金屬模具用的圓柱形配件加工系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于金屬加工領域，具體涉及一種金屬模具用的圓柱形配件(如導柱、沖針等)加工系統。
【背景技術】
[0002]模具配件指的是模具行業專有的用于沖壓模具、塑膠模具或FA自動化設備上的金屬配件的總稱。模具配件包含有:沖針、沖頭、導柱、導套、頂針、司筒、鋼珠套、無給油導套、無給油滑板、導柱組件等。導柱是用于模具中，與組件組合使用以確保模具精準定位進行活動，并引導模具行程的導向元件。金屬模具導柱使用過程中所遇到的最大挑戰是其表面因磨損、疲勞、腐蝕等所導致的破壞和失效。因此，實際的工程應用對金屬磨具導柱的表面硬度、耐磨性、精度與光潔度等都有較高要求。
[0003]如金屬模具的導柱傳統的加工方法為: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，以提高導柱表面硬度與耐磨性；再經磨床加工達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周期長，反應溫度高，致使導柱的整體力學性能下降，且生產成本較高，生產效率低下。長期以來國內的金屬模具導柱加工領域大都采用這種傳統的生產工藝，模具導柱表面精度低、服役性能差及加工效率低生產成本高已成為制約我國裝備制造業高速發展的瓶頸問題。
[0004]對于一些本身硬度很高或加工硬化嚴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，其切削性能極差，車削加工后表面質量差，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生強烈的塑性變形，進而在其表層獲得較大深度且表面硬度很高的表面強化層是非常困難。
【發明內容】
[0005]針對傳統工藝制作金屬模具用的導柱、沖針等圓柱形金屬配件所存在的上述問題，本實用新型提供一種金屬模具用的圓柱形配件加工系統，通過該系統處理導柱、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]本實用新型金屬模具用的圓柱形配件加工系統包括: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]本系統可以連續完成淬火預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，進而對車削后半成品同時進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柱、針、沖頭、導套、頂針等回轉體配件。所述圓柱形配件的毛坯件的材質是中強度鋼、高強度鋼，如40Cr、GCr 15等。
[0008]本系統中，所述第一、第二電刷裝置通過磁力吸合到床身的導軌外側面、設置于導軌外側的附加鐵板、床頭箱或尾座相應部位。
[0009]所述第一電刷裝置和所述第二電刷裝置結構相同。所述第一電刷裝置由磁力定位底座、設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，所述定時開關的一端子與所述第一電刷裝置的電刷連接。所述定時開關可以選用機械定時開關、電子定時開關等。實用時，所述定時開關串聯于脈沖電源輸出回路中用于控制脈沖電源輸出時間，該定時開關的定時時間根據對配件毛坯件車削加工的時間或對車削后半成品超聲沖擊滾壓的總時間(單次滾壓時間X次數)來設定。
[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由車床改裝而成，投資成本低。系統可以連續完成淬火預處理后的配件毛坯件的脈沖電流回火處理和車削加工，進而對車削后半成品同時進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柱、針、沖頭、導套、頂針等圓柱形配件的加工，特別是中強度鋼、高強度鋼材質(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模具導柱等(20Cr類鋼)的滲碳加回火的處理工藝，大幅度降低導柱坯料等生產成本。經過試驗極大縮短了導柱等工件的生產周期，加工效率提高達30%，生產成本大大降低。在保證導柱原有表層硬度的前提下，導柱表層整體力學性能、表面質量與表面光潔度有極大提高，導柱耐磨性、抗腐蝕性能和疲勞壽命得到有效改善。
[0014]本加工系統采用磁力定位的電刷裝置，可以安裝(磁力吸合)到床身的導軌外側面、設置于導軌外側的附加鐵板、床頭箱、尾座等相應部位；由于其刷桿的安裝位置能在絕緣支架的豎直長孔內可上下調節，刷桿與絕緣支架的夾角(45-135度)可調，調節方便，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，實現兩者的可靠電接觸。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型由車床改進加工系統的部分示意圖；其中，11-超聲滾壓設備，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-表面感應淬火預處理后的導柱毛坯件；
[0016]圖2為通過本系統處理后的GCrl5導柱與原有磨床加工的導柱表面宏觀形貌對比示意圖；
[0017]圖3為通過本系統處理后的GCrl5導柱橫截面沿表層厚度方向的硬度變化示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合圖1和實施例對本實用新型做進一步說明。
[0019]參照圖1，實施例金屬模具用的圓柱形配件加工系統由車床改裝而成。該系統包括:
[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結構相同。所述定時開關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、設置于該座體內的永磁體(未標示)、磁路