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如何選擇模具鋼?選擇模具鋼的技巧是什么?

目錄:技術支持點擊率:發布時間:2018-12-26 15:10:16

1) 選擇模具鋼時什么是最重要的和最具有決定性意義的因素?

成形方法——可從兩種基本材料類型中選擇。

A) 熱加工工具鋼,它能承受模鑄、鍛造和擠壓時的相對高的溫度。

B) 冷加工工具鋼,它用于下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓成形。

塑料——些塑料會產生腐蝕性副產品,例如PVC塑料。長時間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻加熱、水或儲存條件等因素也會產生腐蝕。 在這些情況下,推薦使用不銹鋼材料的模具鋼。

模具尺寸——大尺寸模具常常使用預硬鋼。 整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具。

模具使用次數—— 長期使用( 1 000 000次)的模具應使用高硬度鋼,其硬度為48-65 HRC。 中等長時間使用(100 000到1 000 000次)的模具應使用預硬鋼,其硬度為30-45 HRC。 短時間使用(100 000次)的模具應使用軟鋼,其硬度為160-250 HB。

表面粗糙度——許多塑料模具制造商對好的表面粗糙度感興趣。 當添加硫改善金屬切削性能時,表面質量會因此下降。 硫含量高的鋼也變得更脆。

 

2) 影響材料可切削性的首要因素是什么?

鋼的化學成分很重要。 鋼的合金成分越高,就越難加工。 當碳含量增加時,金屬切削性能就下降。

鋼的結構對金屬切削性能也非常重要。

不同的結構包括: 鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋制的和已切削加工過的。 鍛件和鑄件有非常難于加工的表面。

硬度是影響金屬切削性能的一個重要因素。

一般規律是鋼越硬,就越難加工。

高速鋼(HSS)可用于加工硬度最高為330-400 HB的材料;高速鋼+鈦化氮(TiN)涂層,可加工硬度最高為45 HRC的材料; 而對于硬度為65-70 HRC的材料,則必須使用硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷和立方氮化硼(CBN)。

非金屬參雜一般對刀具壽命有不良影響。 例如Al2O3 (氧化鋁),它是純陶瓷,有很強的磨蝕性。

最后一個是殘余應力,它能引起金屬切削性能問題。 常常推薦在粗加工后進行應力釋放工序。

 

3) 模具制造的生產成本由哪些部分組成?

粗略地說,成本的分布情況如下:

切削 65%

工件材料 20%

熱處理 5%

裝配/調整 10%

這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優良的總體切削解決方案對模具的經濟生產的重要性。

 

4) 鑄鐵的切削特性是什么?

一般來說,它是: 鑄鐵的硬度和強度越高,金屬切削性能越低,從刀片和刀具可預期的壽命越低。 用于金屬切削生產的鑄鐵其大部分類型的金屬切削性能一般都很好。 金屬切削性能與結構有關,較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也較大。 片狀石墨鑄鐵和可鍛鑄鐵有優良的切削屬性,而球墨鑄鐵相當不好。

加工鑄鐵時遇到的主要磨損類型為: 磨蝕、粘結和擴散磨損。 磨蝕主要由碳化物、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產生。 有積屑瘤的粘結磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發生。 鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上,但這可用提高切削速度和溫度來克服。

在另一方面,擴散磨損與溫度有關,在高切削速度時產生,特別是使用高強度鑄鐵牌號時。 這些牌號有很高的抗變型能力,導致了高溫。 這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關,這就使得一些鑄鐵需用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀具在高速下加工,以獲得良好的刀具壽命和表面質量。

一般對加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為: 高熱硬度和化學穩定性,但也與工序、工件和切削條件有關;要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度。 切削鑄鐵的滿意程度取決于切削刃的磨損如何發展: 快速變鈍意味著產生熱裂紋和缺口而使切削刃過早斷裂、工件破損、表面質量差、過大的波紋度等。 正常的后刀面磨損、保持平衡和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到的。

 

5) 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序?

切削過程至少應分為3個工序類型:

粗加工、半精加工和精加工,有時甚至還有超精加工(大部分是高速切削應用)。 殘余量銑削當然是在半精加工工序后為精加工而準備的。 在每一個工序中都應努力做到為下一個工序留下均勻分布的余量,這一點非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負載很少有快速的變化,刀具的壽命就可能延長,并更加可預測。 如果可能,就應在專用機床上進行精加工工序。 這會在更短的調試和裝配時間內提高模具的幾何精度和質量。

 

6) 在這些不同的工序中應主要使用何種刀具?

粗加工工序: 圓刀片銑刀、球頭立銑刀及大刀尖圓弧半徑的立銑刀。

半精加工工序: 圓刀片銑刀(直徑范圍為10-25 mm的圓刀片銑刀),球頭立銑刀。

精加工工序: 圓刀片銑刀、球頭立銑刀。

殘余量銑削工序:圓刀片銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀。

通過選擇專門的刀具尺寸、槽形和牌號組合,以及切削參數和合適的銑削策略,來優化切削工藝,這非常重要。

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