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(1)選擇模具鋼時什麽是最重要的和最具有決定性意義的因素?
成(chéng)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(hé)擠壓時(shí)的相對高的溫度。
B)冷加工工(gōng)具鋼,它用於下料(liào)和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加(jiā)壓成形。
塑料-一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(yòng)不鏽鋼材料(liào)的模具鋼。
模具尺寸-大尺(chǐ)寸模具常常使用預硬鋼。整體淬硬鋼常常用於小尺寸模具。
模具使用次數-長期使用(>1000000次(cì))的模具應使用高硬度鋼,其硬度(dù)為48-65HRC。中等長(zhǎng)時間使用(100000到1000000次(cì))今日焦點:
的(de)模具應使用預硬鋼,其硬度為30-45HRC。短時間使用(<100000次)的模(mó)具應使用軟鋼,其硬度為160-250HB。
表麵粗糙度-許多塑料模具製造(zào)商對好的表麵粗糙度感興趣。當添加硫改善金屬切削(xuē)性能時,表麵質量會(huì)因此下降。硫含量高的鋼也變(biàn)得更脆。
(2)影響材料可(kě)切削性的首要因素(sù)是什麽?
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(jiā)時,金(jīn)屬切(qiē)削性能就下降。
鋼的結構對金屬切削性能也非常重要(yào)。不同的結構包括:鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋製的和已切削加工過的。鍛件和鑄件有非常(cháng)難於加工的表麵。
硬度是影響金屬切削性(xìng)能的一個重要(yào)因素。一般規律是鋼越硬(yìng),就越難加工。高速鋼(HSS)可用於(yú)加工硬度(dù)最高(gāo)為330-400HB的材料;高速鋼+鈦化氮(TiN)塗層,可加工硬度最高為45HRC的材料(liào);而對於硬度為65-70HRC的材料,則必須使用硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷和立(lì)方氮化硼(CBN)。
非金屬(shǔ)參(cān)雜(zá)一般對刀具(jù)壽命有不良影響(xiǎng)。例如Al2O3(氧化鋁),它是純陶(táo)瓷,有很強的磨蝕性。
最後(hòu)一個(gè)是殘餘應力,它(tā)能引起(qǐ)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(luè)地說,成本的分布情況如下:
切削65%
工件材料20%
熱處理(lǐ)5%
裝(zhuāng)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(shēng)產的重要(yào)性。
(4)鑄鐵的切削特性是什麽?
一般來說(shuō),它(tā)是:
鑄(zhù)鐵(tiě)的硬度(dù)和強度越高,金屬切削性能越低(dī),從刀片和刀具可預(yù)期(qī)的壽命(mìng)越低(dī)。用於金屬切削生產的鑄鐵其大部分(fèn)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(guān),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(xìng),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(hé)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(dù)條件(jiàn)下發生。鑄鐵的(de)鐵素體(tǐ)部分最容易焊接到刀片上,但這可用(yòng)提高切(qiē)削速度和溫度來克服。
在另一方麵,擴散磨損與溫度有(yǒu)關,在高切削速度時產生,特別是使用高強度鑄鐵牌(pái)號時。這些牌號有很高的抗變型能力,導致了高溫。這種磨(mó)損與鑄鐵和(hé)刀(dāo)具之間的作用有關,這就(jiù)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(yǐ)獲得良好的刀具壽命和表麵質量。
一般對加(jiā)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(dàn)也與(yǔ)工序、工件(jiàn)和切削條件有關;要求切(qiē)削刃有韌(rèn)性、耐熱疲勞(láo)磨損(sǔn)和刃口強度。切削鑄鐵的滿意(yì)程度取決於切(qiē)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、表麵質量(liàng)差、過(guò)大的波紋度等。
正常的後刀麵磨(mó)損、保持平衡(héng)和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到(dào)的。
(5)什麽是模具製造(zào)中主要(yào)的、共同的加工工序?
切削過(guò)程至少應分為(wéi)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(jīng)加工(大(dà)部分是高速(sù)切削應用(yòng))。殘(cán)餘量銑削當然是在半精加工工序後為精加工而準備的。在每一個工序中都應努力做到為下一個工(gōng)序留下均勻(yún)分布的(de)餘量,這一點非常重要。
如果刀具(jù)路徑的方向和工作負載很少(shǎo)有快(kuài)速(sù)的變化,刀具的壽命就可能(néng)延長,並(bìng)更加(jiā)可預測。如果可能,就應在專用機床上進行精加工(gōng)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(zhè)些不同的工序(xù)中應主要使用何種刀具?
粗加(jiā)工工序:圓刀片銑刀、球頭立銑(xǐ)刀及大刀尖圓弧半徑的立銑(xǐ)刀。
半(bàn)精加工工序:圓刀片銑刀(直徑範圍為10-25mm的圓刀片銑刀),球頭立銑刀。
精加工工序:圓刀片(piàn)銑刀、球頭立銑刀。
殘餘量銑(xǐ)削工序:圓刀片銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀。
通過選(xuǎn)擇專門的刀具尺寸、槽形和牌(pái)號組合,以及切削(xuē)參數和合適的銑削策略,來優化切削工藝(yì),這非常重要(yào)。
關於可(kě)使用的高生(shēng)產率刀具,見模具製造用樣本C-1102:1
(7)在切削工(gōng)藝中有沒有(yǒu)一個最重要的因素?
切(qiē)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均勻分布的加工餘量。這就是說(shuō),必須使(shǐ)用不同直徑的刀具(從大到小),特別是在(zài)粗加工和半精加工工序中。任何時候主要(yào)的標準應(yīng)是在(zài)每個工序中與模具的(de)最終形狀盡可能地相近。
為每一種刀具提供均勻分(fèn)布的加(jiā)工餘量(liàng)保證了恒定而高的(de)生產率和安全的切削過程。當ap/ae(軸(zhóu)向切削深度/徑向切削深度)不變時,切削速(sù)度和進(jìn)給率也(yě)可恒定(dìng)地保持在較高(gāo)水平上。這樣,切削刃上的機械作用和工作負載變化(huà)就小,因此產生的熱量和疲勞也少,從而提高了刀(dāo)具壽命。如果後麵的工序是一些半精加工工序,特別是(shì)所有精加工工序,就可進行無人加工(gōng)或部分無(wú)人(rén)加工。恒定的材料加工餘(yú)量也是高速切削應用的基本標準。
恒定的加工餘量的(de)另一個有利的效應是(shì)對機床——導軌、球絲杠和主(zhǔ)軸軸承的不利影響小。
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