汽車模具鋼材

1.模具鋼材

   幾種常用的鋼材

   鋼材是模具質(zhì)量的決定性因素，選擇合理的鋼材是重中之重。選擇鋼材的標(biāo)準(zhǔn)是：

   ①注塑材料的要求—不同的塑料要選用不同的鋼材，如對高拋光的要求、耐腐蝕的要求等等;

   ②價格—鋼材性能夠用就好，不是越貴越好;考慮到模具的成本因素，模具鋼材要選用和模具壽命相應(yīng)的材料，避免不必要的浪費;一般P20的壽命在30萬左右;2738，50萬沒問題，H13/2344通常在80-100萬以上，可以根據(jù)情況選擇;

   ③熱處理。模具的表面處理也是非常重要。氮化—能夠增強鋼材的表面硬度，有效延長模具壽命;電鍍—能對模具鋼材進行有效改性，對一些需要高亮度的和耐腐蝕的塑件可以利用電鍍來增強和改進鋼材的性能

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計

   管件結(jié)構(gòu)設(shè)計

   成熟的模具結(jié)構(gòu)不但考慮到產(chǎn)品材料屬性——收縮率、成型溫度、彈性拉伸變形系數(shù)等，而且還要考慮到冷卻水路、開合模的速度等。合理的模具結(jié)構(gòu)能有效延長模具壽命和保證模具的順利生產(chǎn)。降低成本。

3.模具加工

   工欲善其事，必先利其器。模具工藝的安排尤為重要，合理的工藝安排能加快生產(chǎn)周期，縮短加工時間，有效節(jié)省成本。而且更重要的是合理的加工能夠保證模具在生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和延長壽命。加工出錯有的會導(dǎo)致模具燒焊，無論焊的多好，對模具來說都是一種損失;另外加工不好還有可能影響模具動作，降低模具壽命，導(dǎo)致模具在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)拉裂甚至折斷。模具尺寸大、形狀復(fù)雜．所以要求較高的淬透性、較小的變形及開裂傾向性。

4.標(biāo)準(zhǔn)件

   決定水桶容量的是較低的一根木條。這個道理大家都理解，但是在做的時候往往會注意不到。模具也是一樣，標(biāo)準(zhǔn)件雖然不直接參與成型，但卻控制著整個模具的運行。好的標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)該能夠耐磨，夠硬，精度高，不宜變形。設(shè)計者在設(shè)計需要整體淬火鑲塊時，應(yīng)考慮材質(zhì)的淬透性及淬火后加工、刀具磨損、鑲塊變形、加工余量、模具加工周期、數(shù)控及鉗工工人的工作量等多方面因素。不同品牌的標(biāo)準(zhǔn)件差價很大，所以做模具不要一味殺價，殺來殺去，你的模具從奔馳就直降至大眾了。

5.對碰(飛模)

   對碰靠的是模具鉗工的經(jīng)驗，看似簡單的活卻是具有技術(shù)含量的工作。復(fù)雜模具主要看的就是這個功夫。平板模具簡單，分形面只要沒有飛邊斷差基本就ok了。像汽車配件模具就非常的麻煩了，不但分形面比較不規(guī)則，而且往往包括多個滑塊、頂塊。同時通過對碰還能對模具的其他問題進行改進和完善。絕大局部套圈都是經(jīng)過鍛變成型，鋼球是經(jīng)過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經(jīng)過冷鐓成型。所以它是一項綜合性的工作。

6.拋光/皮紋

   模具的拋光是模具的制造的后一個環(huán)節(jié)。拋光直接反映到塑件上，所以這是個面子的工作。拋光還能對模具動作起到幫助和補充的作用，尤其對脫模非常有意義。往往一些模具生產(chǎn)不順利就是因為打光不到位，阻力過大，脫模困難，甚至頂白，頂裂等。

7.模具裝配

   模具裝配就如同組裝機器一樣，每一個部件，每個螺釘都不能出錯，否則后果會相當(dāng)嚴(yán)重，輕則導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷，影響生產(chǎn)，重則徹底損害模具，造成報廢。所以裝配的活一定要非常的細(xì)致。裝配過程中尤其是要注意模具的清潔工作，特別是水路、螺絲孔，一定要吹干凈里面的鐵屑，否則客戶非常生氣的。通常選用瑞典的8407，S136,美國的420,H13,歐洲的2316，2344，083，或日本的SKD61，DC53（原為五金模材料，特殊情況下使用。

8.熱流道還是冷流道

   這個其實對模具質(zhì)量的影響小。國外品牌無論在質(zhì)量還是售后服務(wù)上做的都非常到位，所以質(zhì)量上一般不會有問題。只是國內(nèi)的一些熱流道倒是質(zhì)量相差很大。個別小企業(yè)為了節(jié)儉成本，來爭取價格上的優(yōu)勢，用一些不靠譜的加熱和傳導(dǎo)配件，就容易出問題。另外加工不好還有可能影響模具動作，降低模具壽命，導(dǎo)致模具在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)拉裂甚至折斷。而冷流道主要的問題就如何保證注塑的平衡、澆口大小、注塑壓力等等。

汽車超高強鋼板熱壓成型模具材料的加工

國內(nèi)汽車模具企業(yè)通常采用兩種方法加工淬硬鋼模具：一種是大多數(shù)企業(yè)采用的傳統(tǒng)的磨削加工；另一種是少數(shù)企業(yè)采用的高速硬態(tài)銑削加工。

相比于傳統(tǒng)的磨削加工而言，高速硬態(tài)銑削加工具有加工柔性好、無污染及生產(chǎn)效率較高等優(yōu)點，所以，汽車淬硬鋼模具高速硬態(tài)銑削加工，必將成為我國汽車超高強鋼板熱壓成型模具制造業(yè)重點研究和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，對研究汽車超高強鋼板熱壓成型模具的制造水平和推動汽車模具行業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。常用的試驗方法為正交試驗，優(yōu)化算法應(yīng)用較多的為遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法等，并與人工智能方法相結(jié)合，在高速切削工藝參數(shù)優(yōu)化的研究中取得了一定效果。

下面主要從高速切削力因素、高速切削方法優(yōu)化及高速切削刀具材料選擇等三個方面作一個簡單探討。

1.影響硬態(tài)切削力的因素

主要包括切削速度、切削深度、進給量、后刀面磨損量及工件硬度等因素。

大量的試驗研究表明：隨著切削速度的提高，切削力隨之增加。當(dāng)切削速度超過某一特定值后，切削力會減小。高速銑削淬硬鋼，軸向力（Z軸）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩個分力，為主切削力。刀具磨損及刃形對切削力影響大。有強腐蝕性的塑膠一般選S136，2316，420一類鋼材，弱腐蝕性的除選S136，2316，420外，還有SKD61，NAK80，PAK90，718M。隨著刀具磨損的加劇，切削力分量都增加，研磨的刀刃比倒棱的刀刃產(chǎn)生的切削力更大一些，軸向切削深度增加，切削力增加。

2.高速銑削淬硬鋼模具工藝參數(shù)優(yōu)化

由于高速切削與傳統(tǒng)的切削機理不同，目前，高速銑削淬硬鋼模具不能簡單地沿用常規(guī)銑削相關(guān)理論和概念。因此，國內(nèi)外一些學(xué)者對高速銑削淬硬鋼模具工藝參數(shù)進行優(yōu)化研究，采取的方法主要有：用試驗優(yōu)化的方法、試驗優(yōu)化與算法優(yōu)化組合的方法。這些方法主要是以切削速度、進給量及切削深度等主要切削參數(shù)為設(shè)計變量，設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)，在高速銑削試驗的基礎(chǔ)上，采用優(yōu)化算法建立模型，找到切削參數(shù)的搭配。常用的試驗方法為正交試驗，優(yōu)化算法應(yīng)用較多的為遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法等，并與人工智能方法相結(jié)合，在高速切削工藝參數(shù)優(yōu)化的研究中取得了一定效果。由于多用了鋼材，國產(chǎn)乘用車自重比歐、日車高10%以上，平均百公里耗油8。

3.高速切削刀具材料選擇

由于汽車超高強鋼板熱壓成型模具的輪廓尺寸大小不一、型面復(fù)雜，存在大量的溝槽、轉(zhuǎn)角、凸起和凹陷等，為了保證淬硬鋼模具的表面質(zhì)量，一道工序通常要求同一把刀完成，所以，要求刀具硬度高、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性好，具有良好的抗沖擊、耐磨損等特性。

刀具材料主要選擇涂層硬質(zhì)合金、PCBN及陶瓷等，具主要特點是抗粘結(jié)能力比硬質(zhì)合金強，PCBN的主要特點是硬度高、耐磨性和耐熱性好，在淬硬鋼模具的銑削加工中，PCBN的相對性能較好。

冷軋和熱軋的區(qū)別:

1、 冷軋成型鋼允許截面出現(xiàn)局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力；而熱軋型鋼不允許截面發(fā)生局部屈曲。

2、熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應(yīng)力分

布是彎曲型的，而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型。

3、熱軋型鋼的自由扭轉(zhuǎn)剛度比冷軋型鋼高，所以熱軋型鋼的抗扭性能要優(yōu)于冷軋型鋼。