模具制造的14個問題詳細說明：在模具制造領(lǐng)域的14個常見問題解答

　　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紧燎。A)熱加工工具鋼燕柠，它能承受模鑄猬蚤、鍛造和擠壓時的相對高的溫度。B)冷加工工具鋼尊慷，它用于下料和剪切蔫迅、冷成形、冷擠壓芜田、冷鍛和粉末加壓成形具藐。塑料-一些塑料會產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品，例如PVC塑料蜈沛。長時間的停工引起的冷凝庞溜、腐蝕性氣體、酸碑定、冷卻/加熱流码、水或儲存條件等因素也會產(chǎn)生腐蝕。在這些情況下延刘，推薦使用不銹鋼材料的模具鋼漫试。模具尺寸-大尺寸模具常常使用預(yù)硬鋼。整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具碘赖。模具使用次數(shù)-長期使用(> 1 000 000次)的模具應(yīng)使用高硬度鋼驾荣，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(yīng)使用預(yù)硬鋼普泡，其硬度為30-45 HRC播掷。短時間使用(<100 000次)的模具應(yīng)使用軟鋼，其硬度為160-250 HB撼班。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歧匈。當添加硫改善金屬切削性能時，表面質(zhì)量會因此下降砰嘁。硫含量高的鋼也變得更脆嚎猛。

　　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鹤梯。鋼的合金成分越高拉鳄，就越難加工。當碳含量增加時窟礼，金屬切削性能就下降洋训。熱點模具網(wǎng)鋼的結(jié)構(gòu)對金屬切削性能也非常重要带超。不同的結(jié)構(gòu)包括：鍛造的绰尖、鑄造的、擠壓的昨宋、軋制的和已切削加工過的吹磕。鍛件和鑄件有非常難于加工的表面诅慧。硬度是影響金屬切削性能的一個重要因素。一般規(guī)律是鋼越硬壤牙，就越難加工班聂。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)涂層适肠，可加工硬度最高為45 HRC的材料霍衫；而對于硬度為65-70 HRC的材料，則必須使用硬質(zhì)合金侯养、陶瓷敦跌、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逛揩。例如Al2O3(氧化鋁)柠傍，它是純陶瓷，有很強的磨蝕性辩稽。最后一個是殘余應(yīng)力惧笛，它能引起金屬切削性能問題。常常推薦在粗加工后進行應(yīng)力釋放工序逞泄。

　　3)模具制造的生產(chǎn)成本由哪些部分組成患整？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(diào)整10%這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優(yōu)良的總體切削解決方案對模具的經(jīng)濟生產(chǎn)的重要性喷众。

　　4)鑄鐵的切削特性是什么并级？一般來說，它是：鑄鐵的硬度和強度越高侮腹，金屬切削性能越低迈窗，從刀片和刀具可預(yù)期的壽命越低。用于金屬切削生產(chǎn)的鑄鐵其大部分類型的金屬切削性能一般都很好栋灿。金屬切削性能與結(jié)構(gòu)有關(guān)惑妥，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(yōu)良的切削屬性浴瞭，而球墨鑄鐵相當不好示荠。熱點模具網(wǎng)加工鑄鐵時遇到的主要磨損類型為：磨蝕、粘結(jié)和擴散磨損岳散。磨蝕主要由碳化物节立、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產(chǎn)生。有積屑瘤的粘結(jié)磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發(fā)生眠煮。鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上患并，但這可用提高切削速度和溫度來克服。在另一方面茴审，擴散磨損與溫度有關(guān)破溺，在高切削速度時產(chǎn)生启疙，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裕循，導致了高溫臣嚣。這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關(guān)，這就使得一些鑄鐵需用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀具在高速下加工剥哑，以獲得良好的刀具壽命和表面質(zhì)量硅则。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(wěn)定性，但也與工序株婴、工件和切削條件有關(guān)抢埋；要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度督暂。切削鑄鐵的滿意程度取決于切削刃的磨損如何發(fā)展：快速變鈍意味著產(chǎn)生熱裂紋和缺口而使切削刃過早斷裂揪垄、工件破損、表面質(zhì)量差逻翁、過大的波紋度等饥努。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八回。

　　5)什么是模具制造中主要的酷愧、共同的加工工序？切削過程至少應(yīng)分為3個工序類型：粗加工撼烹、半精加工和精加工濒垫，有時甚至還有超精加工(大部分是高速切削應(yīng)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远燕。在每一個工序中都應(yīng)努力做到為下一個工序留下均勻分布的余量久泞，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奖放，刀具的壽命就可能延長淡藻，并更加可預(yù)測。如果可能砚粒，就應(yīng)在專用機床上進行精加工工序缔沐。這會在更短的調(diào)試和裝配時間內(nèi)提高模具的幾何精度和質(zhì)量。

　　6)在這些不同的工序中應(yīng)主要使用何種刀具益柳？粗加工工序：圓刀片銑刀尊陪、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)捕谢，球頭立銑刀段物。精加工工序：圓刀片銑刀、球頭立銑刀。殘余量銑削工序：圓刀片銑刀弯淘、球頭立銑刀、直立銑刀吉懊。通過選擇專門的刀具尺寸庐橙、槽形和牌號組合，以及切削參數(shù)和合適的銑削策略借嗽，來優(yōu)化切削工藝态鳖，這非常重要。關(guān)于可使用的高生產(chǎn)率刀具恶导，見模具制造用樣本C-1102:1

　　7)在切削工藝中有沒有一個最重要的因素浆竭？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(chuàng)建均勻分布的加工余量。這就是說惨寿，必須使用不同直徑的刀具(從大到小)邦泄，特別是在粗加工和半精加工工序中。任何時候主要的標準應(yīng)是在每個工序中與模具的最終形狀盡可能地相近裂垦。為每一種刀具提供均勻分布的加工余量保證了恒定而高的生產(chǎn)率和安全的切削過程顺囊。當ap/ae(軸向切削深度/徑向切削深度)不變時，切削速度和進給率也可恒定地保持在較高水平上吝蔽。這樣端辛，切削刃上的機械作用和工作負載變化就小，因此產(chǎn)生的熱量和疲勞也少超肃，從而提高了刀具壽命希没。如果后面的工序是一些半精加工工序，特別是所有精加工工序佳绩，就可進行無人加工或部分無人加工腿伟。恒定的材料加工余量也是高速切削應(yīng)用的基本標準。熱點模具網(wǎng)論壇恒定的加工余量的另一個有利的效應(yīng)是對機床——導軌舰搜、球絲杠和主軸軸承的不利影響小铣佛。

　　8)為什么最經(jīng)常將圓刀片銑刀作為模具粗加工刀具的首選？如果使用方肩銑刀進行型腔的粗銑削握帘，在半精加工中就要去除大量的臺階狀切削余量袜晌。這將使切削力發(fā)生變化，使刀具彎曲篱俊。其結(jié)果是給精加工留下不均勻的加工余量但惶，從而影響模具的幾何精度。如果使用刀尖強度較弱的方肩銑刀(帶三角形刀片)湿蛔，就會產(chǎn)生不可預(yù)測的切削效應(yīng)膀曾。三角形或菱形刀片還會產(chǎn)生更大的徑向切削力，并且由于刀片切削刃的數(shù)量較少，所以他們是經(jīng)濟性較差的粗加工刀具添谊。另一方面财喳，圓刀片可在各種材料中和各個方向上進行銑削，如果使用它斩狱，在相鄰刀路之間過渡較平滑耳高，也可以為半精加工留下較小的和較均勻的加工余量。圓刀片的特性之一是他們產(chǎn)生的切屑厚度是可變的所踊。這就使它們可使用比大多數(shù)其它刀片更高的進給率泌枪。圓刀片的主偏角從幾乎為零(非常淺的切削)改變到90度，切削作用非常平穩(wěn)秕岛。在切削的最大深度處碌燕，主偏角為45度，當沿帶外圓的直壁仿形切削時继薛，主偏角為90度预旺。這也說明了為什么圓刀片刀具的強度大——切削負載是逐漸增大的。粗加工和半粗加工應(yīng)該總將圓刀片銑刀灯彩，如CoroMill 200(見模具制造樣本C-1102:1)作為首選萤考。在5軸切削中，圓刀片非常適合黎撤，特別是它沒有任何限制乒柳。此篇文章來自中國熱點模具網(wǎng)通過使用良好的編程，圓刀片銑刀在很大程度上可代替球頭立銑刀侄灭。跳動量小的圓刀片與精磨的的彭铐、正前角和輕切削槽形相結(jié)合，也可以用于半精加工和一些精加工工序亏傅。

　　9)什么是有效切削速度(ve)和為什么它對高生產(chǎn)率非常重要摊谢？切削中，實際或有效直徑上的有效切削速度的基本計算總是非常重要醉装。由于臺面進給量取決于一定切削速度下的轉(zhuǎn)速辕芳，如果未計算有效速度，臺面進給量就會計算錯誤宵睦。如果在計算切削速度時使用刀具的名義直徑值(Dc)记罚，當切削深度淺時，有效或?qū)嶋H切削速度要比計算速度低得多壳嚎。如圓刀片CoroMill 200刀具(特別是在小直徑范圍)桐智、球頭立銑刀、大刀尖圓弧半徑立銑刀和CoroMill 390立銑刀之類的刀具(這些刀具請參見山特維克可樂滿的模具制造樣本C-1102:1)烟馅。由此说庭，計算得到的進給率也低得多然磷，這嚴重降低了生產(chǎn)率。更重要的是刊驴，刀具的切削條件低于它的能力和推薦應(yīng)用范圍姿搜。當進行3D切削時，切削時的直徑在變化捆憎，它與模具的幾何形狀有關(guān)舅柜。此問題的一個解決方案是定義模具的陡壁區(qū)域和幾何形狀淺的零件區(qū)域。如果對每個區(qū)域編制專門的CAM程序和切削參數(shù)攻礼，就可以達到良好的折中和結(jié)果业踢。

　　10)對于成功的淬硬模具鋼銑削來說落怀，重要的應(yīng)用參數(shù)有哪些甚宜？熱點模具網(wǎng)使用高速銑對淬硬模具鋼進行精加工時，一個需遵守的主要因素是采用淺切削百览。切削深度應(yīng)不超過0.2/0.2 mm(ap/ae：軸向切削深度/徑向切削深度)映情。這是為了避免刀柄/切削刀具的過大彎曲和保持所加工模具擁有小的公差和高精度。選擇剛性很好的夾緊系統(tǒng)和刀具也非常重要笑杯。當使用整體硬質(zhì)合金刀具時阱墩，采用有最大核心直徑(最大抗彎剛性)的刀具非常重要。一條經(jīng)驗法則是辱得，如果將刀具的直徑提高20%局该，例如從10 mm提高到12 mm，刀具的彎曲將減小50%沉享。也可以說涉佑，如果將刀具懸伸/伸出部分縮短20%，刀具的彎曲將減小50%顶质。大直徑和錐度的刀柄進一步提高了剛度淮超。當使用可轉(zhuǎn)位刀片的球頭立銑刀(見模具制造樣本C-1102:1)時，如果刀柄用整體硬質(zhì)合金制造旺订，抗彎剛性可以提高3-4倍弄企。當用高速銑對淬硬模具鋼進行精加工時，選擇專用槽形和牌號也非常重要区拳。選擇像TiAlN這樣有高熱硬度的涂層也非常重要拘领。

　　11)什么時候應(yīng)采用順銑，什么時候應(yīng)采用逆銑樱调？主要建議是：盡可能多使用順銑院究。當切削刃剛進行切削時，在順銑中本涕，切屑厚度可達到其最大值业汰。而在逆銑中伙窃，為最小值。一般來說样漆，在逆銑中刀具壽命比在順銑中短为障，這是因為在逆銑中產(chǎn)生的熱量比在順銑中明顯地高。在逆銑中當切屑厚度從零增加到最大時放祟，由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強鳍怨，因此會產(chǎn)生更多的熱量。逆銑中徑向力也明顯高巾妖，這對主軸軸承有不利影響估横。熱點模具網(wǎng)博客在順銑中，切削刃主要受到的是壓縮應(yīng)力牵梗，這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比台筷，對硬質(zhì)合金刀片或整體硬質(zhì)合金刀具的影響有利得多。當然也有例外仓脓。當使用整體硬質(zhì)合金立銑刀(見模具樣本C- 1102:1中的刀具)進行側(cè)銑(精加工)時售微，特別是在淬硬材料中，逆銑是首選锨间。這更容易獲得更小公差的壁直線度和更好的90度角甩腻。不同軸向走刀之間如果有不重合的話，接刀痕也非常小婿芝。這主要是因為切削力的方向昭仲。如果在切削中使用非常鋒利的切削刃，切削力便趨向?qū)⒌丁袄毕虿牧习と谩枚冗？梢允褂媚驺姷牧硪粋€例子是，使用老式手動銑床進行銑削亡问，老式銑床的絲杠有較大的間隙官紫。逆銑產(chǎn)生消除間隙的切削力，使銑削動作更平穩(wěn)州藕。

　　12)仿形銑削還是等高線切削束世？在型腔銑削中，保證順銑刀具路徑成功的最好方法是采用等高線銑削路徑床玻。銑刀(例如球頭立銑刀毁涉，見模具制造樣本C-1102:1)外圓沿等高線銑削常常得到高生產(chǎn)率，這是因為在較大的刀具直徑上锈死，有更多的齒在切削贫堰。如果機床主軸的轉(zhuǎn)速受到限制，等高線銑削將幫助保持切削速度和進給率待牵。采用這種刀具路徑其屏，工作負載和方向的變化也小喇勋。在高速銑應(yīng)用和淬硬材料加工中，這特別重要偎行。這是因為如果切削速度和進給量高的話判逊，切削刃和切削過程便更容易受到工作負載和方向改變的不利影響，工作負載和方向的變化會引起切削力和刀具彎曲的變化医狡。應(yīng)盡可能避免沿陡壁的仿形銑削殊纫。下仿形銑削時，低切削速度下的切屑厚度大肿车。在球頭刀中央厌哈，還有刃口崩碎的危險。如果控制差到讽，或機床無預(yù)讀功能钟肴，就不能足夠快地減速，最容易在中央發(fā)生刃口崩碎的危險她添。沿陡壁的上仿形銑削對切削過程較好一些媒湖，這是因為在有利的切屑速度下馋奠，切屑厚度為其最大值屎洒。熱點模具網(wǎng)論壇為了得到最長的刀具壽命，在銑削過程中應(yīng)使切削刃盡可能長時間地保持連續(xù)切削丰吐。如果刀具進入和退出太頻繁虑稼，刀具壽命會明顯縮短。這會使切削刃上的熱應(yīng)力和熱疲勞加劇势木。在切削區(qū)域有均勻和高的溫度比有大的波動對現(xiàn)代硬質(zhì)合金刀具更有利蛛倦。仿形銑削路徑常常是逆銑和順銑的混合(之字形)，這意味切削中會頻繁地吃刀和退刀啦桌。這種刀具路徑對模具質(zhì)量也有不好的影響溯壶。每次吃刀意味刀具彎曲，在表面上便有抬起的標記甫男。當?shù)毒咄顺鰰r且改，切削力和刀具的彎曲減小，在退出部分會有輕微的材料“過切削”板驳。

　　13)為什么有的銑刀上必須有不同的齒距又跛？銑刀是多切削刃刀具，齒數(shù)(z)是可改變的若治，有一些因素可以幫助確定用于不同加工類型的齒距或齒數(shù)慨蓝。材料、工件尺寸端幼、總體穩(wěn)定性缩髓、懸伸尺寸憨箍、表面質(zhì)量要求和可用功率就是與加工有關(guān)的因素。與刀具有關(guān)的因素包括足夠的每齒進給量学释、至少同時有兩個齒在切削以及刀具的切屑容量邀安，這些僅是其中的一小部分。銑刀的齒距(u)是刀片切削刃上的點到下一個切削刃上同一個點的距離堤型。銑刀分為疏扬瘸、密和超密齒距銑刀，大部分可樂滿銑刀都有這3個選項教物，見模具制造樣本C-1102:1乌骇。密齒距是指有較多的齒和適當?shù)娜菪伎臻g，可以以高金屬去除率切削糊争。一般用于鑄鐵和鋼的中等負載銑削序摔。密齒距是通用銑刀的首選，推薦用于混合生產(chǎn)婴鞭。中國熱點模具網(wǎng)疏齒距是指在銑刀圓周上有較少的齒和有大的容屑空間柱悬。疏齒距常常用于鋼的粗加工到精加工，在鋼加工中振動對加工結(jié)果影響很大未斑。疏齒距是真正有效的問題解決方案咕宿，它是長懸伸銑削、低功率機床或其它必須減小切削力應(yīng)用的首選蜡秽。超密齒距刀具的容屑空間非常小府阀，可以使用較高的工作臺進給。這些刀具適合于間斷的鑄鐵表面的切削芽突、鑄鐵粗加工和鋼的小余量切削试浙，例如側(cè)銑。它們也適合于必須保持低切削速度的應(yīng)用寞蚌。銑刀還可以有均勻的或不等的齒距田巴。后者是指刀具上齒的間隔不相等，這也是解決振動問題的有效方法挟秤。當存在振動問題時壹哺，推薦盡可能采用疏齒不等齒距銑刀。由于刀片少煞聪，振動加劇的可能性就小斗躏。小的刀具直徑也可改善這種情況。應(yīng)使用能很好適應(yīng)的槽形和牌號的組合——鋒利的切削刃和韌性好的牌號組合讹荣。

　　14)為了獲得最佳性能父森，銑刀應(yīng)怎樣定位？切削長度會受到銑刀位置的影響合杜。刀具壽命常常與切削刃必須承擔的切削長度有關(guān)秽烫。定位于工件中央的銑刀其切削長度短强媚，如果使銑刀在任一方向偏離中心線，切削的弧就長耙窥。要記住捞幅，切削力是如何作用的，必須達到一個折中还皮。在刀具定位于工件的中央的情況下闲窃，當?shù)镀邢魅羞M入或退出切削時，徑向切削力的方向就隨之改變效岂。機床主軸的間隙也使振動加劇骇诈，導致刀片振動。

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