金屬模具用的圓柱形配件加工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬加工領(lǐng)域，具體涉及一種金屬模具用的圓柱形配件(如導(dǎo)柱、沖針等)加工系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]模具配件指的是模具行業(yè)專有的用于沖壓模具、塑膠模具或FA自動化設(shè)備上的金屬配件的總稱。模具配件包含有:沖針、沖頭、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂針、司筒、鋼珠套、無給油導(dǎo)套、無給油滑板、導(dǎo)柱組件等。導(dǎo)柱是用于模具中，與組件組合使用以確保模具精準(zhǔn)定位進(jìn)行活動，并引導(dǎo)模具行程的導(dǎo)向元件。金屬模具導(dǎo)柱使用過程中所遇到的最大挑戰(zhàn)是其表面因磨損、疲勞、腐蝕等所導(dǎo)致的破壞和失效。因此，實(shí)際的工程應(yīng)用對金屬磨具導(dǎo)柱的表面硬度、耐磨性、精度與光潔度等都有較高要求。
[0003]如金屬模具的導(dǎo)柱傳統(tǒng)的加工方法為:將粗加工好的毛坯件高溫(920°C )滲碳6小時，低溫(200°C )回火2小時，以提高導(dǎo)柱表面硬度與耐磨性；再經(jīng)磨床加工達(dá)到使用要求的表面精度與光潔度。但由于整個滲碳工藝生產(chǎn)周期長，反應(yīng)溫度高，致使導(dǎo)柱的整體力學(xué)性能下降，且生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率低下。長期以來國內(nèi)的金屬模具導(dǎo)柱加工領(lǐng)域大都采用這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，模具導(dǎo)柱表面精度低、服役性能差及加工效率低生產(chǎn)成本高已成為制約我國裝備制造業(yè)高速發(fā)展的瓶頸問題。
[0004]對于一些本身硬度很高或加工硬化嚴(yán)重的難加工金屬材料來說，其表面往往是高硬度低塑性狀態(tài)，其切削性能極差，車削加工后表面質(zhì)量差，同時還大大降低了刀具使用壽命；此外，用單純的超聲滾壓加工方法使其表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，進(jìn)而在其表層獲得較大深度且表面硬度很高的表面強(qiáng)化層是非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對傳統(tǒng)工藝制作金屬模具用的導(dǎo)柱、沖針等圓柱形金屬配件所存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種金屬模具用的圓柱形配件加工系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)處理導(dǎo)柱、沖針等配件可以改善配件表面性能，提高表面精度與光潔度，提高加工效率。
[0006]本實(shí)用新型金屬模具用的圓柱形配件加工系統(tǒng)包括:車床，該車床包含主軸、安裝于該主軸的主卡盤、尾座以及小滑板等；絕緣安裝于所述尾座上的從動軸，該從動軸的中心線與所述主軸的中心線重合；安裝于所述從動軸一端的副卡盤，該副卡盤和所述主卡盤用于夾持一圓柱形配件；用磁力定位的第一電刷裝置和第二電刷裝置，兩者絕緣安裝于車床的床身上；脈沖電源，其一輸出端直接或通過定時開關(guān)與所述第一電刷裝置的電刷連接，另一輸出端直接連接所述第二電刷裝置的電刷，通過該電刷能將脈沖電流導(dǎo)入所述圓柱形配件；帶滾壓頭的超聲滾壓裝置，用于對所述圓柱形配件的表層進(jìn)行超聲沖擊滾壓；及，絕緣安裝于所述小滑板上的刀架，該刀架上安裝有刀具和/或所述超聲滾壓裝置。
[0007]本系統(tǒng)可以連續(xù)完成淬火預(yù)處理后的圓柱形配件毛坯件的脈沖電流回火處理和車削加工，進(jìn)而對車削后半成品同時進(jìn)行電致塑性處理和超聲沖擊滾壓處理。所述圓柱形配件是指金屬模具用的導(dǎo)柱、針、沖頭、導(dǎo)套、頂針等回轉(zhuǎn)體配件。所述圓柱形配件的毛坯件的材質(zhì)是中強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼，如40Cr、GCr 15等。
[0008]本系統(tǒng)中，所述第一、第二電刷裝置通過磁力吸合到床身的導(dǎo)軌外側(cè)面、設(shè)置于導(dǎo)軌外側(cè)的附加鐵板、床頭箱或尾座相應(yīng)部位。
[0009]所述第一電刷裝置和所述第二電刷裝置結(jié)構(gòu)相同。所述第一電刷裝置由磁力定位底座、設(shè)置于該底座上的絕緣支架以及安裝于該絕緣支架上的帶所述電刷的刷桿組成。
[0010]所述定時開關(guān)可以安裝在所述第一電刷裝置的磁力定位底座上，所述定時開關(guān)的一端子與所述第一電刷裝置的電刷連接。所述定時開關(guān)可以選用機(jī)械定時開關(guān)、電子定時開關(guān)等。實(shí)用時，所述定時開關(guān)串聯(lián)于脈沖電源輸出回路中用于控制脈沖電源輸出時間，該定時開關(guān)的定時時間根據(jù)對配件毛坯件車削加工的時間或?qū)囅骱蟀氤善烦暃_擊滾壓的總時間(單次滾壓時間X次數(shù))來設(shè)定。
[0011]所述超聲滾壓裝置的超聲振動頻率為15000-60000HZ，超聲振動振幅為5_50 μπι。所述超聲滾壓裝置的滾壓頭的曲率半徑4_50mm，表面粗糙度小于Ra0.05 μπι,硬度大于60HRCo
[0012]所述脈沖電源提供頻率為50-10000HZ、脈寬為20-100 μ s的脈沖電流。
[0013]本金屬模具用的圓柱形配件加工系統(tǒng)由車床改裝而成，投資成本低。系統(tǒng)可以連續(xù)完成淬火預(yù)處理后的配件毛坯件的脈沖電流回火處理和車削加工，進(jìn)而對車削后半成品同時進(jìn)行電致塑性處理和超聲沖擊滾壓處理。適用于金屬模具用導(dǎo)柱、針、沖頭、導(dǎo)套、頂針等圓柱形配件的加工，特別是中強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度鋼材質(zhì)(40Cr、GCr 15)的圓柱形配件的加工，利用表面淬火加電脈沖回火代替了傳統(tǒng)模具導(dǎo)柱等(20Cr類鋼)的滲碳加回火的處理工藝，大幅度降低導(dǎo)柱坯料等生產(chǎn)成本。經(jīng)過試驗(yàn)極大縮短了導(dǎo)柱等工件的生產(chǎn)周期，加工效率提高達(dá)30%，生產(chǎn)成本大大降低。在保證導(dǎo)柱原有表層硬度的前提下，導(dǎo)柱表層整體力學(xué)性能、表面質(zhì)量與表面光潔度有極大提高，導(dǎo)柱耐磨性、抗腐蝕性能和疲勞壽命得到有效改善。
[0014]本加工系統(tǒng)采用磁力定位的電刷裝置，可以安裝(磁力吸合)到床身的導(dǎo)軌外側(cè)面、設(shè)置于導(dǎo)軌外側(cè)的附加鐵板、床頭箱、尾座等相應(yīng)部位；由于其刷桿的安裝位置能在絕緣支架的豎直長孔內(nèi)可上下調(diào)節(jié)，刷桿與絕緣支架的夾角(45-135度)可調(diào)，調(diào)節(jié)方便，能夠確保電刷的中心線與圓柱形配件的軸線處于同一平面內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩者的可靠電接觸。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型由車床改進(jìn)加工系統(tǒng)的部分示意圖；其中，11-超聲滾壓設(shè)備，12-滾壓頭，21-主卡盤，22-副卡盤，3-第一電刷裝置，3’ -第二電刷裝置，5-脈沖電源，4-表面感應(yīng)淬火預(yù)處理后的導(dǎo)柱毛坯件；
[0016]圖2為通過本系統(tǒng)處理后的GCrl5導(dǎo)柱與原有磨床加工的導(dǎo)柱表面宏觀形貌對比示意圖；
[0017]圖3為通過本系統(tǒng)處理后的GCrl5導(dǎo)柱橫截面沿表層厚度方向的硬度變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合圖1和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0019]參照圖1，實(shí)施例金屬模具用的圓柱形配件加工系統(tǒng)由車床改裝而成。該系統(tǒng)包括:
[0020]車床，該車床包含主軸、安裝于該主軸的主卡盤21、尾座以及小滑板等；絕緣安裝于所述尾座上的從動軸，該從動軸的中心線與所述主軸的中心線重合；安裝于所述從動軸一端的副卡盤22，該副卡盤和所述主卡盤用于夾持一圓柱形配件4 ;用磁力定位的第一電刷裝置3和第二電刷裝置3’，兩者絕緣安裝于車床的床身上；脈沖電源5，其一輸出端(+端)直接或通過定時開關(guān)與所述第一電刷裝置3的電刷3連接，另一輸出端(-端)直接連接所述第二電刷裝置3’的電刷，通過該電刷能將脈沖電流導(dǎo)入所述圓柱形配件4 ;具有滾壓頭12的超聲滾壓裝置11，用于對所述圓柱形配件4的表層進(jìn)行超聲沖擊滾壓；以及，絕緣安裝于所述小滑板上的刀架，該刀架上安裝有刀具和/或所述超聲滾壓裝置。
[0021]其中，所述第一電刷裝置3由磁力定位底座31、設(shè)置于該底座上的絕緣支架34以及安裝于該絕緣支架34上的帶電刷36的刷桿35組成。所述第二電刷裝置3’和所述第一電刷裝置3結(jié)構(gòu)相同。所述定時開關(guān)可安裝在所述第一電刷裝置的磁力定位底座31上，
[0022]磁力定位底座31包括座體、設(shè)置于該座體內(nèi)的永磁體(未標(biāo)示)、磁路