模具制作的25个问题 
详细说明： 在模具制作范畴的25个常见问题解答 
1) 挑选模具钢时什么是最重要的和最具有决定性含义的要素？ 
成形办法 － 可从两种根本资料类型中挑选。 
A) 热加工工具钢，它能承受模铸、铸造和揉捏时的相对高的温度。 
B) 冷加工工具钢，它用于下料和剪切、冷成形、冷揉捏、冷锻和粉末加压成形。 
塑料-一些塑料会发生腐蚀性副产品，例如PVC塑料。长期的罢工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等要素也会发生腐蚀。 在这些情况下，引荐运用不锈钢资料的模具钢。 
模具尺度 － 大尺度模具常常运用预硬钢。 全体淬硬钢常常用于小尺度模具。 
模具运用次数 － 长期运用（> 1 000 000次）的模具应运用高硬度钢，其硬度为48－65 HRC。 中等长期运用（100 000到1 000 000次）的模具应运用预硬钢，其硬度为30－45 HRC。 短时刻运用（<100 000次）的模具应运用软钢，其硬度为160－250 HB。 
外表粗糙度 － 许多塑料模型制作商对好的外表粗糙度感兴趣。 当添加硫改进金属切削功用时，外表质量会因而下降。 硫含量高的钢也变得更脆。

2) 影响资料可切削性的首要要素是什么？ 
钢的化学成分很重要。 钢的合金成分越高，就越难加工。 当碳含量添加时，金属切削功用就下降。 
钢的结构对金属切削功用也十分重要。 不同的结构包含： 铸造的、铸造的、揉捏的、轧制的和已切削加工过的。 锻件和铸件有十分难于加工的外表。 
硬度是影响金属切削功用的一个重要要素。 一般规则是钢越硬，就越难加工。 高速钢（HSS）可用于加工硬度最高为330-400 HB的资料；高速钢+钛化氮（TiN）涂层，可加工硬度最高为45 HRC的资料； 而关于硬度为65-70 HRC的资料，则有必要运用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷和立方氮化硼（CBN）。 
非金属参杂一般对刀具寿数有不良影响。 例如Al2O3 （氧化铝），它是纯陶瓷，有很强的磨蚀性。 
最终一个是剩余应力，它能引起金属切削功用问题。 常常引荐在粗加工后进行应力开释工序。

3) 模具制作的出产本钱由哪些部分组成？ 
粗略地说，本钱的散布情况如下： 
切削 65％ 
工件资料 20％ 
热处理 5％ 
设备/调整 10％ 
这也十分清楚地表明晰出色的金属切削功用和优异的全体切削处理方案对模具的经济出产的重要性。

4) 铸铁的切削特性是什么？ 
一般来说，它是： 
铸铁的硬度和强度越高，金属切削功用越低，从刀片和刀具可预期的寿数越低。 用于金属切削出产的铸铁其大部分类型的金属切削功用一般都很好。 金属切削功用与结构有关，较硬的珠光体铸铁其加工难度也较大。 片状石墨铸铁和可锻铸铁有优异的切削特点，而球墨铸铁恰当欠好。 
加工铸铁时遇到的首要磨损类型为： 磨蚀、粘结和分散磨损。 磨蚀首要由碳化物、沙粒参杂物和硬的铸造表皮发生。 有积屑瘤的粘结磨损在低的切削温度和切削速度条件下发生。 铸铁的铁素体部分最简单焊接到刀片上，但这可用进步切削速度和温度来战胜。 
在另一方面，分散磨损与温度有关，在高切削速度时发生，特别是运用高强度铸铁商标时。 这些商标有很高的抗变型才干，导致了高温。 这种磨损与铸铁和刀具之间的效果有关，这就使得一些铸铁需用陶瓷或立方氮化硼（CBN）刀具在高速下加工，以取得出色的刀具寿数和外表质量。 
一般对加工铸铁所要求的典型刀具特点为： 高热硬度和化学安稳性，但也与工序、工件和切削条件有关；要求切削刃有耐性、耐热疲惫磨损和刃口强度。 切削铸铁的满足程度取决于切削刃的磨损怎么开展： 快速变钝意味着发生热裂纹和缺口而使切削刃过早开裂、工件破损、外表质量差、过大的波纹度等。 正常的后刀面磨损、坚持平衡和尖利的切削刃正是一般需求努力做到的。

5) 什么是模具制作中首要的、一起的加工工序？ 
切削进程至少应分为3个工序类型： 
粗加工、半精加工和精加工，有时乃至还有超精加工（大部分是高速切削运用）。 剩余量铣削当然是在半精加工工序后为精加工而准备的。 在每一个工序中都应努力做到为下一个工序留下均匀散布的余量，这一点十分重要。 如果刀具途径的方向和作业负载很少有快速的改动，刀具的寿数就可能延伸，并愈加可猜测。 如果可能，就应在专用机床上进行精加工工序。 这会在更短的调试和设备时刻内进步模具的几许精度和质量。

6) 在这些不同的工序中应首要运用何种刀具？ 
粗加工工序： 圆刀片铣刀、球头立铣刀及大刀尖圆弧半径的立铣刀。 
半精加工工序： 圆刀片铣刀（直径规模为10－25 mm的圆刀片铣刀），球头立铣刀。 
精加工工序： 圆刀片铣刀、球头立铣刀。 
剩余量铣削工序：圆刀片铣刀、球头立铣刀、直立铣刀。 
经过挑选专门的刀具尺度、槽形和商标组合，以及切削参数和适宜的铣削战略，来优化切削工艺，这十分重要。 
关于可运用的高出产率刀具，见模具制效果样本C-1102:1

7) 在切削工艺中有没有一个最重要的要素？ 
切削进程中一个最重要的方针是在每一个工序中为每一种刀具创立均匀散布的加工余量。 这就是说，有必要运用不同直径的刀具（从大到小），特别是在粗加工和半精加工工序中。 任何时候首要的规范应是在每个工序中与模具的终究形状尽可能地附近。 
为每一种刀具供给均匀散布的加工余量确保了安稳而高的出产率和安全的切削进程。 当ap/ae（轴向切削深度/径向切削深度）不变时，切削速度和进给率也可安稳地坚持在较高水平上。 这样，切削刃上的机械效果和作业负载改动就小，因而发生的热量和疲惫也少，然后进步了刀具寿数。 如果后边的工序是一些半精加工工序，特别是一切精加工工序，就可进行无人加工或部分无人加工。 安稳的资料加工余量也是高速切削运用的根本规范。 
安稳的加工余量的另一个有利的效应是对机床——导轨、球丝杠和主轴轴承的晦气影响小。

8) 为什么最常常将圆刀片铣刀作为模具粗加工刀具的首选？ 
如果运用方肩铣刀进行型腔的粗铣削，在半精加工中就要去除很多的台阶状切削余量。 这将使切削力发生改动，使刀具曲折。 其成果是给精加工留下不均匀的加工余量，然后影响模具的几许精度。 如果运用刀尖强度较弱的方肩铣刀（带三角形刀片），就会发生不行猜测的切削效应。 三角形或菱形刀片还会发生更大的径向切削力，而且因为刀片切削刃的数量较少，所以他们是经济性较差的粗加工刀具。 
另一方面，圆刀片可在各种资猜中和各个方向上进行铣削，如果运用它，在相邻刀路之间过渡较滑润，也可认为半精加工留下较小的和较均匀的加工余量。 圆刀片的特性之一是他们发生的切屑厚度是可变的。 这就使它们可运用比大大都其它刀片更高的进给率。 圆刀片的主偏角从简直为零（十分浅的切削）改动到90度，切削效果十分平稳。 在切削的最大深度处，主偏角为45度，当沿带外圆的直壁仿形切削时，主偏角为90度。 这也说明晰为什么圆刀片刀具的强度大——切削负载是逐步增大的。 粗加工和半粗加工应该总将圆刀片铣刀，如CoroMill 200（见模具制作样本C-1102:1）作为首选。 在5轴切削中，圆刀片十分合适，特别是它没有任何约束。 
经过运用出色的编程，圆刀片铣刀在很大程度上可替代球头立铣刀。 跳动量小的圆刀片与精磨的的、正前角和轻切削槽形相结合，也能够用于半精加工和一些精加工工序。

9) 什么是有用切削速度（ve）和为什么它对高出产率十分重要？ 
切削中，实践或有用直径上的有用切削速度的根本核算总是十分重要。 因为台面进给量取决于必定切削速度下的转速，如果未核算有用速度，台面进给量就会核算过错。 
如果在核算切削速度时运用刀具的名义直径值（Dc），当切削深度浅时，有用或实践切削速度要比核算速度低得多。如圆刀片CoroMill 200刀具（特别是在小直径规模）、球头立铣刀、大刀尖圆弧半径立铣刀和CoroMill 390立铣刀之类的刀具（这些刀具请拜见山特维克可乐满的模具制作样本 C-1102:1）。由此，核算得到的进给率也低得多，这严峻下降了出产率。 更重要的是，刀具的切削条件低于它的才干和引荐运用规模。 
当进行3D切削时，切削时的直径在改动，它与模具的几许形状有关。 此问题的一个处理方案是界说模具的陡壁区域和几许形状浅的零件区域。 如果对每个区域编制专门的CAM程序和切削参数，就能够抵达出色的折中和成果。

10) 关于成功的淬硬模具钢铣削来说，重要的运用参数有哪些？ 
运用高速铣对淬硬模具钢进行精加工时，一个需恪守的首要要素是选用浅切削。 切削深度应不超越0.2/0.2 mm（ap/ae：轴向切削深度/径向切削深度）。这是为了防止刀柄/切削刀具的过大曲折和坚持所加工模具具有小的公役和高精度。 
挑选刚性很好的夹紧体系和刀具也十分重要。 当运用全体硬质合金刀具时，选用有最大核心直径（最大抗弯刚性）的刀具十分重要。 一条经历法则是，如果将刀具的直径进步20％，例如从10 mm进步到12 mm，刀具的曲折将减小50％。 也能够说，如果将刀具悬伸/伸出部分缩短20％，刀具的曲折将减小50％。 大直径和锥度的刀柄进一步进步了刚度。 当运用可转位刀片的球头立铣刀（见模具制作样本 C-1102:1）时，如果刀柄用全体硬质合金制作，抗弯刚功用够进步3－4倍。 
当用高速铣对淬硬模具钢进行精加工时，挑选专用槽形和商标也十分重要。 挑选像TiAlN这样有高热硬度的涂层也十分重要。

11) 什么时候应选用顺铣，什么时候应选用逆铣？ 
首要主张是： 尽可能多运用顺铣。 
当切削刃刚进行切削时，在顺铣中，切屑厚度可抵达其最大值。 而在逆铣中，为最小值。 一般来说，在逆铣中刀具寿数比在顺铣中短，这是因为在逆铣中发生的热量比在顺铣中显着地高。 在逆铣中当切屑厚度从零添加到最大时，因为切削刃遭到的冲突比在顺铣中强，因而会发生更多的热量。 逆铣中径向力也显着高，这对主轴轴承有晦气影响。 
在顺铣中，切削刃首要遭到的是紧缩应力，这与逆铣中发生的拉力比较，对硬质合金刀片或全体硬质合金刀具的影响有利得多。 当然也有破例。 当运用全体硬质合金立铣刀（见模具样本C- 1102:1中的刀具）进行侧铣（精加工）时，特别是在淬硬资猜中，逆铣是首选。 这更简单取得更小公役的壁直线度和更好的90度角。 不同轴向走刀之间如果有不重合的话，接刀痕也十分小。 这首要是因为切削力的方向。 如果在切削中运用十分尖利的切削刃，切削力便趋向将刀“拉”向资料。 能够运用逆铣的另一个例子是，运用旧式手动铣床进行铣削，旧式铣床的丝杠有较大的空隙。 逆铣发生消除空隙的切削力，使铣削动作更平稳。

12) 仿形铣削仍是等高线切削？ 
在型腔铣削中，确保顺铣刀具途径成功的最好办法是选用等高线铣削途径。 铣刀（例如球头立铣刀，见模具制作样本C-1102:1）外圆沿等高线铣削常常得到高出产率，这是因为在较大的刀具直径上，有更多的齿在切削。 如果机床主轴的转速遭到约束，等高线铣削将协助坚持切削速度和进给率。 选用这种刀具途径，作业负载和方向的改动也小。 在高速铣运用和淬硬资料加工中，这特别重要。这是因为如果切削速度和进给量高的话，切削刃和切削进程便更简单遭到作业负载和方向改动的晦气影响，作业负载和方向的改动会引起切削力和刀具曲折的改动。 应尽可能防止沿陡壁的仿形铣削。 下仿形铣削时，低切削速度下的切屑厚度大。 在球头刀中心，还有刃口崩碎的危险。 如果操控差，或机床无预读功用，就不能满足快地减速，最简单在中心发生刃口崩碎的危险。 沿陡壁的上仿形铣削对切削进程较好一些，这是因为在有利的切屑速度下，切屑厚度为其最大值。 
为了得到最长的刀具寿数，在铣削进程中应使切削刃尽可能长期地坚持接连切削。 如果刀具进入和退出太频频，刀具寿数会显着缩短。 这会使切削刃上的热应力和热疲惫加重。 在切削区域有均匀和高的温度比有大的动摇对现代硬质合金刀具更有利。 仿形铣削途径常常是逆铣和顺铣的混合（之字形），这意味切削中会频频地吃刀和退刀。 这种刀具途径对模具质量也有欠好的影响。 每次吃刀意味刀具曲折，在外表上便有抬起的符号。 当刀具退出时，切削力和刀具的曲折减小，在退出部分会有细微的资料“过切削”。

13) 为什么有的铣刀上有必要有不同的齿距？ 
铣刀是多切削刃刀具，齿数（z）是可改动的，有一些要素能够协助断定用于不同加工类型的齿距或齿数。 资料、工件尺度、全体安稳性、悬伸尺度、外表质量要求和可用功率就是与加工有关的要素。 与刀具有关的要素包含满足的每齿进给量、至少一起有两个齿在切削以及刀具的切屑容量，这些仅是其间的一小部分。 
铣刀的齿距（u）是刀片切削刃上的点到下一个切削刃上同一个点的距离。 铣刀分为疏、密和超密齿距铣刀，大部分可乐满铣刀都有这3个选项，见模具制作样本C-1102:1。密齿距是指有较多的齿和恰当的容屑空间，能够以高金属去除率切削。 一般用于铸铁和钢的中等负载铣削。 密齿距是通用铣刀的首选，引荐用于混合出产。 
疏齿距是指在铣刀圆周上有较少的齿和有大的容屑空间。疏齿距常常用于钢的粗加工到精加工，在钢加工中振荡对加工成果影响很大。 疏齿距是真实有用的问题处理方案，它是长悬伸铣削、低功率机床或其它有必要减小切削力运用的首选。 
超密齿距刀具的容屑空间十分小，能够运用较高的作业台进给。 这些刀具合适于接连的铸铁外表的切削、铸铁粗加工和钢的小余量切削，例如侧铣。 它们也合适于有必要坚持低切削速度的运用。 铣刀还能够有均匀的或不等的齿距。 后者是指刀具上齿的距离不相等，这也是处理振荡问题的有用办法。 
当存在振荡问题时，引荐尽可能选用疏齿不等齿距铣刀。因为刀片少，振荡加重的可能性就小。 小的刀具直径也可改进这种情况。 应运用能很好习惯的槽形和商标的组合——尖利的切削刃和耐性好的商标组合。

14) 为了取得最佳功用，铣刀应怎样定位？ 
切削长度会遭到铣刀方位的影响。 刀具寿数常常与切削刃有必要承当的切削长度有关。 定坐落工件中心的铣刀其切削长度短，如果使铣刀在任一方向违背中心线，切削的弧就长。 要记住，切削力是怎么效果的，有必要抵达一个折中。 在刀具定坐落工件的中心的情况下，当刀片切削刃进入或退出切削时，径向切削力的方向就随之改动。 机床主轴的空隙也使振荡加重，导致刀片振荡。 
经过使刀具违背中心，就会得到安稳的和有利的切削力方向。 悬伸越长，战胜一切可能的振荡也就越重要。

15) 为了消除切削进程中的振荡，应采纳什么办法？ 
当存在振荡问题时，根本办法是减小切削力。 这可经过运用正确的刀具、办法和切削参数抵达。 
恪守下面的已证明有用的主张： 
- 挑选疏齿距或不等齿距铣刀。 
- 运用正前角、小切削力刀片槽形。 
- 尽可能运用小铣刀。 当运用减震接杆进行铣削时，这一点特别重要。 
- 运用小切削刃钝化半径（ER）的刀片。 从厚涂层到薄涂层。 如需求可运用非涂层刀片。 应运用基体为细晶颗粒的高耐性刀片商标。 
- 运用大的每齿进给。 下降转速，坚持作业台进给量（等于较大的每齿进给量）。 或坚持转速并进步作业台进给量（较大的每齿进给量）。 切勿减小每齿进给量！ 
- 减小径向和轴向切削深度。 
- 挑选安稳的刀柄，如可乐满Capto。 运用尽可能大的接柄尺度，以取得最佳安稳性。 运用锥度加长杆，以取得最大刚性。 
- 关于大悬伸，运用与疏齿距不等齿距铣刀结合的减震接杆。 设备铣刀时，使铣刀与减震接柄直接衔接。 
- 使铣刀违背工件中心。 
- 如果运用偶数齿的刀具——可每隔一齿拆下一个刀片。

16) 为了使刀具平衡，应采纳的最重要办法有哪些？ 
在整个切削进程中，为抵达刀具平衡牵涉到的典型进程如下： 
- 丈量刀具/刀柄组件的不平衡。 
- 经过改动刀具、切削它以去除一些质量，或移动刀柄上的配重来下降不平衡。 
- 常常有必要重复这些进程，包含再次查看刀具、再次准确调整，直到抵达平衡。 
刀具平衡还牵涉到几个未评论过的工艺中的不安稳性。其间之一是刀柄与主轴之间的合作问题。其原因是夹紧经常常有可丈量的空隙，也可能是锥柄上有切屑或脏污。这会形成锥柄每次定位都不相同。即便刀具、刀柄和主轴在各个方面的情况都很好，但如果存在沾污，也会形成不平衡。为了平衡刀具，有必要会添加切削进程中的本钱，如果刀具平衡对下降本钱十分重要，就应并对每种的详细情况进行分析。 
可是，为了很好地平衡刀具，在挑选正确的刀具时还有许多作业要做。以下几点是挑选刀具时应给予考虑的： 
- 购买高质量的刀具与刀柄。应挑选预先已消除了不平衡的刀柄。 
- 最好运用短的和尽可能轻的刀具。 
- 定时检验刀具和刀柄，查看是否有疲惫螺纹和变形的预兆。 
工艺能接受的刀具不平衡由工艺本身的情况来断定。这些情况包含切削进程的切削力、机床的平衡情况及这两个要素互相相互影响的程度。实验是找到最佳平衡的最好办法。用不同的不平衡值运转几回，例如从不平衡值为20克毫米或更低开端。每次运转后，再用愈加平衡的刀具重复实验。最佳平衡应该是这样的一个点：超越这个点后，进一步进步刀具平衡不会进步工件的外表质量；或是这样的一个点：在此点上工艺能易于确保规则的工件公役。 
关键是始终将要点放在工艺上，而不是将动平衡等级-G值或其它任意断定的平衡值作为方针。此方针应为抵达功率尽可能高的工艺。这牵涉到权衡刀具平衡的本钱和因而而取得的长处，因而应在本钱与长处之间合理地进行平衡。 
关于刀具平衡更详细的技能信息， 请与当地的可乐满代表联络。

17) 在惯例和高速切削运用中，为了得到尽可能好的效果，我应运用何种刀柄？ 
高速加工时，离心力十分大，会导致主轴孔渐渐变大。这对一些V形法兰的刀柄会发生负面影响，因为V形法兰的刀柄仅在径向面上与主轴孔触摸。主轴孔变大会使刀具在拉杆安稳的拉力效果下被拉入主轴。这乃至会引起刀具粘住或Z轴方向的尺度精度下降。 
与主轴孔和端面一起触摸的刀具，即径向和轴向一起合作的刀具更适用于高速下的切削。当主轴孔扩大时，端面触摸可防止刀具在主轴孔内向上的移动。运用空心刀柄的刀具也简单受离心力的影响，但它们已规划成在高速下随主轴孔的增大而增大。刀具和主轴在径向和轴向都触摸供给了出色的夹紧刚性，使刀具能够进行高速切削。选用独有的椭圆三棱短锥规划的可乐满Capto接口在传递扭矩和高出产率切削时，具有更优异的功用。