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寻求一种耐磨材料或使零件耐用的方法

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发表于 2015-7-27 00:29:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 park.huang 于 2015-7-28 00:03 编辑

各位社友好:
又要麻烦大家了,最近有个项目遇到一个瓶颈请求大家的帮助。

我们现在做了一款设备,用于工件的整形。
被加工的零件是一个有方形盲孔的薄壁零件,它会存在外形偏大或内孔偏小的不良。因此我们整形的思路是采用一根与工件内孔仿形的芯棒顶着零件通过一个与工件外形仿形的隧道来完成整形过程,就目前来看,整个完成的效果还是不错的,整个过程能将原来约10%的良率提升到90%多。但存在的主要问题是芯棒的耐用性很差,我们现在更换为YG15这种材料以后,也只能达到约2000件的寿命。
在这里希望能有高手,给出解决方案,帮助小弟解决难题。
在此,再补充一下待加工工件的背景:
待加工工件,是一种钨钢材质,是通过粉末冶金注射成型后烧结而成。这种工艺制作出来的产品有一个特性就是材料致密,耐磨性较高。
又因为有烧结过程,不可避免会存在变形,因而需要整形过程来校正其尺寸。
整形用的芯棒的截面尺寸为1.53(+0.005/0)*4.58(+0.005/0),长度约为60;(单位:毫米)基本上磨损掉2丝就不能用了。
设备的产能大约为3000Pcs/H,按2000Pcs的寿命,基本40分钟就要换一次芯棒,一者成本高,再者浪费时间;
按照我们目前小量试产,3台机每天24小时产能60K计算,每天消耗芯棒约30支(实际有时候每支的寿命还达不到2K)成本消耗太高!特别是以后批量起来以后,机台数可能会增至30--40台,每天的消耗成本数以十万计,相对零件售价来说绝对严重亏损!

目前我们所做的和正在做的工作内容如下:
1、最初样机出来的时候,用的是SKD11的芯棒,几十件就Over了;
2、后来更换试过锰钢、白钢(ASP23);相比而言锰钢能做到几百件,白钢大约能做到1000件;
3、做过YG15表面镀碳氮化钛,但寿命提高不明显;
4、咨询过碳氮共渗,厂家说这种规格的芯棒采用这种工艺易变形,无法保证尺寸;
5、表面镀DLC涂层(后来,从侧面了解到这种方式在此场合下并不适合,不过反正已经下单采购了,回来试了再说)
6、YG15表面镀氮铝化钛(此件正在加工中,待验证结果)。

还请社区高手协助解决,不胜感激!

之后附上三维模型。有些结构有调整,但原理未变。如果大家有兴趣,我可以附上视频供大家参考。数模中的相机是用来识别产品的正反。
产品局部图纸如下(需要控制的就是4.58、1.54、5.20,另外还有一个产品厚度尺寸)






产品图纸局部图

产品图纸局部图

asm.rar

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机构数模

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发表于 2015-7-27 05:38:25 | 显示全部楼层
能否改用陶瓷、工业钻石,
1.53(+0.005/0)*4.58(+0.005/0), 就已经限制很多想法。
长度约为60;这里的功能部和结构部能否分开制作?

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大侠你这头像让强迫症的人看着很不舒服。  发表于 2015-7-30 17:51

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发表于 2015-7-27 06:21:48 | 显示全部楼层
芯棒与工件之间不用磨料吗? 有磨料要"以柔克刚"的,芯棒与工件硬碰硬是不行的.
没有磨料,那要"硬干"了. 这里能想到的消耗的起的,.大概就是陶瓷油石了.
另外, 要看你要修正多少了,修正量大的话,分几次修正最合理了.这样又降低了你的效率.呵呵

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发表于 2015-7-27 14:33:51 | 显示全部楼层
请问楼主芯棒是如何失效的

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热处理也很关键吧 记得刚毕业那会在挤压厂上班 同样H55材质的冲棒,国内的寿命跟国外差10倍  发表于 2015-8-3 20:19
感觉向冲模,挤压成型类工艺;有冲击;钨钢,陶瓷都是脆性材料哈  发表于 2015-8-2 17:58
楼主似乎已经上了很多高大上的材料和表面处理工艺,像氮化钛,氮铝化钛等都是用在刀具上的主流的表面涂层工艺,不过还是没能达到楼主的期望,不过楼主在使用这些样品前有没有评价一下他们的本体材料以及涂层的符合性  发表于 2015-7-28 12:18
磨损,变薄变细。  发表于 2015-7-27 23:19
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发表于 2015-7-27 15:01:20 | 显示全部楼层
芯棒磨损,集中起来上磨床走一下,不是又能用了吗?买个100根,每天用完,集中磨一次,很便宜的。也可以考虑金刚石钎焊,在芯棒头上焊个人造钻石头!那绝对爽死你。

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如果需要照片啥的,可以补充,有兴趣,也可以补充视频,但目前手头上没有 准备这些资料。  发表于 2015-7-28 00:04
还能上点照片啊,这样干说,也不了解现场情况啊。  发表于 2015-7-27 23:25
一次定了950根ASP23,用完就废了。后来又定了700根钨钢的,供应商正在连夜赶制。也就头部磨损,麿掉两条就没法用了。  发表于 2015-7-27 23:21

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发表于 2015-7-27 17:17:56 | 显示全部楼层
切割粉末冶金是PCBN最好,试试用PCBN做芯棒,不过PCBN强度比硬质合金差点,
不知模具尺寸能否改好,如果可能则最好

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发表于 2015-7-27 17:32:37 | 显示全部楼层
高速钢或者模具钢、轴承钢等试试,当然热处理必须到位

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说笑话了吧!楼主都说了一些条件,你建议的材料几十件~1000件就Over了。  发表于 2015-7-27 18:00
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发表于 2015-7-27 17:43:52 | 显示全部楼层
看了两遍也没搞清楚是如何被磨损的,上照片或图纸吧
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发表于 2015-7-27 20:12:30 | 显示全部楼层
应该是头部磨损

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对的,就是头部磨损。  发表于 2015-7-27 23:39
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 楼主| 发表于 2015-7-27 23:39:33 | 显示全部楼层
LIAOYAO 发表于 2015-7-27 05:38
能否改用陶瓷、工业钻石,
1.53(+0.005/0)*4.58(+0.005/0), 就已经限制很多想法。
长度约为60;这里的 ...

如果不作任何限制,只要最终能出合格的产品,该如何做?

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已经上传结构图,还请详细指导。  发表于 2015-7-28 00:54
做杆件与杆套咯,杆在套中只伸出必要长度,杆后可加垫补偿磨损部位之长度。楼主有工况示意图便更好帮提建议。  发表于 2015-7-27 23:56
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