模具加工工艺规程与策略制定
1.工艺规程制定
工艺规程必须针对加工对象,结合本企业实际生产条件进行制定,技术上要、经济上要合理。模具零部件加工工艺规程制定的一般步骤及所包含的基本内容如表2所示。
表2 加工工艺规程
2.数控加工工艺策略
1)粗加工
模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率,并为半精加工准备工件的几何轮廓。在粗加工过程中通过利用国外的CAD/CAM软件可通过以下措施保持切削条件恒定,从而获得良好的加工质量。
(1)恒定的切削载荷;
通过计算获得恒定切削层面积和材料去除率,使切削载荷与磨损速率保持均衡,以提高寿命和加工质量;
(2)避免突然改变进给方向;
(3)避免将埋入工件。如加工模具型腔时,应避免垂直插入工件,而应采用倾斜下刀方式(常用倾斜角为20°~30°),好采用螺旋式下刀以降低载荷;加工模具型芯时,应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件;
(4)切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式(或圆弧式)切入、切出,避免垂直切入、切出;
(5)采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削热,减小受力和加工硬化程度,提高加工质量。
2)半精加工
模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整,表面精加工余量均匀,这对于工具钢模具尤为重要,因为它将影响精加工时切削层面积的变化及载荷的变化,从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。
粗加工是基于体积模型(Volume model),精加工则是基于面模型(Su rface model)。而以前开发的CAD/CAM系统对零件的几何描述是不连续的,由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息,故粗加工表面的剩余加工余量分布及大剩余加工余量均是未知的。
塑料模具用钢应满足以下要求:
1)耐热性能
随着高速成型机械的出现,塑料制品运行速度加快。由于成型温度在200--350℃之间,如果塑料流动性不好,成形速度又快,会使模具部分成型表面温度在较短时间内**过400℃。为保证模具在使用时的精度及变形微小,模具钢应有较高的耐热性能。
2) 足够耐磨性
随着塑料制品用途的扩大,在塑料中往往需添加玻璃纤维之类的无机材料以增强塑性,由于添加物的加入,使塑料的流动性大大降低,导致模具的磨损,故要求其具有良好的耐磨性。
3) 优良的切削加工性
大多数塑料成型模具,除电火花加工还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削的使用寿命,在切削过程中加工硬化小。为避免模具变形而影响精度,希望加工残余应力能控制在小限度。
4) 良好的热稳定性
塑料模的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有良好的热稳定性的材料。
5)镜面加工性能
型腔表面光滑,成型面要求抛光成镜面,表面粗糙度**Ra0.4μm,以保证塑料压制件的外观并便于脱模。
6)热处理性能
在模具失效事故中,因热处理造成的事故一般是52.3%,以致热处理在整个模具制造过程中占有重要的地位,热处理工艺的好坏对模具质量有较大的影响。一般要求热处理变形小,淬火温度范围宽,过热敏感性小,特别是要有较大的淬硬性和淬透性等等。
7) 耐腐蚀性
在成形过程中可能放出腐蚀气受热分解出具有腐蚀性的气体,如HC1、HF等腐蚀模具,有时在空气流道口处使模具锈蚀而损坏,故要求模具钢有良好的耐蚀性。
切削类
细微纳米级颗粒的PVD涂层显微结构兼备高韧性、高硬度、高抗氧化性的特性,并可实现加工过程中无摩擦排屑的光滑表面。在涂层沉积过程中,做到涂层与产品基体的附着,同时可以有效的控制涂层的沉积厚度(单边0.5微米─6微米),针对不同的产品类型涂层处理。PVD后的也具备了CVD后的热稳定性,从而实现(拉刀、铣刀、丝攻、钻头、刀粒、分中棒等)的强力加工,使其具备的使用性能。
模具名称 涂层类型 模具材料 被加工材料使用效果
类 TiN(氮化钛) SKD11 0.5mm不锈钢 提高9倍以上
模具配件冲棒TiN(氮化钛) Cr12MoV 低碳钢板 提高5倍以上
粉末冶金模具 CrN(氮化铬) DC53 WC+Co粉末 提高12倍以上
拉伸模具 TiCN(碳氮化钛) SKD11 低碳钢板 解决模具、产品拉伤问题
压铸模具 AlCrN(氮化铬铝) H13 铝合金6063 解决粘铝料现象,模具寿命延长
纳米PVD涂层处理的通常称谓:镀钛、离子电镀、真空电镀、镀膜、纳米涂层、涂层等
多元复合涂层种类:氮化钛(TiN),氮化铬(CrN), ROSE,氮铝钛(TiAlN),高铝钛(AlTiN), PLUS,氮碳化钛(TiCN),氮碳化铬(CrCN)等各种超硬膜层,其涂层厚度可达到0.5~5um,故而您不用担心会给尺寸带来麻烦,并以新工艺使产品具有良好的润滑、散热(干式),使工件寿命可增加10~50倍,可提高600%工作效力,从而降低生产成本。
主要客户群及相关镀膜产品:
1.切削工具业:如钻头,铣刀,螺齿刀,拉刀,圆锯片,舍弃式刀片等工具。
2.精密模具业:拉伸模,五金模,塑料模,模具配件,成型模具,顶针,冲棒,镶件等。
3.粉末冶金业:精密模具,各种模具工件/耐磨部件等。
4.电子设备:SMT机器零件,,手术刀,内孔镜等。
5.汽车工业:活塞,活塞环,汽门挺杆,凹轮轴等。
1) 加工精度要求高 一副模具一般是由凹模、凸模和模架组成,有些还可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合,镶块与型腔的组合,模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达μm级。
(2) 形面复杂 有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器,其形状的表面是由多种曲面组合而成,因此,模具型腔面就很复杂。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。
(3) 批量小 模具的生产不是大批量成批生产,在很多情况下往往只生产一付。
(4) 工序多 模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。
(5) 重复性投产 模具的使用是有寿命的。当一付模具的使用**过其寿命时,就要更换新的模具,所以模具的生产往往有重复性。
(6) 仿形加工 模具生产中有时既没有图样,也没有数据,而且要根据实物进行仿形加工。这就要求仿制精度高,不变形。
(7) 模具材料优异,硬度高 模具的主要材料多采用合金钢制造,特别是高寿命的模具,常采用Crl2,CrWMn等莱氏体钢制造。这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理均有严格要求。因此加工工艺的编制就较加不容忽视,热处理变形也是加工中需认真对待的问题。
根据上述诸多特点,在选用机床上要尽可能满足加工要求。如数控系统的功能要强,机床精度要高,刚性要好,热稳定性要好,具有仿形功能等。
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