第一清孔枪钻加工，钻孔深度与钻孔过程的深度相等，将W形孔底的中部凸起去除；第二次清底孔过程为：用特殊修磨的第二清孔枪钻加工，将孔底加工成V形；
第四步：编制线切割加工程序，在线切割机床上加工出料槽；
第五步：在挤出机上预挤压，对进料孔和出料槽内表面进行研磨去毛刺和抛光；
第六步：对所述载体模具的进料孔及出料槽的表面进行首次涂覆加工；
第七步：利用涂覆后的所述载体模具进行第一次批量生产蜂窝陶瓷，挤出成型一定数量的陶瓷坯体后，再对所述载体模具的进料孔及出料槽进行第二次表面涂覆加工；
第八步：利用第二次涂覆后的所述载体模具进行第二次批量生产，生产一定数量的陶瓷坯体后，再次进行涂覆加工；如此重复，进行3-6次循环的表面涂覆加工。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述进料孔加工采用的机床是数控精密深孔钻机床，所述清底孔过程使用的刀具为整体式硬质合金枪钻。
所述进料孔采用水平方向钻孔及一次进刀的工艺。
所述进料孔加工时，通过钻套顶住模板，枪钻进入所述钻套后，再进行切削。
所述普通枪钻的主切削刃修磨到其直径的1/4处，所述主切削刃的角度为40度；所述第一清孔枪钻的主切削刃修磨到枪钻直径的1/2处，角度为30度；所述第二清孔枪钻的主切削刃修磨到枪钻直径的1/2处，角度为40度。
所述第一清孔枪钻及第二清孔枪钻的进刀量的设定范围为10-20mm/min。
所述出料槽使用中速走丝或低速走丝线切割机床加工。
本发明的技术效果在于：
本发明制作的模具为一体模具，其强度高，可进行反复表面涂覆，大大提高模具使用寿命。模具的进料孔可钻到深度为60mm，进料孔的孔径为1.1-1.8mm，完全消除了组合式模具的定位偏差的缺陷，减少了挤出阻力及模具所承受的压力，减少了模具变形或开裂的风险，提高模具使用寿命，使用寿命是原来的5-7倍，可生产5000-7000米。本发明中，进料孔的加工效率高、质量好。
附图说明
图1为现有技术中陶瓷载体模具的结构图。
图2为本发明中陶瓷载体模具的结构图。
图3为本发明中模具进料孔的加工工艺图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图2所示，本实施例的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，载体模具包括主模1，主模1上带有多个进料孔2及与进料孔2相对应的出料槽3；本发明的载体模具可用于生产孔密度100-600目，壁厚0.10-0.40mm，直径190-330的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体，并能够承受15MPA-30MPA的压力。
载体模具的制造方法包括以下步骤：
第一步：用模具钢或其他合金钢钢材制作模板毛坯；
第二步：编制进料孔钻孔加工程序，在数控深孔钻钻孔；
由于普通枪钻4钻出的孔的底部是W形结构，对于通常深孔加工通孔来讲，这没有任何影响。但是，蜂窝陶模具的进料孔2为盲孔，W形孔底结构不利于泥料挤出，泥料容易在W底的两个沟槽底部，形成死角，泥料挤出不流畅，挤出阻力加大。为解决上述问题，本发明的钻孔加工程序包括一次钻孔过程和两次清底孔过程，如图3所示，一次钻孔过程为：用普通枪钻4进行钻孔，钻孔深度比最终加工深度小0.3-0.5mm，钻孔的孔底为W形；两次清底孔过程包括第一清底孔及第二清底孔过程，第一次清底孔过程为：用特殊修磨的第一清孔枪钻5加工，钻孔深度与钻孔过程的深度相等，将W形孔底的中部凸起去除；第二次清底孔过程为：用特殊修磨的第二清孔枪钻6加工，将孔底加工成V形；
第四步：编制线切割加工程序，在线切割机床上加工出料槽3；
第五步：在挤出机上预挤压，对进料孔2和出料槽3内表面进行研磨去毛刺和抛光；
第六步：对载体模具的进料孔2及出料槽3的表面进行首次涂覆加工；
第七步：利用涂覆后的载体模具进行第一次批量生产蜂窝陶瓷，挤出成型一定数量的陶瓷坯体后，再对载体模具的进料孔2及出料槽3进行第二次表面涂覆加工；
第八步：利用第二次涂覆后的载体模具进行第二次批量生产，生产一定数量的陶瓷坯体后，再次进行涂覆加工；如此重复，进行3-6次循环的表面涂覆加工。
本发明中，如图2所示，主模的进料孔2可钻到深度为60mm，进料孔2的孔径为1.1-1.8mm，完全消除了组合式模具的定位偏差的缺陷，减少了挤出阻力，减少了模具所承受的压力，减少了模具变形或开裂的风险，提高了模具使用寿命，使用寿命是原来的5-7倍，可生产5000-7000米。
本发明中，进料孔2加工采用的机床是数控精密深孔钻机床，清底孔过程使用的刀具为整体式硬质合金枪钻。进料孔2采用水平方向钻孔及一次进刀的工艺，无需通过退刀来排屑。枪钻为中空结构，其中心带有通孔，高压油从通孔中心喷出，将铁屑沿排屑槽冲掉。钻孔时，通过钻套顶住模板，枪钻进入钻套后，再进行切削，其定心效果好，钻出的深孔垂直度偏差可在0.005mm以内。由于枪钻钻削方式是挤压式切削，光洁度比传统的麻花钻切削提高很多，能达到Ra0.8；并且，一次进刀，无需退刀，比麻花钻切削效率提高了20％。由于孔内壁的光洁度从6.3提高到0.8，模具的挤出阻力可降低30％-50％，即挤出压力可降低30％-50％。
为提高钻孔效率和进料孔2的加工质量，如图3所示，本发明中的普通枪钻4的主切削刃修磨到其直径的1/4处，主切削刃的角度为40度；第一清孔枪钻5的主切削刃修磨到枪钻直径的1/2处，角度为30度；第二清孔枪钻6的主切削刃修磨到枪钻直径的1/2处，角度为40度。由于这种经过特殊修磨，主切削刃修磨到枪钻1/2的枪钻，极易断刀或崩刀，本发明采用了专门的加工工艺，分两次进行底孔成形加工，进刀量也设定在合理范围，在10-20mm/min之间。这样有效避免了断刀和崩刀。
出料槽3使用中速走丝或低速走丝线切割机床加工。低速走丝线切割机床为优先选用方案，可以得到更好更低的槽内壁粗糙度，即更光滑的槽内壁表面。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (7)

1.一种可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述载体模具包括主模(1)，主模(1)上带有多个进料孔(2)及与进料孔(2)相对应的出料槽(3)；
所述载体模具的制造方法包括以下步骤：
第一步：用模具钢或其他合金钢钢材制作模板毛坯；
第二步：编制进料孔钻孔加工程序，在数控深孔钻钻孔；所述钻孔加工程序包括一次钻孔过程和两次清底孔过程；所述一次钻孔过程为：用普通枪钻(4)进行钻孔，钻孔深度比最终加工深度小0.3-0.5mm，钻孔的孔底为W形；所述两次清底孔过程包括第一清底孔及第二清底孔过程，第一次清底孔过程为：用特殊修磨的第一清孔枪钻(5)加工，钻孔深度与钻孔过程的深度相等，将W形孔底的中部凸起去除；第二次清底孔过程为：用特殊修磨的第二清孔枪钻(6)加工，将孔底加工成V形；
第四步：编制线切割加工程序，在线切割机床上加工出料槽(3)；
第五步：在挤出机上预挤压，对进料孔(2)和出料槽(3)内表面进行研磨去毛刺和抛光；
第六步：对所述载体模具的进料孔(2)及出料槽(3)的表面进行首次涂覆加工；
第七步：利用涂覆后的所述载体模具进行第一次批量生产蜂窝陶瓷，挤出成型一定数量的陶瓷坯体后，再对所述载体模具的进料孔(2)及出料槽(3)进行第二次表面涂覆加工；
第八步：利用第二次涂覆后的所述载体模具进行第二次批量生产，生产一定数量的陶瓷坯体后，再次进行涂覆加工；如此重复，进行3-6次循环的表面涂覆加工。
2.按照权利要求1所述的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述进料孔(2)加工采用的机床是数控精密深孔钻机床，所述清底孔过程使用的刀具为整体式硬质合金枪钻。
3.按照权利要求1所述的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述进料孔(2)采用水平方向钻孔及一次进刀的工艺。
4.按照权利要求1所述的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述进料孔(2)加工时，通过钻套顶住模板，枪钻进入所述钻套后，再进行切削。
5.按照权利要求1所述的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述普通枪钻(4)的主切削刃修磨到其直径的1/4处，所述主切削刃的角度为40度；所述第一清孔枪钻(5)的主切削刃修磨到枪钻直径的1/2处，角度为30度；所述第二清孔枪钻(6)的主切削刃修磨到枪钻直径的1/2处，角度为40度。
6.按照权利要求1或5所述的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述第一清孔枪钻(5)及第二清孔枪钻(6)的进刀量的设定范围为10-20mm/min。
7.按照权利要求1所述的可反复涂覆的薄壁大规格蜂窝陶瓷载体模具的制造方法，其特征在于：所述出料槽(3)使用中速走丝或低速走丝线切割机床加工。
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