CN105251800A - 一种硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，包括如下步骤：步骤a，凹模加工；步骤b，电极制作；步骤c，带螺旋槽Ⅱ的孔壁加工；步骤d，抛光加工；本发明具有的有益效果：采用这四个步骤加工挤压模具，在保证挤压模具性能的前提下大大降低了生产所需的成本。

Description

一种硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法
技术领域
本发明涉及一种模具加工方法，尤其是一种硬质合金生产中挤压成型用模具加工方法。
背景技术
在硬质合金双螺旋孔棒材的挤压生产中，挤压模具由凹模和模具芯杆两部份组成，凹模包括进料孔以及与进料孔连通的成形孔，成形孔周壁开设有螺旋槽；挤压模具芯杆包括两根位于成形孔中的柔性芯杆及位于进料孔处的芯杆夹具体；其工作原理如下：当混合料由进料孔挤入到成形孔中时，由于成形孔周壁开设有螺旋槽，故此混合料在运动过程中沿着螺旋槽发生旋转从而带动柔性芯体发生扭转，挤出成形后得到双螺旋孔棒材毛坯，再经烧结后得到成品棒材。现有凹模成形孔的孔壁螺旋槽加工难度非常大，且对光洁度要求极高。传统的方法是用五轴数控加工中心加工电极，然后用四轴数控放电成型机的C轴旋转加工螺旋槽，故此对设备要求非常高，从而使得加工成本高昂。
发明内容
本发明提供一种简单高效的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，包括如下步骤：
步骤a，凹模加工：对凹模进行慢走丝线割形成圆柱底孔；
步骤b，电极制作：选取直径大于凹模圆柱底孔孔径的电极基体，将电极基体装夹在普通数控车床的夹持部位，先将电极基体车成外径比凹模圆柱底孔略小的圆柱体，然后再在圆柱体的圆柱面上车出螺旋槽Ⅰ，从而完成电极的制作；其中，将加工螺旋槽Ⅰ时的车床转速控制在40~60r/min；
步骤c，带螺旋槽Ⅱ的孔壁加工：将经过步骤a过程的凹模置于放电成型机磁力吸盘上，并保证孔垂直于工作台；再将经过步骤b得出的电极装在安装于普通放电成型机的平动头上，将电极伸入圆柱底孔中保证电极的轴心与圆柱底孔的中心线对准，利用普通放电成型机的平动功能放电成形，从而可以将电极的螺旋槽Ⅰ复制到凹模壁上形成螺旋槽Ⅱ；
步骤d，抛光加工：对步骤c得出的螺旋槽Ⅱ进行抛光处理；抛光机采用磨粒流体抛光机。
采用上述步骤加工硬质合金双螺旋孔棒材挤压模具的孔壁的螺旋槽，由于使用的都是普通数控车床以及普通的放电成型机进行加工故此对设备要求大大降低，可以有效的节省成本。选取直径大于凹模圆柱底孔孔径的电极基体，先将电极基体车成外径比凹模圆柱底孔略小的圆柱体，然后再在圆柱体的圆柱面上车出螺旋槽Ⅰ，可以保证所加工出来的螺旋槽Ⅰ的光洁度，从而保证放电成型时螺旋槽Ⅱ的光洁度。
其中，在进行步骤b时，将螺旋槽成型车刀倾斜至与螺旋槽Ⅰ螺旋角近似的角度进行车加工。
采用螺旋槽成型车刀倾斜至与螺旋槽Ⅰ螺旋角近似的角度进行加工，使得车刀后角避开了电极基体的加工面，防止车刀的主后面触碰到电极基体加工面影响螺旋槽Ⅰ光滑度的情况发生。
其中，在进行步骤c时，控制电极的平动量逐步增加；电极的通电电流与平动量呈反比关系。
此处反比关系指电极的平动量在逐步增加的同时，通电电流在逐步减小，采用这样的方式进行放电成形，使得成形后的螺旋槽Ⅱ表面光洁度提高，且螺旋槽Ⅱ的精度也得到提高。
其中，所述电极的初始平动量为0.05mm，最高平动量为螺旋槽Ⅱ的槽深；通电电流初始为6A，最低电流为0.3A。
采用这种平动量和通电电流可以保证螺旋槽Ⅱ的表面粗糙度约为Ra0.6—Ra0.4。
其中，在进行步骤d时，抛光剂在螺旋槽Ⅱ内呈往复运动。
模具安装在磨粒流体抛光机上后，抛光剂在液压活塞的作用下高速通过模具孔，利用抛光剂中的磨料往复运动与孔壁产生刮削、研磨及抛光的工作，可以达到快速抛光，且使得抛光后的螺旋槽Ⅱ表面粗糙度在Ra0.1左右。
其中，步骤c中所采用的抛光剂为膏状，其主要磨料为碳化硅微粉或金刚石微粉，其余为润滑剂和结合剂；其中，碳化硅微粉或金刚石微粉的粒度为0.14-0.16μm.
采用此种膏状的抛光剂可以有效的提高螺旋槽Ⅱ的光洁度使得螺旋槽Ⅱ表面粗糙度在Ra0.1左右。
其中，电极基体的材质为紫铜。
采用紫铜作为电极基体的材质，主要因为紫铜易于加工且导电性能极强易于后续的放电工艺。
具体实施方式
实施例1：
本发明为一种硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法：
需加工型号为Ф16xФ1.75-7.9-30°挤压模，该模具孔径Ф21.6mm，螺距109mm，槽数60条，槽深0.25mm，螺旋角30°，孔深80mm。
步骤a，对凹模进行慢走丝线割加工形成孔径为Ф21.6mm、孔深为80mm的圆柱底孔；
步骤b，选取直径大于圆柱底孔孔径且材质为紫铜的电极基体，先车出小于凹模底孔0.1mm的圆柱面，然后将螺旋槽成型车刀倾斜至近30°在电极的圆柱面车出螺旋槽Ⅰ，螺旋槽Ⅰ的螺旋角为30°，螺旋槽Ⅰ的螺距为109mm，槽深0.25mm，螺旋槽Ⅰ的槽数60条，在加工期间车床的转速控制在40r/min；
步骤c，将经过步骤a过程的凹模置于放电成型机磁力吸盘上，并保证孔垂直于工作台；再将经过步骤b得出的电极安装于放电极平动头上，将电极伸入圆柱底孔中保证电极的轴心与圆柱底孔的中心线对准，利用普通放电成型机的平动功能放电成形，从而形成螺旋槽Ⅱ；放电期间，控制电极的平动量由0.05mm增加至0.25mm，电极的通电电流由6A减少至0.3A。故此，平动量与通电电流之间的关系为反比关系；
步骤d，抛光加工：对步骤c得出的螺旋槽Ⅱ进行抛光处理；抛光机采用磨粒流体抛光机，抛光剂采用膏状弹性磨料，其主要成分为碳化硅微粉，其余为润滑剂和结合剂；碳化硅微粉的粒度为0.15μm；抛光过程中利用抛光剂往复运动使得螺旋槽Ⅱ的光洁度快速达到要求。
最终得到的螺旋槽Ⅱ表面粗糙度在Ra0.1左右，可以利用该模具去加工对应规格的双螺旋孔挤压棒材。
实施例2：
需加工型号为Ф14xФ1.75-6.7-30°挤压模，该模具孔径Ф19.1mm，螺距95mm，槽数50条，槽深0.25mm，螺旋角30°，孔深75mm。
步骤a，对凹模进行慢走丝线割加工形成孔径为Ф19.1mm、孔长为75mm的圆柱底孔；
步骤b，选取直径大于圆柱底孔孔径且材质为紫铜的电极基体，先车出小于凹模底孔0.1mm的圆柱面，然后将螺旋槽成型车刀倾斜至近30°在电极基体的表面车出螺旋槽Ⅰ，螺旋槽Ⅰ的螺旋角为30°，螺旋槽Ⅰ的螺距为95mm，槽深0.25mm，螺旋槽Ⅰ的槽数50条，在加工期间车床的转速控制在50r/min；
步骤c，将经过步骤a过程的凹模置于放电成型机磁力吸盘上，并保证孔垂直于工作台；再将经过步骤b得出的电极安装于放电极平动头上，将电极伸入圆柱底孔中保证电极的轴心与圆柱底孔的中心线对准，利用普通放电成型机的平动功能放电成形，从而形成螺旋槽Ⅱ；放电期间，控制电极的平动量由0.05mm增加至0.25mm，电极的通电电流由6A减少至0.3A。故此，平动量与通电电流之间的关系为反比关系；
步骤d，抛光加工：对步骤c得出的螺旋槽Ⅱ进行抛光处理；抛光机采用磨粒流体抛光机，抛光剂采用膏状弹性磨料，其主要成分为碳化硅微粉，其余为润滑剂和结合剂；金刚石微粉的粒度为0.15μm；抛光过程中利用抛光剂往复运动使得螺旋槽Ⅱ的光洁度快速达到要求。
最终得到的螺旋槽Ⅱ表面粗糙度在Ra0.1左右，可以利用该模具去加工对应规格的双螺旋孔挤压棒材。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，包括如下步骤：
步骤a，凹模加工：对凹模进行慢走丝线割形成圆柱底孔；
步骤b，电极制作：选取直径大于凹模圆柱底孔孔径的电极基体，将电极基体装夹在普通数控车床的夹持部位，先将电极基体车成外径比凹模圆柱底孔略小的圆柱体，然后再在圆柱体的圆柱面上车出螺旋槽Ⅰ，从而完成电极的制作；其中，将加工螺旋槽Ⅰ时的车床转速控制在40~60r/min；
步骤c，带螺旋槽Ⅱ的孔壁加工：将经过步骤a过程的凹模置于放电成型机磁力吸盘上，并保证孔垂直于工作台；再将经过步骤b得出的电极装在安装于普通放电成型机的平动头上，并将电极的轴心与圆柱底孔的中心线对准，利用普通放电成型机的平动功能放电成形，从而可以将电极的螺旋槽Ⅰ复制到凹模壁上形成螺旋槽Ⅱ；
步骤d，抛光加工：对步骤c得出的螺旋槽Ⅱ进行抛光处理；抛光机采用磨粒流体抛光机。
2.根据权利要求1所述的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，其特征在于：在进行步骤b时，将螺旋槽成型车刀倾斜至与螺旋槽Ⅰ螺旋角近似的角度进行车加工。
3.根据权利要求1所述的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，其特征在于：在进行步骤c时，控制电极的平动量逐步增加；电极的通电电流与平动量呈反比关系。
4.根据权利要求1所述的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，其特征在于：在进行步骤d时，抛光剂在螺旋槽Ⅱ内呈往复运动。
5.根据权利要求1所述的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，其特征在于：步骤c中所采用的抛光剂为膏状，其主要磨料为碳化硅微粉或金刚石微粉，其余为润滑剂和结合剂；其中，碳化硅微粉或金刚石微粉的粒度为0.14-0.16μm。
6.根据权利要求3所述的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，其特征在于：所述电极的初始平动量为0.05mm，最高平动量为螺旋槽Ⅱ的槽深；通电电流初始为6A，最低电流为0.3A。
7.根据权利要求1所述的硬质合金双螺孔棒材挤压模具的加工方法，其特征在于：所述电极基体的材质为紫铜。
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