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(1)選擇模具(jù)鋼時什(shí)麽是(shì)最重要的和最具有決定性意(yì)義的(de)因(yīn)素?
成形方法(fǎ)-可從兩種(zhǒng)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,它用於下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓(yā)成形。
塑料-一些塑(sù)料會產生腐蝕性副產品,例(lì)如PVC塑料。長時間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體(tǐ)、酸、冷卻/加熱、水或儲存條件等因(yīn)素也會產生腐蝕。在這些情(qíng)況下,推薦使用不鏽(xiù)鋼材料的模(mó)具鋼。
模具尺寸-大尺寸模具常常使用(yòng)預硬鋼。整(zhěng)體淬硬鋼常常(cháng)用於小尺寸模具。
模具使用(yòng)次數-長(zhǎng)期使用(>1000000次)的模具應使用(yòng)高硬度鋼,其硬度為48-65HRC。中等長時間使用(100000到1000000次)今日焦點:
的模具應使用預硬鋼,其(qí)硬度為30-45HRC。短時間使用(<100000次)的模具應使用軟鋼,其硬度為160-250HB。
表麵粗糙(cāo)度-許多塑(sù)料模具製造(zào)商對好的(de)表麵粗糙度感興趣。當添加硫改善金屬切削性能時,表麵質量會因(yīn)此下(xià)降。硫含量高的鋼(gāng)也變(biàn)得更脆。
(2)影響材料可(kě)切削性的首要因素是什麽?
鋼的化(huà)學成分很重要。鋼(gāng)的合金成分越高,就越難加工。當碳含(hán)量增加時,金屬切削性能就(jiù)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(de)、鑄(zhù)造的、擠壓的、軋製的(de)和已切削加工過的。鍛件和鑄件有非常難於加工的(de)表麵。
硬(yìng)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(jiā)工。高速鋼(HSS)可用於加工硬度最高為330-400HB的材料;高速(sù)鋼+鈦化氮(TiN)塗層,可加工硬度(dù)最高為45HRC的材料(liào);而對於硬度為(wéi)65-70HRC的材料(liào),則必須使用硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷和立方氮化硼(CBN)。
非(fēi)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。
最後一個是殘(cán)餘應力,它能(néng)引起金屬(shǔ)切削性能問題。常常推(tuī)薦在粗加工後進行應力釋放工序。
(3)模具製造的生產成本由(yóu)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(pèi)/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(duì)模具的經濟生產的重要性(xìng)。
(4)鑄鐵的切削特性是什麽?
一般(bān)來說,它是:
鑄鐵的硬度和強度越高,金屬切削(xuē)性能越低,從刀片和刀具可(kě)預期的(de)壽命越低。用於金屬切(qiē)削生產的鑄鐵其大部(bù)分類型的金屬切削性能一般都很(hěn)好。金屬切削性能與結構有關,較硬的珠光體鑄鐵其加工難(nán)度也較大。片狀石墨鑄鐵和(hé)可鍛鑄鐵有優良的切削屬性(xìng),而球墨(mò)鑄鐵相當不好。
加工鑄(zhù)鐵時遇到的主要磨損類型(xíng)為:磨蝕、粘結和擴散磨損。磨蝕主要由碳(tàn)化物、沙粒參雜物和硬(yìng)的鑄造表皮產生。有積屑(xiè)瘤的粘結磨損(sǔn)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(jiē)到刀片(piàn)上,但這(zhè)可用提高切削速度和溫度來(lái)克服。
在另一方麵,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(hěn)高的抗變(biàn)型能力,導(dǎo)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(xū)用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀(dāo)具在高(gāo)速下加工,以獲得良好的刀具壽命和表麵質量。
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(xué)穩定性,但也與(yǔ)工(gōng)序、工(gōng)件和切削條件有關;要求(qiú)切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度。切削(xuē)鑄鐵的滿意程度取決於切削刃的磨損如何(hé)發展:快速變(biàn)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、表麵質量差、過大的波(bō)紋度等(děng)。
正常的後刀麵磨損、保持平衡和鋒利的切削刃(rèn)正是(shì)一(yī)般需要(yào)努力做到(dào)的。
(5)什麽是模(mó)具製造中主要的、共同的加工工序(xù)?
切削過程(chéng)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)。殘餘量銑削當然是在半(bàn)精加工工序(xù)後為精加工而準備的。在每一(yī)個工序中都應努力做到為下(xià)一個(gè)工序留下均勻分布的餘量(liàng),這一點非常重要。
如果刀具(jù)路徑的方向和工作負載很少有快速的變化(huà),刀具的壽命就可能延(yán)長,並更加可預測。如果可(kě)能,就應在專(zhuān)用機床上(shàng)進(jìn)行精加工工序。這會在更短的調試和裝配(pèi)時間內提高(gāo)模(mó)具的幾(jǐ)何精度(dù)和質量。
(6)在這些不同的工(gōng)序中應主(zhǔ)要使用何種刀具?
粗加工工序(xù):圓刀片銑刀、球頭立銑(xǐ)刀及大(dà)刀尖圓弧半徑的立銑(xǐ)刀。
半精加工工序:圓刀片銑(xǐ)刀(dāo)(直徑(jìng)範圍為(wéi)10-25mm的圓刀片銑刀),球頭立銑刀。
精加工工序(xù):圓刀片銑刀(dāo)、球頭立銑刀。
殘(cán)餘量銑削工序:圓刀片(piàn)銑(xǐ)刀、球(qiú)頭立銑刀、直立銑刀。
通過(guò)選擇專(zhuān)門的刀具尺寸、槽形和牌號組合,以及切削(xuē)參數和合適(shì)的(de)銑削策略,來優化(huà)切削工藝,這非常重要。
關於可使用的高生(shēng)產率(lǜ)刀具,見模具製造用樣本C-1102:1
(7)在切削工藝中有沒有一個(gè)最重要的因素?
切削過程中一個最重要的目標是在每一個工序中為每一種刀具創建(jiàn)均勻分布的加工餘量。這就是說,必須使用不同直徑的刀具(從大到小),特別是在粗加工和半精加工(gōng)工序中(zhōng)。任何時候主要的(de)標準應是在每(měi)個工序中與模具的最終形(xíng)狀盡可能地相近。
為(wéi)每(měi)一種刀具(jù)提供(gòng)均勻分布的加(jiā)工餘量保證了恒定而高的生產率和安全(quán)的切削過程。當ap/ae(軸向切削深度/徑向切(qiē)削深度)不變時,切(qiē)削速度和進給率也可恒定地保持在較(jiào)高水平上。這樣,切削刃上的機械作用和工作(zuò)負載變化(huà)就小(xiǎo),因此產生的熱(rè)量和疲(pí)勞(láo)也少,從而提高了(le)刀具壽命(mìng)。如果(guǒ)後麵的工序是一些半精加工工序,特(tè)別是所有精加工工序,就可進行無人加工或部分無人加(jiā)工。恒定(dìng)的材料加工(gōng)餘量也(yě)是高速切削應用的基本標準。
恒定的加工餘量的另一個有利的效應是對機床——導軌、球絲杠和主軸軸承的不利影響小。
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