优化锚链横档模具制造技术

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1 横档模具优化设计

1.1 模具优化基本要求

1）质量及机械制造精度高；2）材料硬度高，表面处理到位，能够保证频繁应用，使用寿命高；3）制造周期短，相对成本低。

1.2 模具材料选用及要求

1）针对原用5CrMnMo虽具备高强度和高耐磨性但耐热疲劳性较差，模具在日常作业中存在使用寿命低等特点，我们选用45#钢进行制作，通过调质+表面淬火提高零件表面硬度，然后通过CMC-E45 进行一层堆焊处理，最后应用耐磨焊条进行多层修补；2）模具整体表面热处理后硬度要求HRC43-47，工作面要求HRC54-57，同时保证石墨电极终工序加工条件要求。

1.3 横档模具优化参数

1）横档模具设计主要工艺参数主要包括H、H1、H2以及R弧尺寸（如图1）。

2）主要工艺参数的确定

依据实际生产锚链链径要求，一般选用以链径D为常量，主要参数设定为H=0.82D；H1=1.52D；H2=1.96D，而R弧尺寸（R1-R4）要考虑横档料的料径及锚链环宽要求。

2 模具工作面补焊材料选用

2.1 目前广泛应用钴基合金堆焊焊条

2.1.1 主要优点

钴基合金堆焊焊条熔敷金属具有优良的综合耐热性，耐腐蚀性和抗氧化性能，在600℃以上的高温下能保持较高的硬度，其本身具有耐蚀性，属固溶基体，在540℃~650℃高温下，钴基合金熔敷金属具有较好的抗蠕变性能和高温硬度，这是它们在模具表面处理广泛应用的主要原因。

2.1.2 存在缺点

钴基合金焊条虽然在耐磨方面具有广泛的用途，但耐磨性能同性能比较低，因而在模具维护中使用量较大；同时由于材料及稀有元素含量高，导致价格偏高，一般市场价格850元/kg。

2.2 通过市场分析和优化分析，应用D337耐磨焊条

2.2.1 优化材料选用主要优点

D337耐磨焊条堆焊是在工件的任意部位焊敷一层特殊的合金面，其目的是提高工作面的耐磨损，耐腐蚀和耐热等性能，以降低成本，提高综合性能和使用寿命。D337是低氢钠型药皮的CrW热锻模堆焊焊条，采用直流反接，目前最适宜于横档模具的修复作业，市场价格在38元/kg左右。存在缺点是是D337堆焊焊条，焊接面很大，若应用机床加工非常困难，同时日常维修中应用砂轮机人工修磨困难。

2.2.2 使用要求

必须采用直流电焊机，进行直流反接。 焊前焊条须经300℃~350℃烘焙1h，同时 需将工件预热至300℃~400℃以上，焊后缓冷。

对比以上主要应用材料的优缺点，为了降低消耗，节约成本，我们着手利用D337焊条进行修补再加工，同步引进直流电焊机以保证焊补作业的质量，同时为了再加工和日常修磨模具中的难加工问题，着力采用石墨电极用于日常的模具二次加工和维护作业。

3 选用石墨电极进行模具加工

1）石墨作为EDM电极材料，以其高切削性、重量轻、成形快、膨胀率极小、损耗小、修整容易等优点，在模具行业已得到广泛应用；

2）石墨电极机电加工要求与特点

（1）电极模具加工

石墨电极就是碳电极。因为石墨的导电性能好，所以在放电加工中能节省大量时间，这也是用石墨做电极的原因之一。通过人工修磨作业或一般的机床可以完成电极的加工，但存在误差较大。因此我们主要采用数控机床来加工，重在保证加工精度及其稳定性；

（2）加工中的建议

一般建议使用硬质合金刀具。石墨在粗加工时刀具可直接在工件上下刀，精加工时为避免崩角、碎裂的发生，常采用轻刀快走的方式加工。一般而言，石墨在切深小于0.2mm的情况下很少发生崩碎，还会获得较好的侧壁表面质量。同时因为石墨有毒，这就要求石墨加工机床有相应的处理石墨灰尘的装置，数控机床密封性相对满足要求。

（3）实践过程中应用石墨电极来制作模具价值推广

成套石墨电极制作成型后，在5年～10年内都可用于同规格模具的批量维修及加工作业，提出了人工修磨带来的误差，同时工作面粗糙度精度高，为横档压制奠定了基础。

4 结论

整个模具制造优化后，横档型及外观尺寸受到验船师的一致认可，提高了公司形象，同时设备性能也得到提升，制档成档率逐步提升。对比可焊接性试验，为焊档解决“余高”问题，做出了积极的贡献。三级横档可焊性大大提高，为下道工序作业提供了有利保障。提高了产品在市场上的竞争力，节约了制造成本。

参考文献

[1]政坤.冲压模具设计与制造[M].化学工业出版社，2009，6.

[2]吴树雄.电焊条全套技术[M].化学工业出版社，2010，6.

[3]李圣华.石墨电极生产[M].冶金工业出版社，1997，1.