模具的精加工控制分析

1.引言 
一幅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，而零件的最终质
量又是由精加工来完成保证的，因此说控制好精加工关系重大。
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。在
这个阶段要控制好零件变形，内应力，形状公差及尺寸精度等许多技术参数，在具体的生
产实践中，操作困难较多，但仍有许多行之有效的经验方法值得借鉴。
2.模具精加工的过程控制
模具零件的加工，一个总的指导思想是针对不同的材质，不同的形状，不同的技术要求进
行适应性加工，它具有一定的可塑性，可通过对加工的控制，达到好的加工效果。
根据零件的外观形状不同，大致可把零件分三类：轴类、板类与异形零件，其共同的工艺过
程大致为：粗加工

——热处理(淬火、调质)——精磨——电加工——钳工(表面处理)——组

配加工。
2.1 零件热处理
零件的热处理工序，在使零件获得要求的硬度的同时，还需对内应力进行控制，保证零件
加工时尺寸的稳定性，不同的材质分别有不同的处理方式。随着近年来模具工业的发展，使
用的材料种类增多了，除了

Cr12、40Cr、Cr12MoV、硬质合金外，对一些工作强度大，受力

苛刻的凸、凹模，可选用新材料粉末合金钢，如

V10、ASP23 等，此类材质具有较高的热稳

定性和良好的组织状态。
针对以

Cr12MoV 为材质的零件，在粗加工后进行淬火处理，淬火后工件存在很大的存留应

力，容易导致精加工或工作中开裂，零件淬火后应趁热回火，消除淬火应力。淬火温度控制
在

900-1020

℃，然后冷却至 200-220℃出炉空冷，随后迅速回炉 220℃回火，这种方法称

为一次硬化工艺，可以获得较高的强度及耐磨性，对于以磨损为主要失效形式的模具效果
较好。生产中遇到一些拐角较多、形状复杂的工件，回火还不足以消除淬火应力，精加工前
还需进行去应力退火或多次时效处理，充分释放应力。
针对

V10、APS23 等粉末合金钢零件，因其能承受高温回火，淬火时可采用二次硬化工艺，

1050-1080

℃淬火，再用 490-520℃高温回火并进行多次，可以获得较高的冲击韧性及稳定

性，对以崩刃为主要失效形式的模具很适用。粉末合金钢的造价较高，但其性能好，正在形
成一种广泛运用趋势。
2.2 零件的磨削加工
磨削加工采用的机床有三种主要类型：平面磨床、内外圆磨床及工具磨具。精加工磨削时要
严格控制磨削变形和磨削裂纹的产生，即使是十分微小的裂纹，在后续的加工使用中也会
显露出来。因此，精磨的进刀要小，不能大，冷却液要充分，尺寸公差在

0.01mm 以内的零

件要尽量恒温磨削。由计算可知，

300mm 长的钢件，温差 3

℃时，材料有 10.8μm 左右的变

化，

10.8=1.2×3×3(每 100mm 变形量 1.2μm/

℃)，各精加工工序都需充分考虑这一因素的影

响。
精磨时选择好恰当的磨削砂轮十分重要，针对模具钢材的高钒高钼状况，选用

GD 单晶刚

玉砂轮比较适用，当加工硬质合金、淬火硬度高的材质时，优先采用有机粘结剂的金刚石砂
轮，有机粘结剂砂轮自磨利性好，磨出的工件粗糙可达

Ra=0.2μm，近年来，随着新材料的

应用，

CBN 砂轮，也即立方氮化硼砂轮显示出十分好的加工效果，在数控成型磨，坐标磨

床，

CNC 内外圆磨床上精加工，效果优于其它种类砂轮。磨削加工中，要注意及时修整砂

轮，保持砂轮的锐利，当砂轮钝化后，会在工件表面滑擦、挤压，造成工件表面烧伤，强度
降低。