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选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-01-25 10:04:40    来源:网络整理    作者:佚名    浏览次数:65
导读

不同的结构包括:锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过的。锻件和铸件有非常难于加工的表面。模具制造的生产成本由哪些部分组成?用于金属切削生产的铸铁其大部分类型的金属切削性能一般都很好。什么是模具制造中主要的、共同的加工工序?如果可能,就应在专用机床上进行精加工工序。在切削工艺中有没有一个最重要的因素?切削过程中一个最重要的目标是在每一个工序中为每一种刀具创建均匀分布的加工余量。

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

问 1

选择工具钢时最重要和决定性的因素有哪些?

成型方法 - 从两种基本材料类型中选择。

A) 热加工工具钢,可以承受压铸、锻造和挤压过程中的相对高温。

B) 冷加工工具钢,用于冲裁和剪切、冷成型、冷挤压、冷锻和粉末压制成型。

塑料——一些塑料会产生腐蚀性副产品,例如 PVC 塑料。 长时间停机产生的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会导致腐蚀。 在这些情况下注塑模具加工设计,建议使用不锈钢材料。

尺寸 - 预硬钢通常用于大尺寸。 整体硬化钢通常用于小尺寸。

使用次数——长期使用(>100万次),应使用高硬度钢,硬度为48-65HRC。 中长期使用(10万次至100万次),应选用硬度为30-45HRC的预硬钢。 短期使用(

表面粗糙度——许多塑料制造商对良好的表面粗糙度感兴趣。 当添加硫以改善金属切削性能时,表面质量会降低。 含硫量高的钢也变得更脆。

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

问2

影响材料切削性能的主要因素是什么?

钢的化学成分很重要。 钢的合金成分越高,加工就越困难。 随着碳含量的增加,金属切削性能下降。

钢的结构对金属切削性能也非常重要。 不同的结构包括:锻造、铸造、挤压、轧制和机加工。 锻件和铸件具有非常困难的表面。

硬度是影响金属切削性能的重要因素。 一般规则是,钢材越硬,越难加工。 高速钢(HSS)可用于加工硬度高达330-400 HB的材料; 高速钢+氮化钛(TiN)涂层,可加工硬度高达45HRC的材料; 对于硬度为65-70 HRC的材料,必须使用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷和立方氮化硼(CBN)。

非金属掺杂通常对刀具寿命有不利影响。 一个例子是 Al2O3(氧化铝),它是纯陶瓷并且非常耐磨。

最后一个是残余应力,它会导致金属切削性能问题。 通常建议在粗加工后进行应力消除操作。

问题 3

模具制造的生产成本由哪些组成?

粗略地说,费用的分配如下:

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

削减 65%

工件材料 20% 热处理 5% 装配/调整 10% 这也非常清楚地表明了良好的金属切削性能和良好的整体切削解决方案对于经济生产的重要性。

问题 4

铸铁的切削性能有哪些?

一般来说,它是:

铸铁的硬度和强度越高,金属切削性能越低,刀片和刀具的预期寿命越短。 用于金属切削生产的铸铁通常在切削大多数类型的金属时表现出色。 金属切削性能与组织有关,越硬的珠光体铸铁越难加工。 片状石墨铸铁和可锻铸铁的切削性能优良,而球墨铸铁则较差。

加工铸铁时遇到的主要磨损类型有:磨粒磨损、粘着磨损和扩散磨损。 磨损主要是由碳化物、夹砂和坚硬的铸皮引起的。 具有积屑瘤的粘着磨损发生在低切削温度和切削速度下。 铸铁的铁素体部分最容易焊接到刀片上,但这可以通过提高切削速度和温度来克服。

另一方面,扩散磨损与温度有关,并且发生在高切削速度下,尤其是在使用高强度铸铁材质时。 这些等级具有高度的抗变形性,可承受高温。 这种磨损与铸铁和刀具之间的相互作用有关,这使得一些铸铁需要陶瓷或立方氮化硼 (CBN) 刀具进行高速加工,以实现良好的刀具寿命和表面质量。

加工铸铁一般要求的典型刀具属性有:高热硬度和化学稳定性,但也与工艺、工件和切削条件有关; 切削刃要求具有韧性、热疲劳耐磨性和刃口强度。

铸铁的令人满意的切削取决于切削刃磨损的发展方式:快速钝化意味着热裂纹和缺口导致切削刃过早断裂、工件破损、表面质量差、波纹度过大等。正常后刀面磨损,保持平衡和锋利前沿正是人们普遍追求的目标。

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

问题 5

模具制造中主要和常见的加工步骤有哪些?

制造必须经过切割过程,切割过程至少应分为3种工艺类型:

粗加工、半精加工和精加工,有时甚至是超精加工(主要是 HSM 应用)。 残铣当然是为半精加工工序后的精加工做准备的。 尽量在每道工序中为下道工序留出均匀分布的余量是非常重要的。 如果刀具路径方向和工作负载几乎没有快速变化,则刀具寿命可能会更长且更可预测。 如果可能,应在专用机器上执行精加工操作。 这样可以提高几何精度和质量,缩短调试和组装时间。

问7

在这些不同的操作中应该主要使用哪些工具?

粗加工工艺:圆刀片铣刀、球头立铣刀和大刀尖半径立铣刀。

半精加工工序:圆刀片铣刀(直径10-25mm的圆刀片铣刀)、球头立铣刀。

精加工工艺:圆刀片铣刀、球头立铣刀。

余量铣削工艺:圆刀片铣刀、球头立铣刀、直立铣刀。

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

通过选择特定的刀具尺寸、几何形状和材质组合以及切削数据和合适的铣削策略来优化切削过程非常重要。

问7

切割过程中是否有一个最重要的因素?

切削过程中最重要的目标之一是为每个操作中的每个刀具创建均匀分布的加工余量。 这意味着必须使用不同直径(从大到小)的刀具,尤其是在粗加工和半精加工工序中。 任何时候的主要标准应该是在每次操作中尽可能接近最终形状。

每个刀具均匀分布的加工余量可确保恒定和高生产率以及安全的切削过程。 当ap/ae(轴向切深/径向切深)一定时,切削速度和进给量也能保持在较高的水平。 这样可以减少切削刃上的机械作用和工作负荷变化,从而减少热量和疲劳,从而延长刀具寿命。 如果后面的工序是一些半精加工工序,特别是全部精加工工序,可以进行无人加工或部分无人加工。 恒定的材料切削量也是高速切削应用的基本标准。

恒定加工余量的另一个有益效果是对机床(导轨、滚珠丝杠和主轴轴承)的不利影响较小。

问 8

为什么圆刀片铣刀最常被用作模具粗加工的首选刀具?

如果使用方肩铣刀粗铣型腔,半精加工时会去除大量的阶梯切削余量。 这会改变切削力并使刀具弯曲。 结果是精加工的加工余量不均匀,影响几何精度。 如果您使用刀尖较弱的方肩铣刀(带三角形刀片),您将获得不可预知的切削效果。 三角形或菱形刀片也会产生更大的径向切削力,并且由于刀片切削刃数量较少,它们是不太经济的粗加工刀具。

另一方面,圆形刀片可以在各种材料和所有方向上进行铣削,如果使用的话,相邻走刀之间的过渡更平滑,并且还可以为半精加工留出更小、更均匀的加工余量。 圆形刀片的​​特性之一是它们可产生厚度可变的切屑。 这使得它们能够以比大多数其他刀片更高的进给率使用。 圆形刀片的​​主偏角从几乎为零(非常浅的切削)到 90 度不等,切削动作非常平滑。 在最大切深时,主偏角为 45 度,当沿带外圆的直壁仿形时,主偏角为 90 度。 这也解释了为什么圆刀片的强度高——切削载荷逐渐增大。 粗加工和半粗加工宜选用圆刀片铣刀,如200(见制造样例C-1102:1)为首选。 在 5 轴切削中,圆形刀片非常合适,尤其是因为它没有任何限制。

选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

通过良好的编程,圆刀片铣刀可以在很大程度上取代球头立铣刀。 具有低跳动、磨削、正前角和轻切削槽型的圆形刀片也可用于半精加工和一些精加工工序。

问题 9

什么是有效切削速度 (ve)?为什么它对高生产率很重要?

在切削中,有效切削速度对实际或有效直径的基本计算总是非常重要的。 由于工作台进给取决于一定切削速度下的转速,如果不计算有效速度,工作台进给将计算错误。

如果在计算切削速度时使用刀具的公称直径值(Dc),当切削深度较浅时,有效或实际切削速度将远低于计算速度。 圆刀片 200 刀具(尤其是小直径范围内)、球头立铣刀、大刀尖半径立铣刀和 390 立铣刀等刀具(参见山特维克可乐满制造目录 C-1102:1)。 结果,计算出的进给率也低得多,这严重降低了生产率。 更重要的是注塑模具加工设计,刀具的切削条件低于其能力和推荐的应用范围。

进行3D切割时,切割的直径在变化,这与几何形状有关。 这个问题的一个解决方案是定义陡壁区域和具有浅几何形状的部分区域。 如果为每个区域编程专用的 CAM 程序和切割参数,则可以实现良好的折衷。

问题 10

淬硬模具钢成功铣削的重要应用参数有哪些?

使用高速铣削对硬化钢进行精加工时要注意的一个主要因素是使用浅切削。 切深不应超过0.2/0.2mm(ap/ae:轴向切深/径向切深)。 这是为了避免夹具/切削工具的过度弯曲,并保持紧密的公差和高精度的加工。

选择非常坚固的夹紧系统和工具也很重要。 使用整体硬质合金刀具时,重要的是使用具有最大芯径(最大抗弯刚度)的刀具。 根据经验,如果将工具的直径增加 20%,例如从 10 毫米增加到 12 毫米,工具将减少 50% 的弯曲。 也可以说,如果刀具悬伸/挤压缩短 20%,则刀具的弯曲将减少 50%。 大直径和锥形柄进一步增加了刚度。 使用带可转位刀片的球头立铣刀时(参见制造样品C-1102:1),如果刀柄由整体硬质合金制成,抗弯刚度可提高3-4倍。

用高速铣削精加工淬火钢时,选择特殊的槽形和材质也很重要。 选择像 TiAlN 这样具有高热硬度的涂层也很重要。

 
(文/佚名)
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