我が国の多くの金型メーカーにおいて、仕上げ工程で採用される方法は一般的に研削、放電加工、そして金型仕上げ加工です。この段階では、部品の変形、内部応力、形状公差、寸法精度など、多くの技術パラメータを管理する必要があります。実際の生産現場では、操作上の困難は大きいものの、参考にできる効果的な経験や方法が数多くあります。
一、金型の仕上げ工程管理
金型の非標準部品の加工では、一般的な考え方として、異なる材料、形状、技術要件に適応することが挙げられます。これは一定の可塑性を持ち、加工を制御することで良好な加工効果を得ることができます。
部品の外観や形状に応じて、部品は大きく3つのカテゴリに分類できます：軸類、板類、異形部品です。その共通の一般的な工程はおおよそ次のとおりです：粗加工→熱処理（焼入れ、調質）→精密研削→放電加工→金型仕上げ（表面処理）→組立加工。
二、部品の熱処理
部品の熱処理工程は、部品に必要な硬度を与えるだけでなく、内部応力を制御し、部品加工時の寸法安定性を保証する必要があります。材料が異なれば処理方法も異なります。近年の金型産業の発展に伴い、金型産業の発展に加えて、材料の種類も増えています。Cr12、40Cr、Cr12MoV、超硬合金に加えて、一部の高強度で過酷な力を受ける凸型・凹型には、V10、ASP23などの新しい粉末合金鋼を選択できます。この材料は高い熱安定性と良好な組織状態を持っています。
Cr12MoVを材質とする部品に対しては、粗加工後に焼入れ処理を行います。焼入れ後、ワークには大きな残留応力が存在し、仕上げ加工中や使用中に割れが生じやすくなります。部品は焼入れ後、熱いうちに焼戻しを行い、焼入れ応力を除去する必要があります。焼入れ温度は900〜1020℃に制御し、その後200〜220℃まで冷却し、空冷して炉から出した後、すぐに炉に戻して220℃で焼戻しを行います。この方法は硬化処理と呼ばれ、高い強度と耐摩耗性が得られ、摩耗が主な損傷形態である金型に良好な効果があります。焼戻しが不十分だと焼入れ応力を除去できず、形状が複雑なワークでは応力を十分に除去できないことがあります。仕上げ加工の前に、応力焼鈍または複数回の時効処理を行い、応力を十分に解放する必要があります。
V10、ASP23などの粉末合金鋼部品に対しては、高温焼戻しに耐えられるため、焼入れ時に二次硬化処理を採用でき、1050〜1080℃で焼入れし、その後490〜520℃で高温焼戻しを複数回行うことで、高い衝撃靭性と安定性が得られ、欠けが主な損傷形態である金型に非常に適しています。粉末合金鋼はコストが高いものの、性能が優れており、広範な応用の傾向が形成されています。
三、部品の研削加工
研削加工には主に3つのタイプがあります：平面研削盤、内外円研削盤、工具研削盤です。仕上げ研削工程では、研削変形と研削割れの発生を厳密に管理する必要があります。非常に小さな割れでも、その後の加工や使用中に顕在化します。そのため、精密研削の切り込みは小さくし、大きくしないでください。冷却液は十分に供給し、寸法公差が0.01mm以内の内部部品は、可能な限り恒温で研削してください。長さ300mmの鋼材では、温度差3℃の場合、材料には約10.8μmの変化があります（10.8 = 1.2 × 3 × 3、100mmあたりの変形量は1.2μm/℃）。この要因の影響は、各仕上げ工程で十分に考慮する必要があります。
精研磨時には適切な砥石を選ぶことが非常に重要です。金型鋼の高バナジウム・高モリブデン状況に応じて、GD単結晶アルミナ砥石の方が適しています。超硬合金や高焼入れ硬度材料を加工する場合には、有機結合剤ダイヤモンド砥石を優先的に採用します。有機結合剤砥石は自生発刃性に優れ、加工面粗さRa=0.2μmを実現します。近年、新材料の応用に伴い、CBN砥石、すなわち立方晶窒化ホウ素砥石は、数値制御成形研削盤、座標研削盤、CNC内外面研削盤での精密加工において、他のタイプの砥石よりも優れた効果を発揮します。研削過程では、砥石を適時に修正し、鋭利な状態を保つことに注意すべきです。砥石が鈍化すると、ワーク表面で滑り擦過や圧搾が発生し、ワーク表面の焼けを引き起こし、強度を低下させる可能性があります。
板材部品の加工には平面研削盤が多く用いられますが、加工過程で長く薄い板材部品に遭遇することがよくあり、このような部品の加工は難易度が高くなります。加工中、磁気吸着の作用下でワークが変形し、工作台表面に近づきますが、ワークを取り外すと回復変形が発生し、厚みの測定値は一致しても、平行度が要求を満たさないことがあります。この問題の解決策として、磁力研削法を採用し、研削用の高さ調整ブロックをワークの下に敷き、四面をブロックで固定し、小切込み・多回の光研削で加工します。高さ調整ブロックを敷かずに直接吸着して加工する場合も、研削効果を向上させ、平行度の要求を満たすことができます。
軸部品は回転面を有し、内外円研削盤や工具研削盤で広く加工されています。加工過程では、心押し台とセンタが母線に相当します。振れの問題がある場合、加工ワークにもこの問題が発生し、部品の品質に影響を与えます。そのため、加工前に心押し台とセンタの検査を十分に行うべきです。内孔研削時には、クーラントを研削接触位置に十分に注ぎ、切りくずがスムーズに排出されるようにする必要があります。薄肉軸部品の加工では、クランプ用の加工台を採用するのが最適で、クランプ力は過大にしないように注意してください。過大な場合、ワークの周囲に内三角変形が生じやすくなります。