CN106393398B - 一种高寿命合金钢模具及其加工方法 - Google Patents

一种高寿命合金钢模具及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高寿命合金钢模具及其加工方法。本发明一种高寿命合金钢模具，它包括模具本体、夹持装置；模具本体为分体式结构，夹持装置紧固在模具本体的四周。其中，夹持装置包括若干块夹持板、夹持装置本体、若干个压紧螺钉；夹持板紧贴在模具本体外部的四周、夹持装置本体通过压紧螺钉紧压在夹持板上。本发明的合金钢模具为分体式结构，加工方便。同时，当模具的内腔磨损时，可以方便地恢复内腔尺寸，因此本发明模具的使用寿命长，相对于现有模具增加寿命8‑10倍，成本降低50％以上。

Description

一种高寿命合金钢模具及其加工方法
技术领域
本发明涉及耐火材料的模具，尤其涉及耐火砖机压制品的模具。
背景技术
目前加工制造企业加工成本巨大，尤其是模具在成本中占比较大的比例，模具的使用寿命及其生产出的制品数量显得尤为重要。目前耐火材料行业中定型耐火砖的机压模具采用低碳钢Q235或20Cr渗碳或碳氮共渗淬火处理，表面虽然具有一定硬度，但是硬度层很薄，只有0.5mm左右，因此其在使用较短的时间后，硬度层就会被磨损掉，因此模具的寿命普遍较低，且由于硬度层被磨损后表面不光滑，会造成模具制品外观差且制品尺寸较大，极大地造成了成本浪费。另外，低碳钢渗碳或碳氮共渗工艺时间较长，带来模具供应周期偏长，影响生产。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种合金钢模具及其加工方法。本发明的合金钢模具为分体式结构，加工方便。同时，当模具的内腔磨损时，可以方便地恢复内腔尺寸，因此本发明模具的使用寿命长，相对于现有模具增加寿命8-10倍，成本降低50％以上。
本发明一种高寿命合金钢模具，它包括模具本体、夹持装置；模具本体为分体式结构，夹持装置紧固在模具本体的四周。
进一步地，夹持装置包括若干块夹持板、夹持装置本体、若干个压紧螺钉；夹持板紧贴在模具本体外部的四周、夹持装置本体通过压紧螺钉紧压在夹持板上。
进一步地，夹持板的形状与模具本体外形的形状相适应，若干块夹持板对称布置。
进一步地，夹持装置本体的每个面上均设置有若干个压紧螺钉，压紧螺钉相对于模具本体对称布置。
进一步地，模具本体为方形，在其四个角上各设置有一个工艺孔，模具本体均分为两块或四块。
本发明高寿命合金钢模具的加工方法，其具体步骤是：
①将模具本体的毛坯粗加工到图4所示外形尺寸(A+2)*(B+2)，内腔尺寸D-2；(A、B为模具本体最终的长、宽尺寸，D为模具本体最终的内腔尺寸)
②将模具本体分割成如图5所示的对称的两块或者四块分体，此过程可根据模具尺寸选择线切割或锯床加工等工艺；
③将分割成的两块或者四块模具本体的分体按图6所示放置，并用模具连接板连接后，加工图6中所示的外侧四条直边，保证长A、宽B两尺寸；
④拆除连接板，将两块或者四块模具本体的分体恢复到分割完后的位置，如图7所示，然后装夹夹持装置，将模具本体的内腔尺寸加工至最终尺寸D，模具精加工完成；
⑤根据模具本体的材料选择合适的热处理工艺提高模具耐磨性和硬度，然后模具可投入使用。
进一步地，步骤③的具体步骤是，先将分割成的两块或四块模具本体的分体的直角边紧密贴合、内腔朝外，然后将模块连接板8上的四个孔与模具本体四个角上的工艺孔7相连接，使两块或者四块分体形成一个整体，并保证各个分体上的处于同一侧上的在步骤②中被切割的边之间不能有任何错位，再进行被切割的边的加工，保证A、B尺寸。
进一步地，步骤④中，当模具本体的内腔为回转体时，可使用镗刀总成进行加工；当模具本体的内腔为异形腔时，可使用线切割方式进行加工。
进一步地，所述的镗工总成包括镗刀杆、两个镗刀，两个镗刀分别设置在镗刀杆两头的通孔中，并通过螺钉锁紧。
进一步地，当本模具的内腔磨损变大后，再次拆分模具本体，然后重复上述加工方法中的步骤③，既将按两块或者四块模具本体的分体按图6所示放置，并用模具连接板连接后，加工图6中所示的外侧四条直边L，长A、宽B两尺寸在每次返修的过程中分别减小2mm，加工完成后将模具按图7工位摆放，此时的内腔尺寸比标准尺寸D小，然后按图1工位装夹模具，精加工内腔尺寸到D，至此返修结束模具可投入使用。
从上述可以看出，在结构上，本发明模具采用分体结构，视模具形状不同可分为两部分或四部分，加工方便。同时，当模具的内腔磨损后，可反复将磨损后工作面的腔体(腔体可为回转体或异型)缩小至标准尺寸，以利于模具循环修复使用，延长了模具的使用寿命，降低了生产成本。另外在加工过程中用到的模具夹持工装和镗刀杆总成以及模具连接板等结构，可大大提高加工效率以及加工准确度，降低加工成本、缩短加工周期。
附图说明
图1是本发明模具的示意图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3是镗刀总成图；
图4是模具粗加工后的示意图；
图5是模具粗加工后被切割示意图；
图6是模具被切割后加工工位示意图；
图7是模具加工完成的成品示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本发明一种高寿命合金钢模具，它包括模具本体1、夹持装置；模具本体1为分体式结构，夹持装置紧固在模具本体1的四周。
夹持装置的作用是在加工过程中将分体式结构的模具本体1予以夹紧，从而方便加工。
实施例2
其中，夹持装置包括若干块夹持板2、夹持装置本体3、若干个压紧螺钉4；夹持板2紧贴在模具本体1外部的四周、夹持装置本体3通过压紧螺钉4紧压在夹持板2上。
夹持板2起到增加加压面积和标整分体模具外形的作用，即使分体式模具在同一侧的直角边在同一条直线上，不会出现错位。夹持装置本体3上加工有螺孔，压紧螺钉4在夹持板2的帮助下可以把四部分模具夹紧，即夹持板2通过压紧螺钉4紧贴在模具本体1的四周，且使分体式模具在同一侧的直角边在同一条直线上，不会出现错位。
实施例3
夹持板2的形状与模具本体1外形的形状相适应，若干块夹持板2对称布置。
这样，便于夹持板2与模具本体1紧密贴合，更好地保证模具本体分体间的相对位置，保证加工的尺寸。
实施例4
夹持装置本体3的每个面上均设置有若干个压紧螺钉4，压紧螺钉4相对于模具本体1对称布置。
压紧螺钉4对称布置，保证了紧固力在同一直线上，不会使分体式模具本体发生前后左右的错位。
实施例5
模具本体1为方形，在其四个角上各设置有一个工艺孔7，模具本体1均分为两块或四块。
工艺孔7主要为加工时与模具连接板8连接。
实施例6
本发明高寿命合金钢模具的加工方法，其具体步骤是：
①将模具本体的毛坯粗加工到图4所示外形尺寸(A+2)*(B+2)，内腔尺寸D-2；(A、B为模具本体最终的长、宽尺寸，D为模具本体最终的内腔尺寸)
②将模具本体分割成如图5所示的对称的两块或者四块分体，此过程可根据模具尺寸选择线切割或锯床加工等工艺；
③将分割成的两块或者四块模具本体的分体按图6所示放置，并用模具连接板连接后，加工图6中所示的外侧四条直边，保证长A、宽B两尺寸；
④拆除连接板，将两块或者四块模具本体的分体恢复到分割完后的位置，如图7所示，然后装夹夹持装置，将模具本体的内腔尺寸加工至最终尺寸D，模具精加工完成；
⑤根据模具本体的材料选择合适的热处理工艺提高模具耐磨性和硬度，然后模具可投入使用。
实施例7
步骤③的具体步骤是，先将分割成的两块或四块模具本体的分体的直角边紧密贴合、内腔朝外，然后将模块连接板8上的四个孔与模具本体四个角上的工艺孔7相连接，使两块或者四块分体形成一个整体，并保证各个分体上的处于同一侧上的在步骤②中被切割的边之间不能有任何错位，再进行被切割的边的加工，保证A、B尺寸。
实施例8
步骤④中，当模具本体的内腔为回转体时，可使用镗刀总成进行加工；当模具本体的内腔为异形腔时，可使用线切割方式进行加工。
实施例9
所述的镗工总成包括镗刀杆6、两个镗刀5，两个镗刀5分别设置在镗刀杆6两头的通孔中，并通过螺钉锁紧。
从图3可知，镗刀杆6的左右两端开方孔便于镗刀5的刀柄插入，并用螺栓将两者压固。两个镗刀对称切削，保证了孔的圆度，保证了加工质量。
实施例10
当本模具的内腔磨损变大后，再次拆分模具本体1，然后重复上述加工方法中的步骤③，既将按两块或者四块模具本体的分体按图6所示放置，并用模具连接板8连接后，加工图6中所示的外侧四条直边L，长A、宽B两尺寸在每次返修的过程中分别减小2mm，加工完成后将模具按图7工位摆放，此时的内腔尺寸比标准尺寸D小，然后按图1工位装夹模具，精加工内腔尺寸到D，至此返修结束模具可投入使用。
当本发明模具使用一段时间后，工作腔体会磨损变大，如果是以前的整体式模具就会直接弃用，造成成本浪费；而采用本实施例中的步骤，可以将工作面的腔体(腔体可为回转体或异型)缩小到符合要求。因此本模具可以以循环修复使用，大大降低了生产成本。
另外在加工过程中用到的模具夹持工装和镗刀杆总成以及模具连接板等结构，可大大提高加工效率以及加工准确度，降低加工成本、缩短加工周期。另外，本发明的模具还可以采取以下技术进一步延长其使用寿命：第一，在模具选材上，采用耐磨抗冲击的合金材料；第二，热处理方式采用淬火加低温回火处理，时间较短。

Claims (5)

1.一种高寿命合金钢模具，它包括模具本体（1）、夹持装置；模具本体（1）为分体式结构，夹持装置紧固在模具本体（1）的四周；夹持装置包括若干块夹持板（2）、夹持装置本体（3）、若干个压紧螺钉（4）；夹持板（2）紧贴在模具本体（1）外部的四周、夹持装置本体（3）通过压紧螺钉（4）紧压在夹持板（2）上；模具本体（1）为方形，在其四个角上各设置有一个工艺孔（7），模具本体（1）均分为四块；夹持板（2）的形状与模具本体（1）外形的形状相适应，若干块夹持板（2）对称布置；夹持装置本体（3）的每个面上均设置有若干个压紧螺钉（4），压紧螺钉（4）相对于模具本体（1）对称布置，其加工方法的具体步骤是：
①将模具本体的毛坯粗加工到外形尺寸（A+2）*（B+2），内腔尺寸D-2；A、B为模具本体最终的长、宽尺寸，D为模具本体最终的内腔尺寸；
②沿长A的中心线、宽B的中心线将模具本体分割成对称的四块大小形状相同的分体，此过程可根据模具尺寸选择线切割或锯床加工工艺；
③将分割成的四块模具本体的分体的直角边两两相接触，使其内腔朝外，用模具连接板连接后，加工外侧四条直边，保证长A、宽B两尺寸；
④拆除连接板，将四块模具本体的分体恢复到分割完后的位置，然后装夹夹持装置，将模具本体的内腔尺寸加工至最终尺寸D，模具精加工完成；
⑤根据模具本体的材料选择合适的热处理工艺提高模具耐磨性和硬度，然后模具可投入使用。
2.根据权利要求1所述的高寿命合金钢模具的加工方法，其特征是：步骤③的具体步骤是，先将分割成的四块模具本体的分体的直角边紧密贴合、内腔朝外，然后将模块连接板（8）上的四个孔与模具本体四个角上的工艺孔（7）相连接，使四块分体形成一个整体，并保证各个分体上的处于同一侧上的在步骤②中被切割的边之间不能有任何错位，再进行被切割的边的加工，保证A、B尺寸。
3.根据权利要求1所述的高寿命合金钢模具的加工方法，其特征是：步骤④中，当模具本体的内腔为回转体时，可使用镗刀总成进行加工；当模具本体的内腔为异形腔时，可使用线切割方式进行加工。
4.根据权利要求3所述的高寿命合金钢模具的加工方法，其特征是：所述的镗刀总成包括镗刀杆（6）、两个镗刀（5），两个镗刀（5）分别设置在镗刀杆（6）两头的通孔中，并通过螺钉锁紧。
5.根据权利要求1所述的高寿命合金钢模具的加工方法，其特征是：当本模具的内腔磨损变大后，再次拆分模具本体（1），然后重复上述加工方法中的步骤③，即将四块模具本体的分体用模具连接板（8）连接后，加工外侧四条直边L，长A、宽B两尺寸在每次返修的过程中分别减小2mm，加工完成后将四块模具本体的分体恢复到分割完后的位置，此时的内腔尺寸比标准尺寸D小，然后装夹模具，精加工内腔尺寸到D，至此返修结束模具可投入使用。
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