机械，模具加工常用金属材料及其特性?

机械 ，模具加工常用金属材料及其特性

1、45——优质碳素结构钢，是***常用中碳调质钢

首要特征: ***常用中碳调质钢，归纳力学功能杰出，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。运用举例: 首要用于制作强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件留意焊前预热，焊后消除应力退火。

2、Q235A（A3钢）——***常用的碳素结构钢

首要特征: 具有高的塑性、耐性和焊接功能、冷冲压功能，以及一定的强度、好的冷弯功能。运用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

3、40Cr——运用***广泛的钢种之一，属合金结构钢

首要特征: 经调质处理后，具有杰出的归纳力学功能、低温冲击韧度及低的缺口敏***，淬透性杰出，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时杂乱形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性欠好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下运用，还能够进行碳氮共渗和高频外表淬火处理。运用举例:调质处理后用于制作中 速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频外表淬火后用于制作外表高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制作重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制作重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制作尺度较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

4、HT150——灰铸铁

运用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。

5、35——各种标准件、紧固件的常用资料

首要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可部分镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后运用运用举例: 适于制作小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件。

6、65Mn——常用的绷簧钢

运用举例:小尺度各种扁、圆绷簧、座垫绷簧、绷簧发条，也可制做绷簧环、气门簧、离合器皇片、刹车绷簧、冷卷螺旋绷簧，卡簧等。

7、0Cr18Ni9——***常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）

特性和运用: 作为不锈耐热钢运用***广泛，如食物用设备，一般化工设备，原于能工业用设备。

8、Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)

特性和运用: Cr12钢是一种运用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和杰出的耐磨性；因为Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，并且简单形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢因为具有杰出的耐磨性，多用于制作受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等。

9、DC53——常用的日本进口冷作模具钢

特性和运用: 高强耐性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高耐性，线切割性杰出。用于精细冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头号10、***45——一般碳素塑料模具钢（日本钢号S45C）

10、DCCr12MoV——耐磨铬钢

国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改进,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒添加耐性.此钢有高淬透性,截面在400mm以下能够完全淬透,在300~400℃仍可坚持杰出的硬度和耐磨性,较Cr12有高的耐性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和杰出的归纳机械功能.所以能够制作截面大,形状杂乱,经受较大冲击的各种模具,例如一般拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准东西,量具等。

键槽铣刀向心角对加工质量的影响

航天壁板产品是选用数控铣削的方法，在铝板上加工各种规格关闭平底下陷而成。因为下陷多为关闭结构，且尺度较小，加工中选用端面切削刃过刀具中心的两刃键槽铣刀，以方便沿刀具轴向进给直接下刀进行加工。可是键槽铣刀端面切削刃一般具有向心角，在铣削关闭下陷时会形成加工底面残留，影响产品质量。

本文经过切削实验和理论剖析，研究键槽铣刀向心角对加工底面的影响、键槽铣刀向心角受关闭下陷尺度的影响，终究制定了键槽铣刀加工关闭下陷的选刀准则，有效处理了航天壁板关闭下陷加工底面残留问题，提高了产品质量。

1.键槽铣刀根本结构

键槽铣刀是一种铣削刀具，主要用于加工键槽和关闭下陷。为了克服径向切削力的影响，键槽铣刀规划为两个相互对称刀刃。铣削时两个刀刃上的切削力矩构成力偶，径向力相互抵消。键槽铣刀柱面和端面上都有切削刃，端面切削刃过刀具中心，因而能沿刀具轴向进给铣削，具有插钻功能，可以直接加工关闭下陷。而立铣刀一般具有3个以上刀刃，端面中心一般带中心孔，因而不能沿刀具轴向进行铣削，不能直接加工关闭下陷，主要用于半关闭或开放式的加工。键槽铣刀实际上属于一种特殊的立铣刀。

键槽铣刀做径向进给铣削时，柱面切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃；做轴向进给铣削时，端面切削刃为主切削刃，柱面切削刃为副切削刃。为了下降轴向进给时切削抗力、减小径向进给时切削刃与已加工外表的冲突，键槽铣刀一般规划有1.5°～3°的端面切削刃向心角。图1所示为SANDVIKCoromant键槽铣刀的向心角。键槽铣刀的向心角在进行半关闭或开放式加工时不会对加工底面形成影响，可是在进行关闭加工时因为沿刀具轴向进给铣削会对加工底面形成影响。

2.向心角对加工底面影响剖析

（1）向心角对加工底面影响。经过选用φ20mm向心角键槽铣刀和φ20mm平底键槽铣刀别离铣削关闭平底下陷，经过实验比照来验证端面切削刃向心角对加工底面的影响。所用键槽铣刀如图2所示。在帕莱克对刀仪上对向心角键槽铣刀的端面切削刃向心角进行丈量，端面切削刃均匀向心角为5°。

选用φ20mm向心角键槽铣刀和φ20mm平底键槽铣刀别离铣削边长L1=25mm、L2=25mm、深h=3mm的关闭平底下陷，实验成果如图3所示。图3左边为向心角键槽铣刀铣削后的成果，可见加工底面中心方位存在显着的锥塔状残留。图3右侧为平底键槽铣刀铣削后的成果，可见加工底面光整无残留。

经过实验成果可见向心角键槽铣刀铣削关闭下陷时会在加工底面构成显着的切削残留，且无法经过优化走刀轨道来消除残留；而平底键槽铣刀铣削关闭下陷时加工底面光整无残留。

（2）下陷尺度对加工底面影响。选用图2中的5°向心角的φ20mm键槽铣刀别离铣削不同尺度的平底关闭下陷，经过剖析实验成果来取得底面残留与下陷尺度的关系。

选用5°向心角的φ20mm键槽铣刀别离铣削两个平底关闭下陷：边长L1=30mm、L2=30mm、深h=3mm；边长L1=30mm、L2=25mm、深h=3mm。实验成果如图4所示。图4左边为L1=30mm、L2=30mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面中心方位存在显着的锥塔状残留。图4右侧为L1=30mm、L2=25mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面中心方位相同存在显着的锥塔状残留。综上可见在L1=30mm（L1≥L2）的情况下，选用5°向心角的Φ20mm键槽铣刀铣削后底面存在残留现象，且无法经过优化走刀轨道来消除残留。

选用5°向心角的Φ20键槽铣刀别离铣削两个平底关闭下陷：边长L1=40mm、L2=40mm、深h=3mm；边长L1=40mm、L2=25mm、深h=3mm。实验成果如图5所示。图5左边为L1=40mm、L2=40mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面光整无残留。图5右侧为L1=40mm、L2=25mm关闭下陷的铣削成果，可见加工底面相同光整无残留。综上可见在L1=40mm（L1≥L2）的情况下，选用5°向心角的Φ20mm键槽铣刀铣削后底面不存在残留现象。

3.实验总结

键槽铣刀端面切削刃向心角使铣刀端面呈向心凹型，刀具中心是凹型的蕞低点。在铣削关闭下陷时，铣刀需***行轴向进给，再进行径向进给。因为铣刀端面呈凹型，轴向进给时会在铣刀中心方位的加工底面构成残留。径向进给时，跟着铣刀的移动，端面切削刃及刀尖会逐步切削铣刀中心方位的底面残留。可是当关闭下陷尺度较小时，铣刀径向进给受下陷尺度限制，在有限的走刀轨道中，铣刀端面凹型区域会存在必定堆叠，而且切削刃刀尖无法切削到堆叠区域，终究在加工底面构成残留，如图6所示。

当L1≥2D时（其中L1为关闭下陷长边，L2为关闭下陷短边，L1≥L2，D为键槽铣刀直径），刀具径向进给时，经过优化走刀轨道，可以使端面切削刃及刀尖充沛切削刀具中心方位的底面残留，从而消除加工底面残留。因而，当L1≥2D时，较大的键槽铣刀端面切削刃向心角不会对加工底面形成影响。当L1＜2D时，较大的键槽铣刀端面切削刃向心角会对加工底面形成影响，铣刀端面凹型区域会存在必定无法消除的堆叠，在加工底面构成残留，且切削残留无法经过完善走刀轨道来消除。所以在L1＜2D时，应考虑更换小直径的键槽铣刀或较小向心角的键槽铣刀，也可选用具有足够长度修光刃的键槽铣刀来加工关闭下陷，以避免加工底面发生残留。

4.结语

经过对键槽铣刀端面切削刃的向心角进行理论剖析，得出形成加工底面残留的原因。在剖析下陷尺度对加工底面残留影响的基础上，选用比照切削实验验证了理论剖析成果。终究得出定论：当L1≥2D时，键槽铣刀端面切削刃向心角不会对加工底面形成影响，可经过完善走刀轨道的方法处理加工底面残留问题。在此定论基础上总结出L1＜2D时选用键槽铣刀铣削关闭下陷的选刀准则。经过将研究成果应用到航天壁板产品的加工中，有效提高了选刀功率，同时处理了壁板关闭下陷加工底面残留问题，提高了产品质量和加工功率，可广泛用于各类关闭平底下陷的铣削加工。

模具种类

金属冲压模具：连续模、单冲模、复合模、拉伸模

塑胶成型模：注塑模、挤塑模、吸塑模

压铸模具

锻造模具

粉末冶金模具

橡胶模具

模具加工流程

开料：前模料、后模模料、镶件料、行位料、斜顶料。

开框：前模模框、后模模框。

开粗：前模模腔开粗、后模模腔开粗、分模线开粗。

铜公：前模铜公、后模铜公、分模线清角铜公。

线切割：镶件分模线、铜公、斜顶枕位。

电脑锣：精锣分模线、精锣后模模芯。

电火花：前模粗、铜公、公模线清角、后模骨位、枕位。

钻孔、***、顶针；模具顶***水路孔加工行位、行位压极。

斜顶、复顶针、配顶针。

根本特色

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，有些还或许是多件拼合模块。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. 形面杂乱：有些产品如轿车覆盖件、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，因而，模具型腔面就很杂乱。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。

3. 批量小 ：模具的出产不是大批量成批出产，在很多情况下往往只出产一付。

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.重复性投产模具的运用是有寿数的：当一付模具的运用超越其寿数时，就要更换新的模具，所以模具的出产往往有重复性。

6.仿形加工模具出产中有时既没有图样，也没有数据，并且要根据实物进行仿形加工。这就要求拷贝精度高，不变形。

7.模具资料优异，硬度高模具的主要资料多采用优质合金钢制造，特别是高寿数的模具，常采用Crl2、CrWMn等莱氏体钢制造。

根据上述诸多特色，在选用机床上要尽或许满意加工要求，如数控系统的功用要强、机床精度要高、刚性要好、热稳定性要好、具有仿形功用等。

加工工艺流程

1.底面加工，加工量保证。

2.铸件毛坯基准找正，2D、3D型面余量查看。

3.2D、3D型面粗加工，非装置非工作平面加工。

4.半精加工前，侧基准面的找正确保精度。

5.半精加工2D、3D型面，精加工各类装置工作面，半精加工各类导向面、导向孔，留余量精加工工艺基准孔及高度基准面，并记载数据。

6.检验复查加工精度。

7.钳工镶作工序。

8.精加工前，工艺基准孔基准面找正，镶块余量查看。

9.精加工型面2D、3D，侧冲型面及孔位，精加工工艺基准孔及高度基准，精加工导向面及导向孔。

10.检验复查加工精度。

注意事项

1.工艺编制简明、表达详细，加工内容尽量数值化表达。

2.加工***难点处，工艺要特别强调。

3.需要组合加工处，工艺表达清楚。

4.镶块需独自加工时，注意加工精度的工艺要求注明。

5.组合加工后，需独自加工的镶块零件，组合加工时工艺装置独自加工的基准要求。

6. 模具加工中绷簧是***简单损坏的，所以要挑选疲劳寿数长的模具绷簧。