作者:
趙彥博,魏
東
(長城汽車股份有限公司技術中心,河北省汽車工程技術研究中心
)
文章已刊載在《模具製造》月刊,版權歸作
者所有,轉載請註明出處,謝謝!
【摘要】
介紹了對模具在數控加工中淬火後的高硬度材質崩口的理論研究、技術開發與應
用,以及所取得的重要成果,主要包括切削引數、加工部件的造型等技術的研究開發。生
產實際應用結果表明,透過改善後的引數可以大幅度提高加工品質,改善加工表面質量,
降低產生崩口問題的整改成本。
關鍵詞:
高速切削;模具;崩口;切削引數;研究
1 引言
近年數控加工技術來在航空航天、精密儀器等
行業得到了廣泛的應用,我國製造業經多年的發展,
機械加工技術水平在不斷提升,其中就有著數控機
床的貢獻。但與此同時
,當前市場對機械產品的要
求越來越高
,特別是在航空航天
、汽車製造等高精尖
領域,要求必須保障零件的加工品質。為了能有效
控制機械零件的加工誤差,使其品質達到規定範圍,
人們對數控機床的加工精度也提出了更高的要求。
本文以在模具數控加工過程中極易產生的刃口崩口
問題為例,分析了影響的因素,探討了解決問題的方
案、對策,希望對相關工作能夠有所幫助。
在模具製造過程中,淬火方式是提高母材材料硬
度的主要方式之一,
Cr12MoV
是應對高強板切削工序
常用的模具材料,
Cr12MoV
在淬火後硬度可達到
58~
62HRC
,屬於高硬度模具材料。眾所周知,材料硬度
越高,其越脆,也就是俗話所說的“過剛易折”。由於
在數控加工此種材料時,機床執行為高速旋轉,材料
硬度高,隨之而來的阻力就越大,造成在基體的邊緣
位置加工過程中產生崩口問題,嚴重影響模具的品
質,無法滿足客戶要求的“零缺陷”要求。
2 問題分析
某車型模具材料
Cr12MoV
工件(
2EC
、
HC
、
SA3F
等專案)淬火後硬度達
61~66HRC
,淬火後精加工階段
出現崩口現象,如圖
1
、圖
2
所示。
圖
1
刃口崩口嚴重狀態
圖
2
微小鋸齒形崩口狀態
3 崩口部件現狀調查
崩口部件現狀調查如表
1
所示。
表
1
崩口部件現狀
4 刃口崩口現象調查
刃口型別及崩口現象如表
2
所示。
表
2
刃口型別及崩口現象
表
2
總結:①直修輪廓由於加工面比較平緩,刀具
基本上是刀尖在切削,切削速度幾乎為
0
,加工狀態為
擠壓狀,刃口崩口嚴重;②陡峭輪廓及側修輪廓加工
時為刀具側刃切削,沒有發現崩口現象。
經分析刃口崩口處擠壓產生的主要原因為切削
阻力大,因此圍繞透過加工引數改變,減小切削阻力
來開展驗證。
透過改變刀軸的角度,提高切削速度,即擺角加
工,更換更鋒利的刀片、減小加工步距、降低進給速度
減少刀具抗力。
5 驗證方案
驗證方案如表
3
所示。
表
3
驗證方案
採用方案
3
加工可解決高硬度工件崩口問題,即
採用精加工刀具,步距由
1。5mm
更改為
1mm
,轉速由
4,500
轉
/min
更改為
3,000
轉
/min
,進給由
4,500mm/min
更改為
2,000mm/min
。
6 實施對策
實施對策如表
4
所示。
表
4
實施對策
7 效果驗證
透過對數控加工機床刀具的選擇、步距的調整、轉
速和進給的更改等工藝引數的最佳化,得出以下結論:
(
1
)半精加工過程中採用精加工刀具。
(
2
)步距控制在
1mm
以內,轉速降低到
S3,000
轉
/
min
,進給調整到
2,000mm/min
。
按照以上條件調整後,能緩解高硬度刃口崩口問
題,如圖
3
所示。
圖
3
調整完成後加工刃口效果