agqszje在_模具制造領域的25個常見問題解答

1、、| !_一個人總要走陌生的路，看陌生的風景，聽陌生的歌，然后在某個不經(jīng)意的瞬間，你會發(fā)現(xiàn)，原本費盡心機想要忘記的事情真的就這么忘記了. 在模具制造領域的25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。     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，它用于下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓成形。     塑料-一些塑料會產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品，例如

2、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(chǎn)生腐蝕。 在這些情況下，推薦使用不銹鋼材料的模具鋼。    模具尺寸 大尺寸模具常常使用預硬鋼。 整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具。    模具使用次數(shù) 長期使用（> 1 000 000次）的模具應使用高硬度鋼，其硬度為4865 HRC。 中等長時間使用（100 000到1 000 000次）的模具應使用預硬鋼，其硬度為3045 HRC。 短時間使用（<100 000次）的模具應使用軟鋼，其硬度為160250 HB。   

3、;  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。 當添加硫改善金屬切削性能時，表面質(zhì)量會因此下降。 硫含量高的鋼也變得更脆。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。 鋼的合金成分越高，就越難加工。 當碳含量增加時，金屬切削性能就下降。    鋼的結(jié)構(gòu)對金屬切削性能也非常重要。 不同的結(jié)構(gòu)包括： 鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋制的和已切削加工過的。 鍛件和鑄件有非常難于加工的表面。     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，就越難加工。

4、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，可加工硬度最高為45 HRC的材料； 而對于硬度為65-70 HRC的材料，則必須使用硬質(zhì)合金、陶瓷、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。 例如Al2O3 （氧化鋁），它是純陶瓷，有很強的磨蝕性。 最后一個是殘余應力，它能引起金屬切削性能問題。 常常推薦在粗加工后進行應力釋放工序。3) 模具制造的生產(chǎn)成本由哪些部分組成？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/調(diào)整 10    這也非常清楚地表明了良好的金

5、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。4) 鑄鐵的切削特性是什么？一般來說，它是：     鑄鐵的硬度和強度越高，金屬切削性能越低，從刀片和刀具可預期的壽命越低。 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。 金屬切削性能與結(jié)構(gòu)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(yōu)良的切削屬性，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(jié)和擴散磨損。 磨蝕主要由碳化物、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。

6、 鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上，但這可用提高切削速度和溫度來克服。     在另一方面，擴散磨損與溫度有關(guān)，在高切削速度時產(chǎn)生，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，導致了高溫。 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，以獲得良好的刀具壽命和表面質(zhì)量。     一般對加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為： 高熱硬度和化學穩(wěn)定性，但也與工序、工件和切削條件有關(guān)；要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度。 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

7、鈍意味著產(chǎn)生熱裂紋和缺口而使切削刃過早斷裂、工件破損、表面質(zhì)量差、過大的波紋度等。 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。5) 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序？切削過程至少應分為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）。 殘余量銑削當然是在半精加工工序后為精加工而準備的。 在每一個工序中都應努力做到為下一個工序留下均勻分布的余量，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，刀具的壽命就可能延長，并更加可預測。 如果可能，就應在專用機床上進行精加工工序。 這會在

8、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主要使用何種刀具？    粗加工工序： 圓刀片銑刀、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1025 mm0.2 mm（ap/ae：軸向切削深度/徑向切削深度）。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。 當使用整體硬質(zhì)合金刀具時，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，如果將刀具的直

9、徑提高20，例如從10 mm提高到12 mm，刀具的彎曲將減小50。 也可以說，如果將刀具懸伸/伸出部分縮短20，刀具的彎曲將減小50。 大直徑和錐度的刀柄進一步提高了剛度。 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，抗彎剛性可以提高34倍。     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。 選擇像TiAlN這樣有高熱硬度的涂層也非常重要。11) 什么時候應采用順銑，什么時候應采用逆銑？主要建議是： 盡可能多使用順銑。     當切削刃剛進行切削時，在順銑

10、中，切屑厚度可達到其最大值。 而在逆銑中，為最小值。 一般來說，在逆銑中刀具壽命比在順銑中短，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，由于切削刃受到的摩擦比在順銑中強，因此會產(chǎn)生更多的熱量。 逆銑中徑向力也明顯高，這對主軸軸承有不利影響。    在順銑中，切削刃主要受到的是壓縮應力，這與逆銑中產(chǎn)生的拉力相比，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。 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，特別是在淬硬材料中，逆銑是首選。 這更容易獲得更小公差的壁直線度

11、和更好的90度角。 不同軸向走刀之間如果有不重合的話，接刀痕也非常小。 這主要是因為切削力的方向。 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毕虿牧稀?可以使用逆銑的另一個例子是，使用老式手動銑床進行銑削，老式銑床的絲杠有較大的間隙。 逆銑產(chǎn)生消除間隙的切削力，使銑削動作更平穩(wěn)。12) 仿形銑削還是等高線切削？    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。 銑刀（例如球頭立銑刀，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，有更多的齒在切削。 如果機床主軸的轉(zhuǎn)速受到限制，等高

12、線銑削將幫助保持切削速度和進給率。 采用這種刀具路徑，工作負載和方向的變化也小。 在高速銑應用和淬硬材料加工中，這特別重要。這是因為如果切削速度和進給量高的話，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。 應盡可能避免沿陡壁的仿形銑削。 下仿形銑削時，低切削速度下的切屑厚度大。 在球頭刀中央，還有刃口崩碎的危險。 如果控制差，或機床無預讀功能，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。 沿陡壁的上仿形銑削對切削過程較好一些，這是因為在有利的切屑速度下，切屑厚度為其最大值。    為了得到最長

13、的刀具壽命，在銑削過程中應使切削刃盡可能長時間地保持連續(xù)切削。 如果刀具進入和退出太頻繁，刀具壽命會明顯縮短。 這會使切削刃上的熱應力和熱疲勞加劇。 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。 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。 這種刀具路徑對模具質(zhì)量也有不好的影響。 每次吃刀意味刀具彎曲，在表面上便有抬起的標記。 當?shù)毒咄顺鰰r，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”。13) 為什么有的銑刀上必須有不同的齒距？    銑刀是多切削刃刀具，齒數(shù)（z）是可改變的，有一些因素可以幫助確

14、定用于不同加工類型的齒距或齒數(shù)。 材料、工件尺寸、總體穩(wěn)定性、懸伸尺寸、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、至少同時有兩個齒在切削以及刀具的切屑容量，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。 銑刀分為疏、密和超密齒距銑刀，大部分可樂滿銑刀都有這3個選項，見模具制造樣本C-1102:1。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。 一般用于鑄鐵和鋼的中等負載銑削。 密齒距是通用銑刀的首選，推薦用于混合生產(chǎn)。    

15、  疏齒距是指在銑刀圓周上有較少的齒和有大的容屑空間。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。 疏齒距是真正有效的問題解決方案，它是長懸伸銑削、低功率機床或其它必須減小切削力應用的首選。    超密齒距刀具的容屑空間非常小，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、鑄鐵粗加工和鋼的小余量切削，例如側(cè)銑。 它們也適合于必須保持低切削速度的應用。 銑刀還可以有均勻的或不等的齒距。 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。     當存在振動問題時，推薦盡可能采

16、用疏齒不等齒距銑刀。由于刀片少，振動加劇的可能性就小。 小的刀具直徑也可改善這種情況。 應使用能很好適應的槽形和牌號的組合鋒利的切削刃和韌性好的牌號組合。14) 為了獲得最佳性能，銑刀應怎樣定位？    切削長度會受到銑刀位置的影響。 刀具壽命常常與切削刃必須承擔的切削長度有關(guān)。 定位于工件中央的銑刀其切削長度短，如果使銑刀在任一方向偏離中心線，切削的弧就長。 要記住，切削力是如何作用的，必須達到一個折中。 在刀具定位于工件的中央的情況下，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。 機床主軸的間隙也使振動加劇，導致刀片振動。   

17、;  通過使刀具偏離中央，就會得到恒定的和有利的切削力方向。 懸伸越長，克服所有可能的振動也就越重要。Cimatron 型腔模數(shù)控加工的常用策略及應用研究 章泳健摘自佳工機電網(wǎng)              Cimatron 針對型腔模具加工中應用最為廣泛的三軸銑削加工編程，應用其原創(chuàng)的基于毛坯余量知識的智能 NC 編程技術(shù)，結(jié)合加工模具零件的各種獨特功能，使其成為當今最理想的型腔模 CAM 解決方案之一。以下結(jié)合 Cimatron 在實際加工中的應

18、用介紹其對型腔模數(shù)控加工的常用策略。 1 Cimatron 型腔模數(shù)控加工的常用策略 在型腔模零件三軸數(shù)控銑削加工中，從規(guī)則形狀毛坯到精整處理 ( 主要指拋光 ) 前的零件加工，其銑削加工工藝一般可分為粗加工、半精加工、精加工及清根加工四種工序類型。 在毛坯的粗加工中，雖可采用插削等其他加工形式，但等高切削仍是實際加工中最常用的形式。 Cimatron 提供了 POCKET 、 ZCU T 、 WCU T 三種工序來支持這種加工形式。由于 WCUT ROUGH 工序具有高效的環(huán)繞切削走刀及智能化的進刀設置等優(yōu)點，同時具有獨特的層間加工功能，因此是最常用的一個粗加工工序。 理想的半精加工應基于粗

19、加工后毛坯的留殘來進行刀軌計算， Cimatron 具有獨特的最佳事前優(yōu)化技術(shù)，使用 WCU T ROU GH 工序，并選擇加工參數(shù)中的 WITHSTOCK 選項，可使刀具軌跡根據(jù)粗加工后毛坯的殘留情況來生成，不僅徹底消除了空刀現(xiàn)象，而且刀具的切削載荷更合理，軌跡更流暢，相比采用事后優(yōu)化技術(shù)能生成更理想的半精加工刀軌。通過合理設置層間加工參數(shù)，可使兩個切削層之間的毛坯殘留通過沿加工面的再加工得到清除，與通過減小層降高度來提高零件表面加工精度的方法相比，可在達到相同效果的前提下，大大提高加工效率。 針對零件精加工， Cimatron 提供了很多種加工工序來支持不同的精加工方式。如 SURMILL

20、 ( 參數(shù)線加工 ) 、 SURCLR( 限制線加工 ) 、 SRFPKT( 沿面加工 ) 、 3D STEP ( 三維步距加工 ) 及 WCUT FINISH( 等高線加工 ) 等， 其中以針對整個零件面的 SRFPKT 及 WCUT FINISH 最為常用。 對于整個加工面來講，一般采用一種精加工工序總是不盡合理的。對于斜率接近于水平面的平坦面，采用 SRFPKT 工序進行沿面加工效果較好，而對斜率接近于垂直面的陡峭面一般采用 WCU T FINISH 工序加工效果較理想。因此，首先需對加工面進行斜率分析，然后根據(jù)加工面的不同特點分別采用合適的走刀形式是最為理想的加工方式。采用 WCU T

21、 FINISH 工序， 并在加工參數(shù)中選擇 BETWEEN LAYERS : HORIZ ，能自動對加工面進行斜率分析，并根據(jù)分析結(jié)果對不同的區(qū)域采用不同的加工形式來進行。 局部清根工序?qū)δ＞叩募庸ひ仓陵P(guān)重要，除了可使用 REMACHINE : PENCIL 基于模型上的圓角中心進行單筆清根外， 使用 REMACHINE :CL EANUP 能基于毛坯余量情況進行多道往復自動清根，以達到刀具切削平穩(wěn)、載荷均勻的目的。采用該工序，能自動利用區(qū)域斜率分析算法對陡峭和平坦區(qū)域作分別處理，并產(chǎn)生相應的刀具路徑。 型腔模數(shù)控加工的常用策略如表 1 所示。 2 Cimatron 典型型腔模零件的加工參數(shù)設

22、置 典型的型腔模零件有型芯、型腔及電火花加工所需的電極。在各工序特別是在粗加工工序中，應根據(jù)零件的不同特點，設置不同的加工參數(shù)，以達到理想的加工效果。以下主要介紹針對各類零件粗加工的典型參數(shù)設置。 2. 1 型腔類零件的加工 對于一般型腔類零件的粗加工， 可使用 WCU T ROU GH 工序。根據(jù)此類零件的特點，可在加工參數(shù)表中作如下設定 : (1) 走刀方式參數(shù)一般設為 SPIRAL CU T ，使刀具圍繞加工面作環(huán)繞切削。 (2) 加工模型的類型參數(shù)一般設置為 OPENPART: NO ，以限定在加工范圍以內(nèi)進刀。如果零件內(nèi)部存在與型腔底面高度不同的島嶼，如圖 1 所示，則應設置為 OP

23、EN + ISLAND ，以在不同的切削層分別采用毛坯外進刀或內(nèi)部預孔處進刀。 (3) 進刀參數(shù)一般采用 AU TO ENTRYPOINTS( 自動進刀點 ) ，當需要鉆預孔點時，可設為 OPTIMIZED ENTRY PNT ( 優(yōu)化進刀點 ) ，配合設置 CREATE ENTRY PNT : YES ，以產(chǎn)生較少的預孔點，如圖 1 所示。 (4) 進刀角度參數(shù) RAMP AN GL E 一般設置為 5° 10° ，以采用螺旋線進刀，同時將切削次序參數(shù)設置為 INSIDE OU T ，以便于螺旋線的生成。必要時可通過重新設定 MAX RAMP RADIUS 參數(shù)來調(diào)整螺旋

24、半徑。 (5) 對于較深的型腔加工，如使用存在加工盲區(qū)的刀具 ( 如鑲嵌硬質(zhì)合金刀片的環(huán)形刀 ) 向下切削時可能出現(xiàn)擱刀現(xiàn)象。通過將 MIN PLUN GESIZE 設置為刀具直徑減去圓角半徑的兩倍，可防止切入加工范圍太小的區(qū)域，以避免可能產(chǎn)生的危險。 2. 2 型芯類零件的加工 粗加工，同樣使用 WCU T ROU GH 工序。 (1) 走刀方式參數(shù)可設為 STOCK SPIRAL ，使刀具圍繞毛坯作環(huán)繞切削，以提高毛坯的切削效率。圖 2 為分別采用 SPIRAL CU T 及 STOCK SPIRAL 參數(shù)后對同一零件生成的不同的粗加工刀具軌跡。 ( 模具人才網(wǎng)歡迎您，網(wǎng)址 ) (2) 加

25、工模型的類型參數(shù)一般設置為 OPENPART:OU TER ONL Y ，這樣可保證刀具在零件外進刀。切削次序參數(shù)一般設置為 OU TSIDE IN ，進刀角度參數(shù) RAMP AN GL E 一般設置為 90° 。 (3) 進刀參數(shù)一般設置為 AU TO ENTRYPOINTS( 自動進刀點 ) 。如不理想，則可選擇 DE2FINE ENTRY POINTS( 自定義進刀點 ) 。 2. 3 電極的加工 電極的粗加工設置基本上與型芯相同。不同處主要在精加工。 電極模型一般是直接根據(jù)型腔模型得到的，然而電加工時要求電極與型腔之間存在一個放電間隙。由于電極模型可能由許多曲面來構(gòu)成，如果在

26、模型上直接做多曲面偏置會有一定困難。為了補償放電間隙，需要通過加工面一定量的過切來實現(xiàn)。 實現(xiàn)加工面一定量的過切有多種方法，如計算時采用較小刀具，實際加工時采用大一點刀具的 “ 騙刀法 ” 等。但最常用的方法是對精加工參數(shù)表中的 SRF. OFFSET 參數(shù)設置一個絕對值與放電間隙相等的負值。采用這種方法要求刀具必須是球刀或圓角刀，且圓角半徑大于該值。 另外，不同的面可能需要設置不同的過切量。這可以通過將有不同過切要求的面分別定義為零件面組 1 ( PART SURF) 及零件面組 2 ( PART2SURF) ，并設置不同的偏置值來實現(xiàn)。 3 應用案例 3. 1 吊鉤鍛模型腔的加工 吊鉤鍛模

27、為典型的 HAL F 模，型腔上下對稱，下模的三維實體模型如圖 3 所示。毛坯的邊界尺寸為 240 mm × 240 mm × 60 mm ，上下平面及四周輪廓已精加工?，F(xiàn)需要在加工中心上完成定位孔及整個型腔的加工，生成的加工工序如下： (1) 粗加工按深度分兩個工序進行 提取型腔輪廓線，采用 POCKET CONTOURROU GH + FINISH ，刀具采用直徑為 ? 12 mm 的平底銑刀，加工深度范圍 0 - 1. 50 mm ，以 SPIRALCU T 的走刀形式一次完成飛邊槽的粗精加工 余下部分采用 WCU T CONTOUR ROU GH ，刀具仍為直徑 ?

28、 12 mm 的平底銑刀，加工深度范圍 - 1. 50 mm minpz ， 以 SPIRAL CU T 的走刀形式進行型腔的等高粗加工。由于平底銑刀無法加工到型腔底部較平坦的部分曲面，因此需要使用球刀對型腔進行二次粗加工。 (2) 半精加工 采用 WCU T CONTOUR ROU GH ，刀具采用直徑為 < 10 mm 的球頭銑刀。加工參數(shù)選擇 SPI2RAL CU T 、 WITH STOCK 、 BETWEEN LAYERS :ON SRF ，加工型腔底部的殘留余量。 (3) 精加工 采用 WCU T CONTOUR FINISH ，刀具采用直徑為 < 6 mm 的球頭銑刀

29、。加工深度范圍 - 1. 50mm minpz ， 加工參數(shù)選擇 SPIRAL CU T 、 BE2TWEEN LAYERS : HORIZ 。采用基于自動斜率分析結(jié)果的分區(qū)域加工，陡峭面采用等高加工，平坦面采用沿面環(huán)切進行精加工。 (4) 清根加工 采用 REMACHIN CL EANUP ， 采用直徑為 < 4 mm 的球頭銑刀。加工參數(shù)選擇 PREV. TOOL=BALL6 ， SPL IT HORZ VERT ，主要用于吊鉤凸耳處的清根及清除其它局部曲率半徑較小處的殘留。 經(jīng)上述工序加工后，吊鉤鍛模的加工仿真結(jié)果如圖 4 所示。 3. 2 復印機面板按鍵模的電極加工 按鍵模型腔的電極模型如圖 5 所示，毛坯的邊界尺寸為 100 mm × 85 mm × 35 mm ，上