淬硬钢模具快速制造的有关探索

 　　4Cr5MoSiV1材料的特点4Cr5MoSiV1钢的特性：（1）优良的耐氧化腐蚀性能，高温氧化速度慢；（2）优良的耐磨性；（3）高的冲击韧性和抗冷、热疲劳性，不易产生热疲劳裂纹，而且抗粘结力强；（4）优良的淬透性。空淬时产生的氧化铁皮倾向小，并且淬火时尺寸稳定性好< 5>.

　　由于具备以上特点，因此该钢种具有的物理力学性能。用4Cr5MoSiV1模具钢制作的模具，其生产的塑模尺寸精度高、外观质量好，非常适合制造形状复杂的模具（如手机注塑模具等）。

　　4Cr5MoSiV1材料淬硬模具型腔的制备本次试验用工件为一电风扇旋钮的前模模具型腔。该旋钮形状比较简单，（a）正面（b）背面试件结构示意图型腔材料使用国产4Cr5MoSiV1钢，经整体淬火处理，终硬度达55HRC.为不影响塑件表面质量，采用侧浇口进胶、一模两件的大水口模胚。前模型腔的结构示意图如所示（浇口及流道未画出）。

　　试验用高速加工机床JTGK- 600高速数控铣床（如所示）是广东佳铁自动化有限公司于2001年9月推出的主力产品，主要应用于中小型模具产品的制造。

　　JTGK600高速数控铣床该机床以优秀的龙门式高刚性结构、超高速的数控系统以及功率强劲的台湾产电主轴，保证了对钢件的高速切削性能，在模具的制造过程中可以部分取代电火花加工，是一台加工中小型塑料模具用机床，亦可用于高速切削试验研究。支撑软件有UG、Pro/ E、Mastercam、Powermill等。

　　试验用高速加工刀具在型腔曲面铣削加工中，通常采用球头铣刀铣削完成。为保证模具的制造精度和表面质量，对提出了很高的要求。本次试验采用日本三菱公司生产的超细颗粒整体硬质合金涂层球头立铣刀（刀具编号为MS2MBR0300，），该刀具（）的螺旋角为30？，双切削刃，直径6mm，刃长12mm，刀具全长80mm，适合于高速铣削 　　为了保证数据的准确性，测量设备使用世界专业计量仪器制造厂德国霍梅尔有限公司制造的T8000粗糙度轮廓测量仪，并且选择三个不同的位置进行测量，取三次测量的平均值作为后得到的表面粗糙度值。

　　保证切削过程中每齿进给量及轴向切深恒定轴向切深a d对表面粗糙度的影响涂层球头立铣刀MS2MBR0300高速铣削淬硬钢时合适的轴向切深应 0. 05D c（D c为刀具名义直径），故试验中选取a d = 0. 05、0. 1、0. 15、0. 2、0. 25和0. 30mm六个等级，基本上覆盖了整个适用范围。表示了加工表面轮廓算术平均偏差随轴向切深f z的变化规律。

　　高速加工4Cr5MoSiV1 n= 16454r/ min时的a d - R a曲线由知：（1）随着轴向切深从0. 05mm增大到0. 30mm，试件表面粗糙度值在0. 40 m 0. 65 m范围内变化，变化幅度不大。可见轴向切深a d对加工表面粗糙度影响并不明显；（2）轴向切深是提高加工效率的重要因素，同时也是影响刀具寿命和加工平稳性的重要因素。

　　结语根据不同切削条件下铣削加工4Cr5MoSiV1模具型腔的铣削试验，获得了各切削参数对模具加工表面质量的影响规律：（1）在轴向切深和每齿进给量不变的条件下，切削速度的改变会影响型腔的表面粗糙度。随着切削速度的增加，表面粗糙度值逐渐降低；但当切削速度达到v c = 250m/ min以后时表面粗糙度值降低的速率减小；（2）在切削速度和轴向切深不变的条件下，进给量的改变会影响型腔而是呈现出谷底现象，所以，存在一个佳的进给速度；（3）在切削速度和进给速度不变的条件下，改变轴向切深会影响型腔的表面粗糙度，总的趋势是随着轴向切深的增加，加工表面粗糙度值增大，但增加的速率缓慢。说明轴向切深a d对加工表面粗糙度的影响不显著。，应综合考虑加工效率、刀具成本等各种因素优化选取。
来源：中国模具网

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