压铸模损坏原因及预防措施用先进刀具技术 提高模具生产效益.doc

压铸模损坏原因及预防措施在压铸生产中，模具损坏最常见的形式是裂纹、开裂。应力是导致模具损坏的主要原因。热、机械、化学、操作冲击都是产生应力之源，包括有机械应力和热应力，应力产生于：一在模具加工制造过程中1、毛坯锻造质量问题有些模具只生产了几百件就出现裂纹，而且裂纹发展很快。有可能是锻造时只保证了外型尺寸，而钢材中的树枝状晶体、夹杂碳化物、缩孔、气泡等疏松缺陷沿加工方法被延伸拉长，形成流线，这种流线对以后的最后的淬火变形、开裂、使用过程中的脆裂、失效倾向影响极大。2、在车、铣、刨等终加工时产生的切削应力，这种应力可通过中间退火来消除。3、淬火钢磨削时产生磨削应力，磨削时产生摩擦热，产生软化层、脱碳层，降低了热疲劳强度，容易导致热裂、早期裂纹。对H13钢在精磨后，可采取加热至510570，以厚度每25mm保温一小时进行消除应力退火。4、电火花加工产生应力。模具表面产生一层富集电极元素和电介质元素的白亮层，又硬又脆，这一层本身会有裂纹，有应力。电火花加工时应采用高的频率，使白亮层减到最小，必须进行抛光方法去除，并进行回火处理，回火在三级回火温度进行。二模具处理过程中热处理不当，会导致模具开裂而过早报废，特别是只采用调质，不进行淬火，再进行表面氮化工艺，在压铸几千模次后会出现表面龟裂和开裂。钢淬火时产生应力，是冷却过程中的热应力与相变时的组织应力叠加的结果，淬火应力是造成变形、开裂的原因，固必须进行回火来消除应力。三在压铸生产过程中1、模温模具在生产前应预热到一定的温度，否则当高温金属液充型时产生激冷，导致模具内外层温度梯度增大，形成热应力，使模具表面龟裂，甚至开裂。在生产过程中，模温不断升高，当模温过热时，容易产生粘模，运动部件失灵而导致模具表面损伤。应设置冷却温控系统，保持模具工作温度在一定的范围内。2、充型金属液以高压、高速充型，必然会对模具产生激烈的冲击和冲刷，因而产生机械应力和热应力。在冲击过程中，金属液、杂质、气体还会与模具表面产生复杂的化学作用，并加速腐蚀和裂纹的产生。当金属液裹有气体时，会在型腔中低压区先膨胀，当气体压力升高时，产生内向爆破，扯拉出型腔表面的金属质点而造成损伤，因气蚀而产生裂纹。3、开模在抽芯、开模的过程中，当某些元件有形变时，也会产生机械应力。4、生产过程在每一个压铸件生产过程中，由于模具与金属液之间的热交换，使模具表面产生周期性温度变化，引起周期性的热膨胀和收缩，产生周期性热应力。如浇注时模具表面因升温受到压应力，而开模顶出铸件后，模具表面因降温受到拉应力。当这种交变应力反复循环时，使模具内部积累的应力越来越大，当应力超过材料的疲劳极限时，模具表面产生裂纹。预防模具损伤的措施1良好的铸件结构设计铸件壁厚尽可能均匀，避免产生热节，以减少模具局部热量集中产生的热疲劳。铸件的转角处应有适当的铸造圆角，以避免模具上有尖角位导致应力产生。2合理的模具结构设计1）模具中各元件应有足够的刚度、强度，以承受压力而不变形。模具壁厚要足够，才能减少变形。2）浇注系统设计尽量减少对型芯冲击、冲蚀。3）正确选择各元件的公差配合和表面粗糙度。4）保持模具热平衡。3规范热处理工艺通过热处理可改变材料的金相组织，保证必要的强度、硬度、高温下尺寸稳定性、抗热疲劳性能和材料切削性能。正确的热处理工艺，才会得到最佳的模具性能，而钢材的性能是受到淬火温度和时间、冷却速度和回火温度控制。4压铸生产过程控制1）温度控制：模具的预热温度和工作温度；合金浇注温度，在保证成型良好前提下，用较低的浇注温度。2）合理的压铸工艺：比压、充填速度。3）调整机器的锁模力，使模具受力均匀。注意清扫模具表面的残削碎片，以免合模时这些多余物使模具表面受力不均匀，引起变形。4）对合金熔炼严格控制，减少金属液中气体。5模具的维护与保养1）定期消除应力2）模具修补光泡的原理与材料、工艺和模具的相互作用 /zyzs/351.html家具防潮全攻略与色彩的生理效应 /zyzs/392.html如何避免瓷砖贴后脱落家居配饰与其陈设方式 /zyzs/350.html怎么识别家具木材？家具如何美容？ /snsj/261.htmljava中实现CAD api巧画角平分线 /cadjc/840.html高熔融指数树脂与纤维增强复合塑料 /zyzs/367.html塑料件常识PA66 聚酰胺66或尼龙66 PBT 在美国的模具制造业，始终保持技术领先可能就是赢利大户与一般企业之间的区别。虽然可以采用各种策略来增加企业赢利，但其中最容易提高企业效益的策略是采用先进的刀具技术。本文将介绍和分析刀具技术的最新发展动向，以期对模具制造企业提高刀具技术水平有所裨益。要想提高刀具技术水平，具备可靠的刀具技术实用基础知识十分重要。决定切削刀具质量好坏的核心要素是刀具基体、刀具几何参数和表面处理技术。在这些要素中，有一些特性对于模具的切削加工至关重要。刀具基体 关于刀具基体我们需要了解一些什么呢？如果不难做到的话，你不妨拿起手边的硬质合金刀具铣削一下H13或D2淬硬钢工件。正如大多数模具制造商都知道的，并非所有模具钢的性能都完全相同。事实上，如果你曾经体验过从切削P20到切削D2淬硬钢的变化，你就能正确理解本文讨论的内容。这一点非常关键，因为它同样适用于硬质合金基体材料。根据定义，硬质合金材料实际上可分为4种类型（见下表。数据来源：OSG Tap & Die）。硬质合金的分类表硬质合金分类晶粒尺寸微米晶粒硬质合金1.01.3m亚微晶粒硬质合金0.60.9m超细微晶硬质合金0.40.5m纳米系列微晶硬质合金0.10.3m硬质合金晶粒的尺寸越小，硬质合金基体的硬度就越高，其耐磨性也越好。再进一步细分，硬质合金基体包括两个关键特性：韧性和硬度。（1）韧性基体的韧性定义为基体材料碎裂前施加于其上的径向力大小（N/mm）。通常以横向断裂强度（TRS）作为表示基体韧性的度量指标。（2）硬度硬度可以简单地通过对一个坚硬的测头施加精确载荷时在给定被测材料上留下的压痕大小来测定。材料越硬，抵抗变形的能力就越强。硬质合金基体中的钴含量直接影响材料的横向断裂强度（TRS）和硬度。钴是硬质合金中主要的粘结剂元素。增加钴含量可以提高基体材料的韧性（TRS），但同时会因硬度下降而降低材料的耐磨性。反之，如减少钴含量，材料的硬度和耐磨性将提高，而韧性则会下降。高水平的切削刀具制造商研究和掌握了各种基体材料的性能差异后，就可以采用不同的基体材料为不同的加工用途（从容易翘曲的铝材加工到淬硬模具钢的高速铣削）设计制造独特的刀具。刀具几何参数数控刀具的失效形式及对策 如何选择立铣刀 /zyzs/364.html墙面用色绝招与家装时哪些地方不能碰 /zyzs/405.html人造板 外墙内墙装饰材料 /zyzs/363.html手工涂装 防家装污染的误区 /snsj/274.html电气仿真尽早开始 MCAD ECAD协同工作 /cadjc/853.html金刚石刀具材料的性能优劣 金刚石刀具的应用建议 /zyzs/380.html对刀点、换刀点的设置 切削用量的确定 / 新型高速机床加工技术的出现对刀具性能也提出了更高的要求，这些刀具在高主轴转速和高进给率的加工条件下应保持稳定的切削性能。如今在高速/高硬铣削加工领域，普通硬质合金刀具的市场空间已越来越小，虽然此类刀具并非已完全退出市场，但目前市场流行的先进机床已不再使用20年前甚至10年前设计的硬质合金刀具，因为市场已经完全变化了。在硬铣削加工领域，刀具几何参数的设计必须满足刚性和精度两方面的要求。对于整体圆形刀具而言，反映刀具刚性的主要指标是芯径尺寸。立铣刀的标准芯径为其直径的50。由于硬铣加工对刀具刚性的要求更高，采用的芯径尺寸占到直径的60%70%，从而牺牲了一部分容屑槽空间，获得的回报是刀体质量增大，刚性提高，在铣削淬硬材料时可为切削刃提供更好的支撑。由于切削深度很少超过刀具直径的10%，因此容屑槽空间的减小不会成为太大问题。在三维铣削加工中，刀具的“精度”通常是指“径向精度”。球头立铣刀的径向精度可以反映模具型腔和型芯加工完后尚需进行手工修磨的程度。高质量的球头立铣刀每隔10就要检测一次径向精度，而普通立铣刀的精度检测常常要宽松得多，其结果是加工时刀具的误差被传递到工件上，增加了额外的手工修磨工时。刀具的表面处理高速切削和硬铣削的加工原理导致加工中产生的切削热稳定升高。因此，标准的PVD涂层（如TiN或TiCN涂层）已不再具有优势，TiAlN涂层无疑成为最佳选择，其首要原因是TiAlN涂层具有较高的氧化温度，使其更适合于切削温度高而稳定的加工场合。由于温度的升高，TiAlN涂层中包含的铝上升到刀具表面形成一层氧化铝薄膜，这层薄膜提供了更好的润滑性并扩展了刀具性能。通常TiAlN的氧化温度约为800。在硬铣削加工中，多层TiAlN涂层的刀具寿命可比单层TiAlN涂层提高约35%50%。刀具基体、几何参数和涂层的技术创新加工实践表明，通过应用切削刀具在基体材料、几何参数和表面涂层方面的创新技术，推动了模具加工技术的迅猛发展。（1）新型刀具基体材料（微型工件的硬铣削）传统工艺：使用直径3mm以下的硬质合金球头立铣刀铣削淬硬工件（如D2或CPM-9V，硬度范围HRC5962），加工十分吃力。在很多情况下，也使用相同的刀具来完成精加工。由于刀具直径相对于工件尺寸非常小，以至于铣削时间通常要超过12小时。 新工艺：磨制的CBN球头立铣刀是为硬铣加工而开发的新一代刀具。与TiAlN涂层硬质合金立铣刀相比，刀具硬度从Hv2800提高到Hv4500，这就意味着CBN刀具寿命可达到硬质合金刀具的510倍。如今，磨削技术的进步使得CBN刀具螺旋刃的磨制成形成为可能，而过去因为磨削时砂轮易变形， CBN螺旋刃的精确刃磨曾被认为难以实现。以前只有采用铣刀片和车刀片才能实现对硬度达HRC70的淬硬钢精加工，如今采用CBN整体圆形刀具也能完成，其结果是可降低刀具的长期成本，改善加工表面光洁度和消除因更换刀具引起的刀痕。（2）刀具几何形状设计新技术（例1：低主轴转速、高进给率加工）传统工艺：由于无法达到获得更快切削速度和更大进给量所必需的主轴转速，缺少高速机床（主轴转速1500040000r/min）的模具生产车间只好被迫牺牲加工循环时间，从而导致生产效率低下，无法与采用高速机床的同行进行市场竞争。新工艺：采用专利技术设计的新一代刀具可以实现低转速/高进给铣削加工。这种新的刀具几何形状设计采用了三维负切削角，其负前角沿切削刃的长度从小到大不断变化。 #p#分页标题#e# 这种新的刀具几何形状设计使人们不必再为需要采用可变螺旋角立铣刀以消除加工中的谐振而烦恼。这些新型立铣刀采用相同的螺旋角及分度，但其切削角在逐渐变化，以减小切削力（载荷）和切削热。这种三维复合切削刃实质上采用了径向切屑减薄的概念，因此产生的切屑更小，并能承受更大的切屑载荷。这种新设计与增加排屑槽相结合，使刀具能够采用更高的进给率而不必像过去那样必须提高主轴转速。这种刀具是为那些拥有适用控制技术（预判软件）和主轴转速在 400012000r/min范围内的加工机床而设计的。这种切削形态的另一个重要优点是即使当刀具悬伸量加大或在毛坯加工余量较大的情况下仍能保持恒定的加工载荷，这就意味着可以减少半粗、半精加工所需的刀具，相当于在加工大型模具时节约了宝贵的时间和加工成本。模具制造商在使用主轴转速低于15000r/min的机床加工时，再也不会局限于较低的金属去除率了。（3）刀具几何形状设计新技术（例2：模架水线的加工）传统工艺：模架水线的加工通常采用枪钻或镶硬质合金钻尖的钻头。在使用高压冷却液的条件下，钻头以12/min的低进给率钻进，并需不断地提钻啄击，以保证切屑的排出。采用这种传统工艺，钻削一个9深的7/16水线需要90秒钟才能完成。 新技术：专门为加工模具水线而设计的整体硬质合金内冷却麻花钻可在无需提钻啄击的情况下加工长径比达30倍的深孔，进给率可高达1830 /min，从而可将加工时间由原来的数分钟缩短到几秒钟。此外，刀具寿命延长，表面光洁度改善，加工精度可稳定保持在0.001以内。这种新一代内冷却硬质合金麻花钻采用了特殊设计的槽型和减薄的钻尖，以产生细碎的切屑并能顺畅排出，从而可使从孔顶到孔底的钻削扭矩始终保持恒定。（3）表面涂层处理新技术（加工硬度HRC50以上的淬硬模具钢） 传统工艺：硬度HRC50以上的淬硬模具钢通常采用Ti