修模器具与模具修复
出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工实用技术手册第2版》第945页（5287字）
近年来，随着模具制造技术的不断发展，广大科技工作者在模具修饰修复技术方面进行了许多有价值的研究，发明了不少新工艺、新技术、新设备，已被模具行业广泛采用。现将有关修模科研成果、技改项目介绍如下。
(一)模具修补
修补模具的器具已被广泛采用的有模具修补机、电刷镀、气动万能刻磨机、镜面滚光机和滚轧头。
1．模具修补机
图7．2－1所示是YJXB－1型、YJXB－2型工模具修补机(浙江余姚益精电子公司制造)。YJXB－1型修补机是采用电容积累储能和瞬间放电技术，将电能在瞬间释放于工件与补材之间的接触点，使其迅速发热而熔接在一起，适用于修补工模具的少量缺损。主要修补项目有：尺寸超差、棱角损伤、氩焊不足、局部磨损、锈蚀斑和龟裂纹等。
YJXB－1
YJXB－2
图7．2－1 工模具修补机
其主要优点：①熔接强度大；②修补精度高；③适用范围广；④工件不发热；⑤基材损失小；⑥修复层硬度可选择。
YJXB－2型修补机除保持YJXB－1型机的优点外，还具有以下特点：
①具有异常操作报警保护功能；②具有内部超压稳定电路；③外壳坚固可抵御恶劣环境撞击；④结构小巧，携带方便。
2．电刷镀
电刷镀是近年来大力推广的一种新工艺、新技术，它具有许多功能：
(1)可以在Ra3．2μm的表面上直接获得镜面镀层，无需再进行任何加工。
(2)对模具表面的缺陷，如磨损、超差、凹坑、划痕、腐蚀斑点等可以进行修补。
(3)能对模具表面进行强化处理，提高它的耐磨性和耐腐蚀性。
(4)对故障模具可以进行现场不卸模不解体快速抢修。
(5)能采用普通材料代替昂贵优质材料制造性能相同的模具。
(6)可以改善模具的脱模性。
电刷镀需要利用以下设备和辅助工具：
(1)电刷镀电源。
(2)电刷镀用的镀笔、阳极、包套等辅助工具。
(3)电刷镀溶液。
电刷镀电源有30A～500A系列，分普通型、电脑型、直流电源配脉冲转换器可方便地进行脉冲刷镀型、调压－变压型、可控硅型、逆变型等不同型号的电源。
电刷镀溶液有单金属、合金、非晶态、复合电刷溶液，有铜系列、镍系列、轻金属系列、贵金属系列等百余种，可根据不同需要进行脉冲刷镀，非金属刷镀。
北京工艺兴机电设备公司表面技术研究服务中心生产的GM3450A型、GM3450B型工模具修补机，适用于修理均匀磨损、剥落磨损、棱角磨损、划沟及表面冶金缺陷的模具，特别适合修复零件少量缺损的模具。用这种修补机修复的Cr12MoV、Cr12、4CrMnSiTi等模具钢的修补材料与母体结合牢固，为微区冶金结合，基体不变形，无组织性能改变，热影响区极小，修补层硬度可达50HRC以上。适用于氩弧焊无法修理的场合。
3．气动万能刻磨机
北京精微气动工具厂设计制造的AG－6型微型气动万能刻磨机，能夹持硬质合金旋转锉(又称滚磨刀)及带柄砂轮，具有钻、铣、磨、削及抛光等功能，是小型、轻量、高转速、高效率的钳工机械化工具。
(1)可用于各种金属的精密加工，各种模具及异型工件的加工，包括磨平面、磨倒角、去毛边、研磨、抛光、雕刻等加工。
(2)能在玻璃、瓷器、玉器上雕刻和磨花。
(3)能对木材、石材、塑料等非金属材料进行切削和磨削。
其主要技术性能如下：
无荷转速：40000r／min；工作气压：490kPa；
耗气量：≤0．2m3／min；噪声：≤80dB；
夹径：Φ3mm、Φ6mm；
额定功率：＞0．216kW；质量：0．18kg。
硬质合金旋转锉主要用于手持风动工具驱动，使用时需把旋转锉夹紧夹正。
硬质合金旋转锉只有在高速切削时才能发挥其卓越的性能，故推荐使用由表7．2－2所示的主轴转速。被切削材料较软时宜选用表中较高的转速。
表7．2－2 硬质合金旋转锉的主轴转速
4．镜面滚光机和滚轧头
辽宁锦州精一新技术开发公司生产的镜面滚光机，见图7．2－2，利用切削滚压原理对轴类零件进行超精加工，有JZH－25C型、50C型、100C型和全自动JZV－10型4种型号。其特点是：工件经粗磨，只要一次精轧，工件表面就可以达到镜面，工件无心自动进给，不必装夹工件，加工长度不受限制。
图7．2－2 镜面滚光机
镜面滚轧头(图7．2－3)是利用光挤加工原理研制而成的：
图7．2－3 镜面滚轧头
(1)用于加工通孔的NGT650型～NGT20000型，内径镜面滚轧头适用于Φ6．5mm～Φ200mm的各种金属工件的内表面。
(2)用于加工盲孔的NGM900型～NGM20000型内径镜面滚轧头适用于Φ9．0mm～Φ200mm的各种金属工件的内表面。
(3)用于加工阶梯型轴外表面的DGM300型～DGM10000型端头镜面滚轧头适用于Ф3mm～Φ80mm的各种金属工件的外表面。
精轧加工后的表面微观形状如图7．2－4所示。
(a)杆件精轧前后轮廓图形
(b)钢套精轧前后轮廓图形
图7．2－4 精轧加工后的表面
加工后的工件尺寸精度、锥度、圆柱度均控制在5／1000mm以内，表面硬度提高40HV左右，耐磨性、耐腐性、使用寿命明显提高。具有机械微调装置，使用方便，批量生产尺寸一致。适用于各种车、镗、钻、铣、数控、加工中心等设备。
(二)表面抛光
表面抛光是模具制造过程中最头痛的事情，全靠手工，既费工又很难达到特别光亮的目的。为此科技工作者想了许多办法，推出了一些行之有效的抛光机来代替人工抛光，这些工具有：超声波抛光机、电化学－机械修磨抛光机、超音波抛光机等。现将这些抛光机简介如下：
1．超声波－电脉冲抛光机
浙江余姚益精电子公司生产的YJCS－4型超声波模具抛光机如图7．2－5所示。这种抛光机是利用高频脉冲腐蚀整形与超声波快速振动研磨的原理，对复杂型腔的表面提供抛光加工。适用于各种模具(包括硬质合金)的复杂型腔、窄槽、狭缝、盲孔和大平面的粗细整形至镜面的抛光，还可根据需要打出不同粗细的电火花花纹。
图7．2－5 YJCS－4型超声波模具抛光机
该机具有以下特点：
(1)具有振动频率自动跟踪功能，振动稳定。
(2)具有工具头振动大小与放电状态自适应功能。
(3)无需调节，开机即可加工(不包括选择加工规准和调节花纹粗细)。
(4)可无级调节花纹粗细。
2．电化学－机械修磨抛光机
无锡市长安通用机械设备厂生产的DMP－12型电化学－机械修磨抛光机，是利用金属的电化学阳极溶解原理进行修磨抛光，将电化学预抛光和机械精抛光有机地结合在一起。它不受材料硬度和韧性的限制，可抛光各种复杂的型腔模具，如抛光模具的窄槽、沟缝、尖角和盲孔等。能显着提高劳动生产率，特别适用于抛光注塑模、橡胶模、压铸模；对电脉冲、线切割加工的模具直接电解抛光也非常有效。
3．超音波抛光机
日本产SONOFILE超音系列抛光机有UF(SF)－5600及UF(SF)－2600等型号，如图7．2－6所示。该类工具在复杂型腔模具表面抛光中，基本上替代了手工传统操作，不仅显着地减轻劳动强度，提高生产效率，而且充分地保证了模具加工精度，高效率处理EOM电加工后的坚硬表皮，且不损伤钢模表皮，加工最小沟槽宽度为0．5mm，深度为70mm。避免了因抛光所造成的形状及尺寸的严重误差。
图7．2－6 SONOFILE超音波抛光机
(三)合模机与试模机
在装配和修复模具的过程中，经常需要翻转模具和频繁的分合模具，检查合模面和分型面贴合的情况，检查锁紧机构、抽芯机构、顶出机构的动作是否可靠，是否满足设计要求。为了提高工作效率，缩短生产周期，减轻劳动强度，可利用合模机或试模机来进行这些繁重的分合模工作。
图7．2－7所示为我国香港适意公司研制的WS卧式合模机，操作简单，只需将模具吊放进合模机内，通过电磁吸盘吸合，即可试模，无须用螺钉固定，具有快进、快退、工进、工退、调压、翻转(0°～90°)、强磁、退磁(时间可设定)等功能。操作轻松自如，两面均可翻转。可试分合模面、顶杆复位、打开模具，具有互锁控制、断电保护功能，特别适用于大型模具。WS系列卧式合模机主要参数列于表7．2－3。
图7．2－7 WS卧式合模机
表7．2－3 WS系列卧式合模机主要参数
图7．2－8所示为南京南方电加工有限公司生产的试模机，有(5t～20t)90°模具翻转机，(50t～20t)180°反转试模机，适用于大型塑料模、压铸模的装配和修模。
(a)90°模具翻转机(5t～20t)
(b)180°反转试模机(50t)
(c)180°反转试模机(150t)
(d)
图7．2－8 翻转机与反转试模机